铁矿巷道掘进施工技术

铁矿巷道掘进施工技术（共11篇）

铁矿巷道掘进施工技术 篇1

0 引言

富煤、贫油、少气是中国自然资源的基本特点, 自然资源的构成特点决定了中国能源供应中煤炭的核心地位, 煤炭资源在人们的日常生产生活中发挥着举足轻重的作用。近年来, 随着经济发展、社会进步, 煤炭行业的发展也越来越受到重视。中国煤层条件复杂多样, 煤层厚度从零点几米到几十米不等, 为了达到稳产高产的目标, 需开掘大量煤岩巷道, 同时, 巷道掘进作为煤矿生产的重要一环, 掘进技术直接关系到生产能力和生产安全, 因此必须得到充分保证。

1 巷道掘进技术发展

巷道掘进是煤矿生产的一项经常且重要的工作, 采用合理的掘进破岩、装岩和支护技术, 科学管理施工过程中的各个工序, 是煤矿行业高效高产的重要保障。中国煤巷高效掘进主要有三种方式, 现分别介绍如下。

1.1 煤巷综合机械化掘进

煤巷综合机械化掘进, 即悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线, 主要掘进设备为悬臂式掘进机。该方式适用范围广, 是煤矿掘进应用中最常用、最普遍的技术, 在国有重点煤矿中有广泛应用。

煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、单体锚杆钻机、转载机、可伸缩带式输送机 (或刮板输送机) 、供电系统及通风除尘设备等设备组成。其中, 悬臂式掘进机是关键设备, 其性能对于掘进效率提升及掘进进尺具有重要作用。

煤巷悬臂式掘进机在中国的研制及应用始于20世纪60年代, 传统的悬臂式掘进机功率较小, 80年代初引进了以AM50型、S-100型掘进机为代表的机型, 并在引进机的基础上研发出了适合中国自身煤炭储藏特点的机械化掘进设备, 推动了中国掘进机技术发展。近年来, 中国开发了以EBJ-120TP为代表的替代机型, 在整体技术性能方面达到了国际先进水平。中国研制的新一代掘进机具有设计合理、结构紧凑、工作稳定、产能高、破岩能力强、适应性好、可靠性高、具有工矿检测和故障诊断功能等特点。

悬臂式掘进机在中国煤矿中已普遍应用, 为煤矿稳定高产发挥了重要作用。但因是单巷掘进, 且采用单体锚杆进行锚杆支护, 导致掘进和支护不能平行作业, 从而制约掘进速度的进一步提高。

1.2 大断面煤巷连续采煤机高效掘进

连续采煤机是一种综合机械化掘采设备, 其集落煤、装运及行走为一体, 具有较大截割宽度、采煤速度快、装煤效果好、生产能力高等特点。与悬臂式掘进机单巷掘进不同, 连续采煤机广泛应用于矩形断面的双巷、多巷掘进及短壁开采, 已发展成为现代矿井高产高效的重要设备。

连续采煤机的引进始于20世纪80年代, 经历了单机和成套设备引进两个阶段。按照掘进工作面设备配置的运输方式不同, 连续采煤机可大致分为间断式运输方式及连续运输方式两种。前者工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机;后者工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机作为现代高科技设备, 其应用可以大幅提高煤矿行业的生产效率, 减少人力物力成本, 提高企业利润。

1.3 掘锚一体化掘进机

受中国煤矿生产力、地质条件等因素的限制, 锚杆支护方式大多采用气动支腿式锚杆钻机, 因而必须实行掘锚交替作业, 这种方式效率低、劳动强度大、作业危险。有机结合锚杆支护与煤炭掘进技术, 实现掘锚一体化将是未来巷道掘进的发展趋势。

掘锚一体化技术的实质是将采掘机或掘进机组与支护设备结合起来操作的成巷掘进技术, 其关键技术是通过一体化设备实行掘进与打锚杆同时平行作业, 要求一体化设备不但能够完成钻煤、切割、装煤工序, 还能够具备钻孔、安装锚杆等功能, 可实现切割后直接锚杆支护, 不必倒车, 因而相关人员及设备上需要消耗的资源较少, 且在变化多样的巷道条件下, 一体化掘进对巷道的适应能力更强, 掘进效率大幅提升。

2 巷道掘进技术影响因素

巷道掘进是一个系统工程, 受到人、技术装备、安全管理及环境等诸多因素的影响, 先简要归纳分析巷道掘进技术影响因素如下。

2.1 煤矿巷道地质条件

煤矿巷道地质条件是影响巷道掘进技术应用的主要因素, 良好的地质条件是掘进技术及设备能够应用的前提, 复杂苛刻的地质条件会严重影响掘进效率及工作进度。

2.2 施工机械设备

现代技术的发展已使掘进机的效率和质量稳步提升, 但设备性能、自动化程度对掘进技术的影响不容忽视。此外, 实际巷道施工过程中对设备的选择及应用将直接影响巷道掘进效率。

2.3 施工人员素质

无论是人工施工作业还是高度的机械自动化作业, 人员都是关键因素, 施工人员的劳动技能、教育程度、专业知识、安全意识等都对巷道掘进整个过程产生重大影响, 因此掘进施工前应进行必要的培训, 保证掌握流程、规范、设备;掘进施工中, 应保证分工明确、配合密切、按规范高效操作。

2.4 施工管理

在巷道掘进施工组织中, 管理者的组织管理能力及技术水平对于煤矿高产高效开采尤为重要。倘若施工设计不合理、组织不完善、管理不到位、制度不贯彻、监督不落实, 将不仅影响巷道掘进技术的应用效果及项目进度, 也势必带来安全隐患。

