大型配套環(huán)保設(shè)備在斜坡道施工中的應(yīng)用

趙海明，李建奇，張志雄

(1.中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司天津第三分公司， 天津 300000；2.太鋼峨口鐵礦， 山西忻州市 034200)

大型配套環(huán)保設(shè)備在斜坡道施工中的應(yīng)用

趙海明1，李建奇1，張志雄2

(1.中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司天津第三分公司， 天津 300000；2.太鋼峨口鐵礦， 山西忻州市 034200)

為確保斜坡道施工高效、安全、快速，并滿(mǎn)足安全職業(yè)健康要求，通過(guò)對(duì)斜坡道施工方案的研究，確定采用大型機(jī)械化配套環(huán)保設(shè)備進(jìn)行施工；實(shí)踐證明，斜坡道采用大型機(jī)械化配套環(huán)保設(shè)備進(jìn)行施工，不僅能提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工速度，井下工作環(huán)境得到了有效的改善，職工的安全職業(yè)健康得到了有效的保證，此施工技術(shù)所得的經(jīng)驗(yàn)可以推廣應(yīng)用。

大型配套設(shè)備；生產(chǎn)效率高；斜坡道

0 前 言

斜坡道作為礦山采礦主要開(kāi)拓方式，在大型露天礦掛幫礦采礦中作為通往采區(qū)的主要通道，作為大型設(shè)備主要運(yùn)輸通道和作為安全通道等方面起著非常大的作用；結(jié)合目前國(guó)家對(duì)環(huán)境和職業(yè)安全健康的重視，選擇合理的施工設(shè)備，即能夠達(dá)到環(huán)保要求，又能夠確保職工的職業(yè)安全健康，對(duì)施工企業(yè)來(lái)說(shuō)是首要必須考慮的問(wèn)題。2012年我單位承建了山西太鋼峨口鐵礦露天轉(zhuǎn)地下一標(biāo)段斜坡道工程，在設(shè)備選型上，施工方法選擇上，本著環(huán)保和確保職業(yè)安全健康原則，采用了大型機(jī)械化配套環(huán)保設(shè)備進(jìn)行工程施工，不盡生產(chǎn)效率高，施工速度快，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，還能確保井下的工作環(huán)境，職工的安全職業(yè)健康得到了有效的保證。

1 工程概況

山西太鋼峨口鐵礦露天轉(zhuǎn)地下一標(biāo)段工程斜坡道，全長(zhǎng)2700 m，從1672 m標(biāo)高水平到1684 m水平開(kāi)始分兩個(gè)分支，一條延伸至1692 m水平，做為通往尾礦庫(kù)方向主要通道，一條是延伸至1846 m標(biāo)高水平，主要為南東掛幫礦采區(qū)提供服務(wù)，垂直高程174 m，9個(gè)分層，每個(gè)分層18 m，第一個(gè)分層1684 m，斜坡道坡度為15%，中間有兩個(gè)“8”字型曲線，斜坡道斷面面積為20.04 m2，1/3B三心拱。

2013年3月初開(kāi)始施工，由于在高邊坡上開(kāi)硐，地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石破碎，從1672 m水平開(kāi)始由135 m段采用人工施工，短掘短支，鋼拱架支護(hù)，到1684 m水平，巖石變好，巖石硬度系數(shù)在f＝8～13，2013年6月24日開(kāi)始采用了大型機(jī)械化配套環(huán)保設(shè)備施工，到2014年11月24日，累計(jì)施工1650 m，施工過(guò)程中，遇到了不良綠泥巖地段150 m，采取短掘短支，鋼拱架支護(hù)，用時(shí)3個(gè)月。

2 大型機(jī)械化配套環(huán)保設(shè)備應(yīng)用

2.1 1Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)的應(yīng)用

該臺(tái)車(chē)，柴油驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)鑿巖，具有性能優(yōu)越，結(jié)構(gòu)緊湊，鑿巖速度快，效度高，作業(yè)環(huán)境好，污染小等特點(diǎn)。