3 巷道掘进技术发展趋势

中国虽然是煤炭储量大国, 但是煤炭资源有限, 面对经济的飞速发展及人口快速增长, 如何实现煤矿的安全、高效开采已成为当前亟待解决的问题。对于巷道掘进技术未来的发展趋势简要分析如下。

3.1 改进创新传统综合机械化掘进技术

煤炭开采中应用最广泛、最普遍的是综合机械化掘进技术, 针对悬臂式掘进机的改进措施, 可考虑在元部件的设计上提高设备的可靠性、通过自动控制技术来改进机器的适应性、采用企业创新体制转型等策略来提高市场应变性。

3.2 推广新型连续采煤机掘进技术

连续采煤机掘进技术具有出煤速度快、操作性强、安全性高等优点, 在国外已发展成熟, 但在中国并未得到普遍推广应用, 要实现煤炭掘进技术突破新的发展, 须大力推广新型连续采煤机掘进技术。

3.3 提高掘进机的稳定性及适用性

高效作业离不开稳定可靠的设备支持, 因此, 必须结合实践应用中遇到的具体问题, 改进掘进机组成构件及传动方式, 提升其工作稳定性及对不同地质环境的适应能力。

3.4 发展掘锚一体化掘进技术及设备

被誉为煤巷掘进技术的又一次革命的掘锚一体化技术, 已在实际应用中体现出了其掘进效率高、支护效果优、适用范围广等优点, 并引发世界各国开采界的关注。据统计, 掘锚一体化施工技术相对传统技术可提速70%左右。因此, 发展应用掘锚一体化掘进技术和设备将是中国煤矿巷道高效掘进技术发展的重要方向, 也是中国煤矿行业产量及效率提升的重要保障。

3.5 发展高效掘进配套技术

巷道掘进技术和设备的配套技术如故障诊断技术、自动化控制技术、信息传输技术、自动截割轮廓成型技术、配套除尘技术、断面监视技术等, 也将是今后煤矿行业大力研究发展的技术方向。

4 结语

煤矿开采中, 巷道掘进是主要环节, 从对巷道掘进技术的发展探讨可以看出, 中国煤炭巷道掘进技术已取得了很大的进步且发展形势良好, 但同时中国煤炭生产过程中仍有一些问题, 因此必须开展高效巷道掘进技术及配套技术的研究及应用, 切实提高中国巷道掘进作业效率及质量, 推动中国煤矿行业生产技术不断发展。

摘要：为了高效安全地生产更多煤矿资源, 研究开采技术尤为重要。巷道掘进作为煤矿开采的重要环节, 分析了其相关技术的发展, 探讨了影响因素并指出未来高效巷道掘进技术的发展趋势。

关键词：煤矿,巷道掘进,技术发展

铁矿巷道掘进施工技术 篇2

摘要：煤矿作为我国经济发展必不可少的战略资源，煤炭资源的开采速度和开采质量都是影响我国煤矿工业发展的重要因素。煤矿巷道掘进施工不仅可以影响煤矿开采的速度，更是影响煤矿开采的质量，因此必须保证煤矿巷道掘进施工的顺利开展。笔者在认真研究煤矿巷道掘进施工的基础上，联系自身工作经验，对煤矿巷道掘进施工进行全面论述。

关键词：煤矿巷道掘进施工重要作用

一、全煤巷道掘进施工方法

全煤巷道掘进施工方法主要有：钻眼爆破法掘进煤巷、掘进机掘进煤巷、连续采煤机掘进煤巷以及其它掘进方式等。

（一）钻眼爆破法掘进煤巷

钻眼爆破。钻眼一般采用2～3台煤电钻同时作业。炮眼深度应考虑施工组织、技术和围岩性质一般为1.5～2m，炮眼间距视煤层硬度，一般为0.6～1.2m。炮眼的布置。炮眼布置的原则与岩巷基本相同。由于煤质软，掏槽容易，多采用单向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，当炮眼较深、断面较小时，可用复式掏槽，若断面中有软煤夹层时，掏槽眼应布置在软煤带中。掏槽眼一般为3～4个，倾斜角度为70°～80°。断面较小时，可不设辅助眼。装煤。煤巷施工，装煤是一项费时的主要工序，目前主要采用zmz-17型装煤机、耙斗装岩机和转载机。该型装煤机用履带行走，机动灵活，适应性强，能连续装载，效率高。适用于掘进断面8m2以上，净高1.6m

以上及坡度10°以下的煤巷。它由蟹爪、可弯曲链板输送机和履带等组成。转载机是安装在平板车上的胶带输送机，其装载效率为人工直接装车的5倍以上。如果与装煤机配合可使装运连续作业，效率更高。在煤巷和半煤岩巷断面能满足装载要求时，同样也可以采用耙斗装载机进行装载。为满足小断面煤巷装车的需要，各矿可自制一些小型装煤转载机械。

（二）掘进机掘进煤巷

煤巷掘进机能够破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。掘进机的工作原理基本上相同，它具有工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等优点。掘进施工煤巷是我国煤巷施工的发展方向。煤巷施工中采用掘进机掘进，再加上与之相适应的机械运输设备与其配套形成一条机械化作业线，是加快煤巷掘进速度和提高劳动生产率的根本途径，目前常用的配套方式有以下几种：一是掘进机—链板输送机机械化作业线；二是掘进机—胶带转载机—链板输送机机械化作业线此机械化作业线；三是掘进机—胶带转载机—可伸缩双向胶带输送机机械化作业线；四是煤巷掘进机—仓式列车机械化作业线。

（三）连续采煤机掘进煤巷

连续采煤机和掘进机在结构上的不同之处在于它的切割机构为横轴式，宽度较大，可以一次掘出宽 3m 左右的巷道。连续采煤机包括截割系统、行走系统、转载系统等。连续采煤机是房柱式采煤的主要设备，在美国和南非，井下煤产量的 60% 是用连续采煤机开

采的。连续采煤机的主要优点：一是设备投资小而效益高；二是连续采煤机能够实现回采和掘进合一，矿井建设期短，出煤快；连续采煤机可用于房柱式采煤法，连续采煤机设备多采用履带或胶轮行走机构，移动十分方便；连续采煤机可用于巷道掘进，掘进速度快、效率高。影响连续采煤机在正常使用的主要因素有：连续采煤机及其配套设备体积大、吨位高，且有些设备(如梭车)不能解体，因此，设备下井困难。在我国现有煤矿使用的连续采煤机，大多数都涉及到设备下井路线和生产系统的改造问题；缺乏支护、清道、除尘等方面的配套设备，生产能力受到一定限制；引进连续采煤机设备在电气防爆性能上与我国防爆标准的要求不相一致，使用前需报有关部门审批；设备主要部件或零件损坏时，在国内买不到配件，同时，引进设备价格昂贵，许多十分适合采用连续采煤机的地方，购机资金受限。连续采煤机用于回采，煤层应具备以下条件：埋藏深度小于300m；煤层倾角一般小于10°，最大不超过12°；煤层顶板要求中等稳定以上，具有良好的自控性和可锚性，即能在较长时间内不冒落，顶板允许悬露面积30～50m2；底板平整、无积水、抗压强度不能太低；低瓦斯矿井。

二、巷道掘进施工组织与实施

（一）正规循环作业

循环作业，在巷道掘进过程中，包括主要工序和辅助工序，为了组织施工，循环作业要以循环图表的形式表示出来。即是将一个循环中各工序的工作持续时间，先后顺序以及相互衔接的关系，周密

地用图表形式固定下来，使全体施工人员心中有数，一环扣一环地进行操作。在规定的循环时间内，按作业规程、爆破图表和循环图表的规定，完成全部工序和工作量，取得预期的进度。

（二）多工序平行作业

为了使一个循环内的时间得到充分利用，将每个循环所耗用的时间压缩到最低限度。凡一个循环内能同时施工的工序，应尽量安排使其同时进行，实现多工序平行作业。

（三）循环图表的编制

煤矿宜采用“三八”作业制、“四八交叉”作业、“四六”作业制，有的矿井实行按工作量分班的“滚刀制”。确定循环方式和循环进度。循环方式一般条件下可采用每班一个循环或多循环，主要取决于巷道断面大小和施工技术装备。每班的循环次数应为整数，即一个循环不要跨(班)日完成。巷道施工中，每个循环使巷道向前推进的距离称为循环进度，有称循环进尺。循环进尺取决于炮眼深度和爆破效率。循环进尺确定后，每个循环各工序的工作量也就确定了，根据施工定额、工作制度使可求出每循环所需的时间和每班的循环次数。

（四）掘进队的组织

通常采用综合掘进队和专业掘进队两种组织形式。综合掘进队是将巷道施工所需要的主要工种，以及辅助工种组织在—个掘进队内。综合掘进队的特点是指挥统一，各工种密切配合协作，有利于培养工人一专多能。在施工中根据不同工序的需要，灵活调配劳力，使工时得到充分利用，提高工作效率。专业掘进队只有主要工序的工种，辅助工另设工作队，并服务于若干个专业掘进队。专业掘进队任务单一，管理比较简单，但辅助工种的配合不如综合队及时。专业掘进队受辅助工影响较大，工时利用率低，一般少采用。参考文献：

岩石巷道安全快速掘进技术探析 篇3

摘要:针对硬岩巷道安全快速掘进施工问题,探讨了有关目前实现坚硬岩石巷道安全快速掘进需要解决的技术问题,重点探讨了硬岩爆破新型高威力安全炸药与相关爆破专家系统的研究方向,可供相关科技工作者参考借鉴。

关键词:岩巷 安全 快速 掘进

0 引言

随着我国工业化水平逐步提高,能源的需求量日益增加,而80%的能源来自煤炭。岩巷工程是煤炭工业发展的基石,也是企业可持续发展战略的要项工作[1]。岩巷快速掘进是矿井水平、采区、采场“三大接替”顺利进行的根本保证。岩石巷道施工时,如果巷道断面大,完整坚硬(f>12),前方构造透明度低,势必影响掘进速度,进而影响煤炭高产高效。为了实现岩巷掘进速度的提高,满足日益增长的煤炭需求,本文对现有的有关岩巷掘进的装备、技术等发展方向进行了初步总结和分析。

1 快速掘进机械配置

在岩石巷道掘进施工时,要根据巷道掘进时巷道运输、通风、排水、通讯、电力、高压风水管路、工人上下班及施工管理等具体情况,对机械配置、运输方式的选择、钻爆作业、运输装碴作业、锚喷支护作业及机械车辆方案进行合理调配,满足施工需求[2]。