(1)鑿巖:采用Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)鑿巖，L＝4350 mm鉆桿，Φ76 mm擴(kuò)孔鉆頭，Φ45 mm柱齒合金鉆頭，掏槽眼眼深4.0 m，輔助眼及周邊深3.8 m。技術(shù)人員在鑿巖前，按設(shè)計(jì)標(biāo)設(shè)出巷道開(kāi)挖輪廓線，將點(diǎn)出炮眼，將標(biāo)設(shè)出鉆眼深度的基準(zhǔn)線，以確保施工人員鑿巖時(shí)各種炮眼能鉆到同一垂直面上；鑿巖前根據(jù)中心線將整個(gè)臺(tái)車(chē)調(diào)平；先鑿7個(gè)特征點(diǎn)炮眼:起拱線小弧交點(diǎn)炮眼，大小弧交點(diǎn)炮眼，拱頂炮眼，1 m腰線炮眼，推進(jìn)梁與中心線平行，用坡度規(guī)標(biāo)定坡度，確保推進(jìn)梁坡度與設(shè)計(jì)坡度相一致，鑿?fù)晏卣鼽c(diǎn)炮眼后，將標(biāo)桿插入特征點(diǎn)炮眼，外露2 m左右，為鑿其它炮眼作對(duì)照標(biāo)桿，以確保其它炮眼的坡度、平行度的準(zhǔn)確性。

(2)炮眼布置和爆破參數(shù)。炮眼Φ76 mm空孔布置5個(gè)，中心孔在巷道中心線，距1 m腰線0.4 m上位置，其它空孔以此為中心，以Φ600 mm在上下左右均勻布置成垂直十字型；掏槽眼采用8孔掏槽，其中在五空孔十字聯(lián)線以中心空孔為中心，以Φ300 mm圓與十字聯(lián)線交點(diǎn)上均勻布置4個(gè)掏槽孔，在其它4個(gè)空孔中間以Φ600 mm均勻布置4個(gè)掏槽孔，空孔和掏槽孔孔深4.0 m；四層輔助孔，第一層輔助孔與掏槽孔同心(也稱(chēng)輔助掏槽孔)，在Φ600 mm上均勻布置7個(gè)炮孔，孔距360 mm，第二層3個(gè)壓頂輔助孔，第三層11個(gè)輔助孔，第四層18個(gè)輔助孔，孔間距拱頂600～700 m，墻部700 mm左右，其中距腰線300 mm7個(gè)四層輔助孔在一個(gè)平面上作為臺(tái)孔，輔助孔孔深均為3.8 m，四層輔助其它11個(gè)孔距離周邊孔500～550 mm，及光面層厚度500～550 mm；周邊孔在距離設(shè)計(jì)輪廓線100 mm布置，炮孔間距500～550 mm共布置23個(gè)，孔深3.8 m；底孔布置在1 m腰線下0.9 m位置，孔距650～700 mm，共布置9個(gè)，孔深3.8 m；炮孔孔深為以基準(zhǔn)線測(cè)量出的孔深。

(3)裝藥:掏槽孔裝藥長(zhǎng)度按孔深的90%裝填，一層輔助孔按孔深的84%～85%裝填，其它輔助孔及底孔按78%～80%裝填，周邊孔按孔深的55%～58%裝填；孔底裝1～2卷藥，起爆藥卷放在距孔底第2～3藥卷；周邊孔采用空氣柱間隔裝藥，藥卷之間用導(dǎo)爆索聯(lián)接引爆，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)爆索與起爆雷管及起爆藥卷孔底聯(lián)接孔內(nèi)引爆；堵孔，采用炮紙堵塞，每個(gè)孔至少堵填200 mm以上。裝填過(guò)程中要將所有藥卷聚能穴和非電雷管的聚能穴均朝向孔口，裝填時(shí)，將藥卷塞入炮孔，用炮棍將藥卷送入孔中，確保藥卷頭尾緊密相接，裝填起爆藥卷時(shí)一手抓住腳線，用炮棍輕輕送入，使腳線始終處在繃緊狀態(tài)，特別是在堵塞時(shí)，以防孔內(nèi)腳線打折；加工起爆藥卷時(shí)，確保雷管和藥卷聚能穴方向一致，在距藥卷聚能穴一端三分之二處將雷管插入藥卷內(nèi)，雷管腳線順著藥卷另一端繞過(guò)，用膠帶將雷管段及腳線繞彎段緊緊纏牢。周邊孔起爆藥卷加工是將導(dǎo)爆索一端從藥卷頭部插入100 mm左右，順著藥卷用膠帶纏牢，導(dǎo)爆索平送到孔內(nèi)，中間及孔口藥卷與導(dǎo)爆索貼緊。