1.1 改进设备装备,提高机械化作业水平:机械设备要保证现场操作安全,提高掘进效率,降低劳动强度,而且巷道成型要好。

1.2 合理布置装运碴作业线:所选择的装碴机械必须具备装碴效率高,性能稳定,坚实耐用的特点。机车和矿车应统一考虑,选择大容量矿车必然要选择大功率机车,二者必须匹配。还要考虑线路铺设质量和装运碴设备数量等因素。

1.3 改进施工工艺,实现掘喷平行作业:掘喷平行作业能有效缩短循环时间,有利于采用合理中深孔爆破,进行大循环作业,大大提高掘进速度。

1.4 采用科学的施工组织和管理方法:组织正规循环作业和多工序平行交叉作业,严格执行一系列行之有效的管理制度,提高职工的业务素养,确保机械设备的正规使用和爆破技术的严格执行。

2 超前地质探测技术研究

可靠准确的巷道超前探测技术是巷道掘进安全保障。多年来,世界各主要采煤国都投入了大量的人力物力对该技术进行技术攻关,并取得了许多成果。但总的来说,对煤层巷道掘进过程中所遇到的小构造问题探测与分辨效果不太理想,因此必须进行更加深入细致的探测技术手段研究。

目前国内外在煤矿地质探测方面除地质理论预测和巷道、钻探勘探技术外,主要采用矿井工程物探技术进行,其方法手段有矿井震波法和矿井工程电法预测。但是由于矿井地质条件的复杂性和地下介质的多样性与不均匀性,目前国内外还没有一个完全可靠的超前探测预测技术。我国矿井地质工作虽然有了一定的装备,但与采煤技术相比,在该领域的研究尚存在如下三个方面的技术问题:①受井下干扰因素影响,单一方法探测结果存在较大的误差;②落差小于煤层厚度的断层控制程度不足;③各种探测手段对于不同的矿井各有侧重;④煤岩层的差异对于探测方法具有二重性,既是探测前提又是制约因素。因此,采用多种方法的综合物探技术进行地质构造探测将会对岩石巷道安全快速掘进施工发挥关键性作用,是今后煤矿地质探测技术的发展新方向[3]。

3 新型爆破炸药与爆破专家系统研制

我国《煤矿安全规程》规定,在具有沼气(CH4)爆炸危险的矿井,只容许采用三级煤矿许用炸药进行爆破作业。对于软岩和煤,采用三级煤矿许用炸药能够满足爆破破碎的需求,但是对于中硬以上(一般f>6)的岩石,现有的三级煤矿爆破破岩效果显得不尽如人意。大量的生产实践证明,对中硬岩石,采用三级煤矿许用炸药,爆破的炮孔利用率低,岩巷掘进效率低下,不能满足煤矿建设和煤炭高效开采的需要。因此,研制适应中硬岩以及硬岩巷道掘进的高威力煤矿炸药和适合高能安全炸药的可靠的起爆器材是巷道掘进技术的一大发展方向。所研制的高威力炸药既要具有更高的爆炸能量水平又要具有足够高的沼气安全性,两者必须兼顾。

目前,现场岩巷掘进光面爆破施工作业图表和爆破设计说明书的编制还都是手工作业,误差大、速度慢、强度高。并且多数情况下是一套说明书、一套炮眼布置图和爆破参数表使用一条巷道,不能紧跟工作面岩石性能、炮孔深度等的变化而迅速调整更新,也就很难真正做到合理指导施工。特别是中深孔、深孔控制爆破技术方面专家系统的研究尚没有现成的资料。因此,研制一套完整的适用于不同巷道断面、不同岩性、不同炸药、不同炮孔深度和炮孔直径等施工条件下爆破施工设计说明书(包括爆破图表、爆破参数和相关的安全技术措施等)对现场爆破作业具重大现场指导意义[4,5]。

4 岩巷道掘进围岩有害气体监测技术

根据现场实践,一般情况下岩石掘进施工中瓦斯涌出量很少,但是如果岩石局部裂隙与上下煤层贯通、或有溶洞,掘进时也会到瓦斯有害气体的突然喷出现象。另外,岩石中如果存在有机质含量高的炭质夹层,掘进中可能产生甲烷或着其他重烃。这就需要在快速掘进的同时配套瓦斯等有害气体的监测监控。一要研究岩巷快速掘进时地质构造区域瓦斯等有害气体异常涌出规律及监测技术;二要建立岩巷快速掘进至地质构造区域异常瓦斯灾害防治技术体系。力保岩巷快速掘进监测监控的安全有效,保障岩巷掘进安全快速。

5 结论

岩巷快速掘进是矿井水平、采区、采场“三大接替”的根本保证,要解决岩巷安全快速掘进问题,除了要合理配置岩巷掘进机械和加强施工管理外,深入研究超前地质探测技术、针对硬岩的新型高威力安全炸药与爆破专家系统、快速掘进围岩有害气体监测监控技术。

参考文献:

[1]时召林.谈谈淮南矿区岩巷快速掘进[J].科技信息,2008,17: 305.

[2]牛庆长.长大隧道快速掘进机械配置[J].山西建筑.200834(16): 346~347.

[3]田劼,韩光,吴钰晶.矿井独头巷道掘进超前探测技术现状[J].煤炭科学技术.2006,34(8):17~19.

[4]陈士海.岩巷快速掘进爆破技术.工程爆破.1998.4(3):23~25.

铁矿巷道掘进施工技术 篇4

云驾岭铁矿在副井井筒掘砌工程结束后转入井巷开拓工程时, 由于永久中央水泵房正在施工中, -30中段南石门巷发生底板突水事件。涌水量由原来的40m3/h突增为120m3/h, 造成了淹井事故的发生, 从而减慢了工程进度, 降低了工程质量, 增加了工程成本, 拖长了整个建井工期。

2 超前注浆法施工安全技术措施的应用

对每个矿山, 由于开拓的方法不同、矿岩条件的不同, 矿山地下水治理的方法也各有差异。

3 合理安排掘进顺序, 尽量减小地下水对生产的影响

如对井巷地质特别复杂的矿井, 可推行冷冻法施工, 实行先冷冻再掘砌的施工法案, 也可在井巷施工之前设法堵塞涌水通道, 减少或隔绝向井巷内涌水的水源, 如采用井巷预注浆施工方案。

4 井巷预注浆施工方案安全技术措施在云驾岭铁矿的应用

4.1 云驾岭铁矿的概况及超前探水和治水简况

云驾岭铁矿 (以下简称云矿) 据地质资料表明地下水位为+118.0m~+132.0m范围内, 淹井事故测得其静水位为+105.0m~+115.0m。受奥灰水影响, 预计井巷涌水量较大, 为了保证基建和生产的安全进行, 且井巷大部分都布置在灰岩和闪长岩中, 在施工接近到灰岩和闪长岩的分界线时, 需加强探、放水工作。探水任务重, 施工难度大, 由此增加了基建工程量和投资, 影响了矿山的建设周期。

按照矿山的基建进度计划编制原则:先形成排水系统, 安装好主要排水设施后进行疏干放水, 疏干后再进行大量施工。此工程是各水平的开拓和采准乃至回采的关键工程, 也是涉及矿山能否早日投产的“瓶颈”工程。

4.2 井巷预注浆施工前要注意的事项

-30水平的开拓工程处于静水位之内, 构造导水带能导通灰岩水, 施工中必须采取“有疑必探, 先探后掘”的原则。

4.3 超前注浆施工安全技术措施

对井巷工作面涌水量较大无法掘进时, 必须采用超前注浆堵水、治水方法施工, 注浆施工组织设计, 特编制施工安全技术措施。

4.3.1 注浆参数1) 注浆孔数

一般注浆孔距、排距均为1.5m, 根据出水情况可适当增减孔数。注浆孔深一般为5.0m、10.0m、20.0m和30.0m等, 要采用什么钻机打孔, 依打孔深度、打孔角度而定。

井下平巷、斜巷超前注浆根据井巷规格大小而布置, 孔距为1.5m, 角度均为沿着巷道方向外斜15°左右, 根据钻孔深度可以灵活变动。中间沿巷道方向打一个检查孔。

2) 注浆液材料配比

一般采用水泥———水玻璃双液浆:1) 水泥浆浓度 (水灰比) 0.5:1.0;2) 水玻璃采用40Be, 根据实际情况适当撑握;3) 双液浆配比 (水泥浆:水玻璃) 1.0:0.3。

3) 注浆液材料

a.水泥选用32.5#普通硅酸盐水泥;

b.水玻璃选用邢台化工厂生产的40Be水玻璃。

4) 钻注设备

a.注浆孔设备

选用YTP-28型风钻打眼凿孔, 可打孔深5.0m;

选用潜孔钻机可凿孔10.0m———30.0m。

b.注浆设备

选用锦西产双液调速高压2TGZ-60/120型注浆机。

c.水泥浆、水玻璃浆桶、清水桶均采用200L旧油桶。

4.3.2 孔口管制作与安设1) 孔口管规格

用风钻打42mm孔, 孔口管采用1.2寸钢管, 一端加工成马牙扣 (倒刺) , 一端焊接1寸扣头, 加Φ6mm的钢圈焊接在1.2寸钢管顶端。用风钻打孔, 采用Φ110mm钢管, 一头带法兰盘, 取3.0m———5.0m长, 根据水压大小来定。

2) 孔口管按设及相关标准

Φ1.2寸孔口管马牙扣端缠麻, 然后用打管器将管打入孔内按上Φ1.0寸球阀;Φ110mm孔口管按设时, 用钻机打眼开孔采用Φ120mm钻头打3.0m———5.0m (根据孔口管长短而定) , 然后将Φ110mm钢管法兰盘200mm处缠麻再下入孔内。封住孔口再用水泥浆注入管内, 至水泥浆从孔口返出停止。等凝固后再打压, 检查孔口管的压力是否牢固可靠和漏水, 发现漏水时要注水泥浆加水玻璃进行处理。钻进时要轻压、慢速、给进均匀, 少串动钻具, 防止塌孔。

孔口管埋设质量:孔口管埋设牢固, 试验压力大于注浆终压的1.2倍, 孔口少量跑浆, 需经加固后不得跑浆。

压力达到需要时, 再按上高压阀门方可钻进。

4.3.3 压水试验

压水试验的目的:一是检查管路安装是否严密牢固;二是检查是否漏水和孔内联通的情况, 发现大量的跑水地方采用木楔进行堵塞处理工作, 严防大量跑浆发生。

4.3.4 上述工作完成后, 进行开始注浆工作

4.3.5 注浆压力和一般注意事项

1) 注浆区域无水时, 回填注浆的终压<5kgf/cm2;破碎岩层及冒落固结注浆终压5~10kgf/cm2;细小裂隙固结注浆终压15~20kgf/cm2。注浆区域有水时, 破碎岩层堵水固结注浆的终压为静水位压的2~2.5倍。