非電雷管均采用半秒非電雷管，腳線長(zhǎng)5 m；炸藥為2號(hào)巖石乳化炸藥，藥卷Φ32 mm，長(zhǎng)度200 mm，每卷重量0.15 kg。

(4)起爆順序:所有炮孔均實(shí)行孔底起爆；一層4個(gè)掏槽孔→二層4個(gè)掏槽孔→一層7個(gè)輔助孔→二層3個(gè)輔助孔→三層11個(gè)輔助孔→四層18個(gè)輔助孔→23個(gè)周邊孔→9個(gè)底孔，以此實(shí)現(xiàn)微差光面爆破。

(5)聯(lián)線起爆:孔外聯(lián)接均采用一段非電雷管，孔內(nèi)非電雷管每20發(fā)為一組，共分5組，將每組攏在一起，使得每根腳線處于繃緊狀態(tài)，用膠帶在繃緊處將其纏牢，在距繃緊處100～150 mm處將腳線攏在一起捋直，用膠帶纏牢，將兩發(fā)一段非電雷管反向放入100～150 mm腳線攏中間，將兩發(fā)雷管腳線順向繞一圈后，并在孔內(nèi)腳線攏，用膠帶一并與腳線攏及兩發(fā)非電管纏牢；再將二級(jí)聯(lián)接管按上述方法將其攏在一起，在二級(jí)聯(lián)接腳線攏中間安放一發(fā)一段非電雷管，方法同上，每一級(jí)聯(lián)接，腳線均要處在繃緊狀態(tài)，二級(jí)聯(lián)接，可采用將其綁在固定的桿件或石塊上，使其處于繃緊狀態(tài)。最后一級(jí)聯(lián)接，將一發(fā)一段非電雷管腳線一端用刀切齊，將非電導(dǎo)爆管一端用刀切齊，將兩段導(dǎo)爆管插入60 mm長(zhǎng)的Φ4.5 mm塑料套管內(nèi)，兩個(gè)端頭必須對(duì)齊貼緊，用膠帶將套管兩端纏緊、掛起，在操作過(guò)程中，必須防止水、雜物等進(jìn)入導(dǎo)爆管中，非電導(dǎo)爆雷管腳線只有在實(shí)現(xiàn)聯(lián)接時(shí)才將其一端切掉，導(dǎo)爆管一端，在聯(lián)接時(shí)，將其一端切掉100 mm左右，再聯(lián)接。將導(dǎo)爆管順巷道放到安全地點(diǎn)，將其用刀切斷，將銅質(zhì)導(dǎo)線一端用刀切齊插入導(dǎo)爆管10 mm左右，再將銅質(zhì)導(dǎo)線與遠(yuǎn)程電子引爆機(jī)聯(lián)接引爆。

2.2 通風(fēng)配套設(shè)備應(yīng)用

通風(fēng)主要目的有三個(gè):第一是將新鮮風(fēng)運(yùn)送到掌子面；第二是將炮煙、尾氣等有毒有害氣體排出硐外，第三是加快硐內(nèi)空氣流動(dòng)；考慮到巷道獨(dú)頭距離遠(yuǎn)，本著節(jié)約成本原則，獨(dú)頭巷道300 m內(nèi)采用2BKJ8/30風(fēng)機(jī)，Φ800膠質(zhì)助燃風(fēng)筒，滿(mǎn)足通風(fēng)要求；獨(dú)頭巷道300 m以外采用2BKJ8/55通風(fēng)機(jī)，Φ800膠質(zhì)助燃風(fēng)筒，隨著工作面的逐步推進(jìn)，在巷道變坡處和彎道處加若干臺(tái)11 kV局扇向硐口方向吹風(fēng)，以加快污風(fēng)排放速度。起爆后5 min，等炮煙從爆堆中擴(kuò)散出來(lái)后，再開(kāi)通主通風(fēng)機(jī)和局扇，300 m巷道內(nèi)通風(fēng)時(shí)間在20 min內(nèi)能滿(mǎn)足要求，大于300 m巷道內(nèi)通風(fēng)時(shí)間控制在40 min能滿(mǎn)足要求；在出碴過(guò)程中，主通風(fēng)機(jī)和局扇也同時(shí)開(kāi)著，以鑿巖裝載過(guò)程中，主通風(fēng)機(jī)間隔開(kāi)通，滿(mǎn)足要求。