2) 注浆液扩散的规律是向上易扩散, 向下不易扩散。所以先钻注布置在巷道顶板上的注浆孔, 后钻注巷道两侧孔, 最后钻注底板孔。

3) 当工作面附近冒落时, 先对冒落漏斗充填注浆, 后对破碎带或岩石裂隙注浆。

4.4 工作面预注浆的结束标准

工作面预注浆的结束标准:各注浆孔的注浆压力达到终压, 注入量小于40L/min;工作面预注浆效果应符合:注浆段剩余漏水量不大于4.0m3/h, 进行抽水实验, 检查封水效果, 一昼夜实测3次, 取平均匀值进行复核。

5 预注浆施工安全技术措施

1) 注浆时, 上料人员应按规定配比上料, 保证浆液连续供应不间断, 注浆管各联接处应严密牢固, 防止跑浆和脱落伤人;注浆人员应避开注浆管, 防止被浆液顶出伤人, 注浆泵操作应严格按照操作规程执行。

2) 注浆泵皮带轮安装防护罩, 注浆机在运动中发现有超温或异常响声时, 应及时停机检查, 注浆机、浆液配比及浆液搅拌应有专人看管。

3) 每班注浆间歇及注浆完毕后, 应及时将注浆泵、注浆管路及混合器具用清水冲洗干净, 每班必须按要求做好注浆施工原始记录。

4) 其他方面要严格执行相应的矿山安全规程。

参考文献

[1]吴理云.井巷硐室工程[M].冶金工业出版社.

[2]张珍.矿山地质学[M].冶金工业出版社.

巷道掘进施工改向定位方法的探讨 篇5

关键词：临时 定位改向 因地制宜 快速准确

中图分类号：TD26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0064-02

煤矿巷道掘进过程中，常常会遇到拨门和弯道施工，利用经纬仪来改向定位是最精确也是最传统的方法。但是往往受到掘进施工空间、时间的限制，需要施工技术人员自行完成巷道临时的改向定位工作，确定临时施工中线，而改向定位的效率将直接影响到生产效率和工程质量。基于临时改向定位工作“既要简单易行又要确保准确度”的原则，本文根据现场实践，对几种常用的临时改向定位方法进行了比较和探讨。

1 常用的临时改向定位方法

1.1 坡度规临时改向定位法

利用巷道已有的中线，操作坡度规标定需要改向的平面夹角，从而确定改向后的临时中线。

优点：简单、定位迅速。缺点：方法粗略，误差较大。使用该方法改向定位，误差可达3°以上，仅适用于短距离掘进。

1.2 CAD模拟临时改向定位法

在已知巷道设计参数的前提下，通过CAD电脑模拟出设计巷道，如图1所示。位于原巷道中线上的A、B两点距离已知，假设为a。沿改向后中线方向，从切交中按100mm的距离均匀等分，等分点分别记作1、2、3……。记A点到1点的距离为A1，B点到1点的距离为B1，对于2、3……等点依此类推，而这些距离通过CAD可以直接得到，建立表格如表1所示。

现场操作过程中，使用两把皮尺分别以A、B两点为起点，按照表格所给参数，控制出距离并作上记号，拉直皮尺，则两把皮尺所做记号相交点的位置即为改向后巷道的巷中位置。

优点：不需要重新放设施工中线，就可以控制改向施工。

缺点：第一次皮尺的交点可能不在掌子面，需要重新选择二次操作，受皮尺长度及操作誤差的限制，仅适用于短距离掘进。

2 余弦定理临时改向定位法

2.1 简述数学当中的“余弦定理”

余弦定理：对于任意三角形，任意一边的平方等于其它两边的平方和减去这两边与它们夹角的余弦的两倍积。如图2所示三角形ΔABC，∠A、∠B、∠C对应的边边长分别为a、b、c，根据余弦定理：

2.2 运用“余弦定理”完成巷道改向定位的方法

（1）在施工现场通过已有的巷道中线定出A、B点，其中B点为切交中，使A和B间距为c（已知）。

（2）从B点拉一根线，线长为a（已知）。

（3）假设施工巷道需要改向的角度为θ，则：∠B=180°-θ，∠B也已知。根据余弦定理，可以算出：。从A点拉一根线，线长为算出来的b。

（4）拉直两根线（细钢丝线），那么它们两头重合的交点必为如图三角形△ABC的C点（图3）。

（5）同理，我们可以放出D点。则B、D、C所在直线即为改向后巷道的中线。

2.3 具体实例

假设我们施工的巷道需要改向的度数为30°，那么，∠B=180°—30°=150°，取A、B间距c=3m，线BC长a=2m，则：线AC长=4.837 m。拉线即可定出C点。再取B、D间距为1 m，同理可以算出线AC长为3.898 m。拉线即可定出D点来，则B、D、C所在直线即为改向后巷道的中线。

2.4 余弦定理临时改向定位的特例

“余弦定理”临时改向定位有一种特殊情况，即∠B=180°—90°=90°的情况，Cos90°=0，这时余弦定理的公式就演变为勾股定理：，放线方法如图4所示。

从实质上来说，两种放线方法是一样的，不过“余弦定理”临时改向定位的方法适用于任意角度的拐弯，更普遍，更具有实用性。

2.5 方法的优缺点

优点：根据现场实践，标定方向误差为5’，线BC长a=2 m时，按照改向后的中线向前掘进，每米方向误差为3 mm，适用于长距离施工。

缺点：操作较为费时，操作精度要求较高。

3 结语

坡度规和CAD模拟临时改向定位法，简单易行但是准确度较差，只适用于短距离施工，后期使用需要及时利用经纬仪进行精确调整。如果短期内无法用经纬仪精确改向，那么使用余弦定理临时改向定位法进行施工则是最佳的选择。选择使用哪种临时改向定位法需结合施工实际情况因地制宜，原则只有一个：在保障施工生产效率和工程质量的前提下实现快速准确地改向定位。

参考文献

[1]崔云龙.简明建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

[2]张荣立，何国纬.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2002.