2.3 配套出碴設(shè)備的應(yīng)用

裝載設(shè)備選擇兩臺(tái)CLG856輪式裝載機(jī)交替使用，牚子面裝碴地點(diǎn)距裝車(chē)地點(diǎn)單程最遠(yuǎn)運(yùn)距200 m，該設(shè)備動(dòng)力大，爬坡能力強(qiáng)，裝載效率高，適合在大斷面巷道中作業(yè)；在尾氣排放中采用了尾氣水洗過(guò)濾凈化裝置，以使尾氣排放達(dá)標(biāo)、環(huán)保。

運(yùn)輸設(shè)備選擇3臺(tái)AJK15礦用卡車(chē)，該設(shè)備運(yùn)輸能力大每次每車(chē)能運(yùn)輸7 m3，爬坡能力強(qiáng)，最主要是尾氣采用催化裂化、水洗凈化裝置，排放達(dá)標(biāo)，非常環(huán)保，平均運(yùn)距0.8 km，每小時(shí)能運(yùn)2.5趟，即每小時(shí)每車(chē)能運(yùn)出17.5 m3虛碴。

清底及掌子面排險(xiǎn)，采用1臺(tái)小挖機(jī)，即方便、靈活又速度快，還安全環(huán)保。

配套作業(yè):在巷道爆破出碴時(shí)，將3臺(tái)礦用卡車(chē)依次停在倒車(chē)硐附近，1臺(tái)停在倒車(chē)硐內(nèi)，2臺(tái)停在倒車(chē)硐下坡處，當(dāng)裝載機(jī)裝碴到倒車(chē)硐開(kāi)口下坡處，停在倒車(chē)硐內(nèi)礦用卡車(chē)倒車(chē)出硐，車(chē)斗朝外，裝載機(jī)將碴裝入車(chē)斗內(nèi)，以此重復(fù)3次，礦用卡車(chē)進(jìn)硐，裝載機(jī)繼續(xù)到掌子面鏟碴，2臺(tái)停在倒車(chē)硐外的礦用卡車(chē)開(kāi)到硐上坡處，硐內(nèi)卡車(chē)出硐，將碴運(yùn)至硐外排碴場(chǎng)，倒車(chē)硐外2臺(tái)卡車(chē)，1臺(tái)進(jìn)硐等待裝碴，另1臺(tái)停在硐外下坡處待命；當(dāng)掌子面碴剩余小部分時(shí)，將小挖機(jī)開(kāi)到掌子面進(jìn)行清底作業(yè)和對(duì)掌子面進(jìn)行排險(xiǎn)作業(yè)。

2.4 實(shí)際主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

平均循環(huán)進(jìn)尺:3.4～3.6 m；月平均進(jìn)尺:155～185 m；巖石硬度系數(shù):f＝8～13；炮孔數(shù)量:80～88個(gè)；炸藥單耗:2.3～3.0 kg/m3；雷管單耗:1.35～1.51發(fā)/m3；導(dǎo)爆索:0.581 m/m3；釬桿單耗:0.242根/100 m3；釬頭單耗:1.124個(gè)/100 m3；用電耗: 4.603°/m3；用水單耗:0.224 t/m3。

3 體 會(huì)

結(jié)合目前國(guó)家對(duì)環(huán)境和職業(yè)安全健康的重視，搞礦山建設(shè)，選擇大型環(huán)保設(shè)備，提高機(jī)械化程度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，創(chuàng)建良好的井下工作環(huán)境，確保職業(yè)安全健康，是必然的趨勢(shì)；山西峨口鐵礦露轉(zhuǎn)地一標(biāo)段斜坡道工程施工就是個(gè)例證，業(yè)主、監(jiān)理對(duì)大型環(huán)保設(shè)備選擇、施工速度及質(zhì)量非常滿(mǎn)意。

(1)對(duì)Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)、井下礦用卡車(chē)等大型設(shè)備的操作人員、維修人員、技術(shù)人員進(jìn)行施工前的培訓(xùn)，過(guò)程中培訓(xùn)，掌握操作機(jī)能，提高技術(shù)水平，在施工過(guò)程中不斷總結(jié)，對(duì)設(shè)備的使用壽命、巷道的成型質(zhì)量、提高進(jìn)尺、確保安全等都是非常重要的。

(2)在通風(fēng)供電方面，隨著工作面推進(jìn)，根據(jù)實(shí)際情況，采用不同的通風(fēng)供電設(shè)備，不但能滿(mǎn)足施工要求，還能節(jié)省成本。

(3)隨著工作面的推進(jìn)，形成水溝，并日常維護(hù)，與硐外排水系統(tǒng)溝通，工作面做臨時(shí)截水壩，將水引至水溝，在硐內(nèi)做若干沉淀池，施工用水經(jīng)沉淀后，部分收集起來(lái)，即能滿(mǎn)足了Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)施工用水排水的要求，保證了井下路面的平整干凈不積水，還節(jié)省了成本。

(4)鑿巖深度用基準(zhǔn)線控制，炮孔坡度用巷道中心線、坡度規(guī)和特征炮孔插標(biāo)桿控制，所以每次鑿巖前，測(cè)放中腰線，標(biāo)設(shè)炮孔深度控制基準(zhǔn)線，劃輪廓線，標(biāo)設(shè)特征炮孔，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)交底，跟蹤指導(dǎo)是非常重要的工作。

(5)對(duì)大型設(shè)備不超負(fù)荷工作，做好日常點(diǎn)檢保養(yǎng)維護(hù)，定期檢修，對(duì)易損件如油管、油封、水封等及時(shí)更換，不帶病作業(yè)，對(duì)確保大型設(shè)備正常使用起著非常重要的作用。

(6)及時(shí)收集易損件和常損件如釬桿、釬頭的消耗，定期盤(pán)點(diǎn)，掌握規(guī)律，形成定額，提前儲(chǔ)備，對(duì)確保施工進(jìn)度起到很大的作用。

(7)對(duì)Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)、井下礦用卡車(chē)等大型設(shè)備來(lái)說(shuō)，只施工一個(gè)工作面，不能完成發(fā)揮其最佳效能；如果有三個(gè)工作面其效能會(huì)發(fā)揮的更大。

(8)對(duì)Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)、井下礦用卡車(chē)等大型設(shè)備適合在斷面面積14 m2的巷道中施工，20 m2以下的巷道斷面爆破參數(shù)須進(jìn)行調(diào)整，不適合14 m2以下的巷道斷面；另外，Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)適合于上坡巷道施工，特別是對(duì)上向斜坡道更是如此。

(9)在施工過(guò)程中，如遇到不良地質(zhì)，圍巖不穩(wěn)定，即時(shí)采取支護(hù)，爆破參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如炮孔深度調(diào)整為3.0～3.5 m，炮孔數(shù)量調(diào)整為70～80個(gè)，炸藥單耗調(diào)整為1.9～2.3 kg/m3；采用一炮一支的短掘短支施工方式；支護(hù)方式根據(jù)巖石情況采取素噴砼支護(hù)，噴錨網(wǎng)噴支護(hù)，鋼拱架支護(hù)等方式，以確保施工安全。

4 結(jié) 論

山西太鋼峨口鐵礦露天轉(zhuǎn)地下一標(biāo)段斜坡道工程采用大型配套環(huán)保設(shè)備進(jìn)行施工，機(jī)械化程度高，能力大，速度快，提高了施工生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，井下工作環(huán)境得支有效改善，職業(yè)安全健康得到了保證。實(shí)踐證明，采用Boomer281掘進(jìn)臺(tái)車(chē)、井下礦用卡車(chē)等大型配套環(huán)保設(shè)備在礦山井下大斷面巷道包括斜坡道在內(nèi)的掘進(jìn)施工中可以推廣應(yīng)用。

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2015-07-24)

趙海明(1970-)，男，河北邯鄲人，采礦高級(jí)工程師，從事采礦、建井工作，Email:1056201342@qq.com。