[3]吴再生，刘禄生.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2004.

煤矿巷道掘进施工技术要点分析 篇6

关键词：煤矿,巷道掘进,技术要点,分析

0 引言

煤矿开采工作的重要环节之一就是巷道掘进, 巷道掘进施工水平的高低一方面会直接影响煤矿企业的开采效率, 另一方面还会影响矿井的安全生产[1]。近年来, 虽然中国矿井巷道掘进施工技术得到了飞速发展, 也取得了一定成就, 但实际施工作业中仍有许多问题亟待解决。要提高煤矿企业生产效率, 同时更好地保障矿井生产安全, 必须对煤矿巷道掘进施工技术的技术要点进行分析。

1 优化运输系统

1.1 用胶带输送机代替绞车运输

胶带输送机与绞车运输机是当前矿井主要使用的两种运输设备, 胶带输送机相比于绞车运输机有很多优势:a) 运行更安全;b) 维修更简便, 易统一控制;c) 所需设备及人员都相对较少;d) 可实现双重运输, 胶带上层可运煤, 胶带下层可运相关物料。用胶带运输机代替绞车运输机, 一方面可以使煤矿巷道实现连续运输, 大大提高矿井运输效率, 另一方面还可大幅降低运输系统所需投入的人力、物力, 在节约运输成本的同时, 更好地防止矿井运输安全事故的发生[2]。

1.2 水平缓冲矸石仓

利用胶带运输机可以把巷道内存储的矸石快速运输出去, 在掘进煤巷巷道时通常应该留有20 m~30 m的距离作为巷道施工的外段, 在巷道中间还应加装防护网, 掘进防护网的宽度最好控制在1 m~1.5 m之间, 这样可以很好地分开矸石、轨道及人行通道。水平矸石仓可以用这段防护网来缓冲, 并且这段防护网可以合理联系起扒装机、皮带, 使这个工作系统更完整、统一。在进行巷道掘进施工时, 应把相应的矸石输送胶带先安装在前端扒装机上, 这样便于向水平缓冲仓内安全装运矸石, 然后再通过扒装机装运矸石。在装车过程中, 应车即到即装, 这样不但可以快速解决提升绞车过程中出矸慢的难题, 而且还可以大大降低工人的劳动强度。

2 锚杆支护技术

锚杆支护技术是通过在围岩中锚入锚杆, 来改变围岩的力学状态, 使煤矿巷道岩石带更加稳固, 最终实现加固煤矿巷道的目的。煤矿巷道利用锚杆进行支护主要有以下优点:a) 巷道加固支护成本低;b) 在煤矿巷道掘进施工过程中, 若遇到断层, 只需挖掘少量面积便可顺利施工;c) 煤矿巷道维修简单, 可以大大降低巷道维修费用;d) 提高巷道施工作业的安全性。此外锚杆自身重量相对较轻, 可以减轻劳动人员的作业强度, 提高巷道施工速度, 但只应用锚杆并不能有效防止巷道围岩的分化现象, 并且对多个锚杆支护中的缝隙也不能很好预防, 岩石脱落现象极易出现, 对于这种现象可以采用锚喷支护技术来解决, 这种支护方式不但应用范围广, 而且支护效果较理想, 在煤矿巷道掘进的全程中, 它既可以支护松软岩石巷道, 又可以支护稳固岩石巷道, 而且煤矿的动、静压巷道都适用。此外还经常使用光爆锚喷支护技术来支护煤矿的井筒、交叉点、马头门等处的巷道。总之, 在掘进煤矿巷道时, 应用锚喷支护技术可以有效防止巷道变形现象的出现。在进行巷道围岩支护施工时, 应以巷道掘进作业的实际需求为导向, 科学、合理选择支护方式[3]。

3 煤矿巷道掘进工作面通风与防尘

3.1 通风

就目前煤矿巷道施工作业而言, 煤矿巷道的通风效果将直接影响煤矿掘进施工的安全性。通风机是当前煤矿巷道掘进作业主要使用的通风设备, 在选择通风机时, 应以巷道掘进作业的实际情况为基础, 依据工作面的风量需求, 合理选择通风机。压入式通风机是目前较为常用的通风机, 值得注意的是, 压入式通风机在安装启动设备时, 应距巷道掘进风口位置10 m以上、距地面30 mm以上的距离, 这样可以使通风机吸入的风量比巷道整体风压的供给风量低, 便于通风机吸风, 在选择煤矿巷道掘进通风机的风筒时, 通风风筒的长度要能满足最大通风长度需求, 并且选择的通风风筒直径要相对较大些, 风筒出口距整个巷道掘进工作面的距离应控制在5 m之内, 这样可以有效避免涡流现象出现于煤矿巷道掘进施工中, 有效避免煤矿巷道掘进施工中出现漏风现象, 进而可以把煤矿巷道的施工风险降到最低。此外, 通风机的管理应由专人负责, 并且在下井安装通风机前, 必须先进行试运行, 做好通风机的运行检查工作, 以便更好地保障通风机更持续、可靠运转[4]。

3.2 防尘

在进行巷道掘进施工作业时, 当矿岩受到摩擦与挤压作用及煤块碰撞设备后粉尘扬起的现象极易出现, 这样不但会严重影响掘进工作面施工的安全性, 而且还会对矿工健康造成极大影响。因此必须做好矿井掘进工作面的防尘工作, 目前使用的煤矿防尘措施主要有:a) 向各个煤矿矿层注水;b) 给煤矿矿岩合理洒水;c) 利用通风机直接通风除尘。长短袖通风除尘技术是当前中国煤矿巷道掘进施工主要使用的防尘方法。在进行煤矿巷道掘进施工作业时, 对于除尘方式的选择, 应以巷道掘进施工现场的实际情况为基础, 采用一种或多种通风除尘方式相结合的方式进行除尘作业。同时还要做好矿井中各种粉尘浓度的检测工作, 要把巷道中的粉尘浓度降到最低, 全面保障施工安全及掘进施工人员的人身健康。

4 光面爆破技术

光面爆破施工技术是当前大部分施工队巷道掘进施工时主要采用的施工方式。光面爆破施工技术主要是同时起爆四周炮眼, 让爆炸裂缝沿着径向扩散向四周, 叠加相邻炮眼产生冲击波, 进一步扩展裂缝, 最终在围岩表面爆破出一个相对比较平整的爆破面。巷道轮廓线光爆法、预裂光爆法、修边光爆法是当前主要使用的几种爆破方式, 在采用这些爆破方式进行巷道掘进施工作业时, 必须把各个爆破炮眼安装在巷道的轮廓线上, 并且要依据煤矿巷道掘进的现场实际情况, 科学、合理确定各个爆破眼的间距与药量[5]。浅孔爆破是当前光面爆破施工主要采用的爆破形式。把煤矿巷道爆破炮眼的直径适当加粗, 在一定程度增加爆破进深, 通过大量光面爆破技术的实践与应用, 光面爆破技术越来越成熟, 爆破效果越来越好。

5 结语

煤矿巷道掘进是一项相对比较复杂的工程, 各矿井在具体进行巷道掘进施工作业时, 应以巷道掘进施工现场的实际情况为基础, 科学、灵活选取施工技术方案, 并且要充分掌握当前煤矿巷道掘进施工的技术要点, 只有这样才能在确保施工安全的基础上, 全面提高煤矿巷道掘进施工效率, 最终使企业实现高产、高效的目的。

参考文献

[1]王虹.我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].煤炭科学技术, 2010 (1) :57-62.

[2]姚宝珠.小台阶工艺在大断面煤层巷道掘进中的应用[J].现代矿业, 2014 (4) :193-194.

[3]宗琦, 任庆峰.煤矿硬岩下山巷道掘进中深孔爆破技术试验研究[J].爆破, 2011 (2) :49-52.

[4]刘锋吉, 舒顺龙, 王仕文.巷道整改中光面爆破参数的优化及应用[J].现代矿业, 2013 (3) :93-94.

富水强风化岩巷道掘进施工技术 篇7

巷道在施工中在穿越富水强风化岩层或断层构造破碎带时, 如果采用传统施工方法, 易出现片帮、冒顶等事故, 是矿井开拓中常遇到的棘手问题。我公司在西山煤电燃料运输工程穿越富水强风化泥灰岩地层时, 经多次研究试验, 调整方案, 采用富水强风化岩巷道掘进施工技术, 顺利完成该构造带施工。该套技术在陕西神木惠宝副斜井、福建安石坑石灰石矿+730平硐等工程中应用, 得到不断改进和完善, 施工质量、安全、进度均达到预期目标。下文中我将详细论述该施工技术核心内容。

2 适用范围

适用于富水强风化岩层 (或地质构造破碎带) , 跨度小于12m的平、斜巷工程。

3 工艺流程 (见图1)

4 操作要点

4.1 帷幕预注浆

(1) 基本方案。工作面采用帷幕预注浆堵水加固, 对围岩进行固结, 改善围岩的应力结构, 减小涌水量。注浆段长度为50m, 掘进施工40m, 预留10m (预留段长度暂定10m, 视上一循环堵水效果适当调整) 作为下一循环的止浆岩柱。

(2) 钻孔。在巷道周围圆形均匀布置12个孔, 开孔间距1200mm, 终孔在掘进断面外5m处, 另在工作面中间施工1个检查孔, 孔深均为50m。

采用UY-300型钻机施工钻孔, 开孔直径110mm, 钻进5m后进行预埋直径108mm的孔口管, 待孔口管四周养护凝固后再进行扫孔, 扫完后用清水试压, 试验压力应大于孔口静水压力的2~3倍, 试压后安装好闸阀, 更换直径65mm的钻头进行正常钻进。

(3) 注浆。采用“先单号后双号”的注浆顺序, 以单液浆 (水泥浆) 为主, 当单孔涌水超过10m3/h, 先注双液浆 (水泥-水玻璃) 后单液浆;当双液浆达不到设计要求 (涌水量仍超过10m3/h) 时, 更换为马丽散堵水 (马丽散树脂与马丽散催化剂按l:1混合后, 用注浆泵注入钻孔中, 可快速凝结, 效果好, 抗压强度大于15Mpa) 。

当注浆量超过设计值后仍不起压力时, 采用间歇式注浆工艺, 间歇时间控制在15~30min。间歇后再开始继续注浆, 先从稀浆开始, 然后逐步加稠。二次注浆控制在设计量的25%左右;如仍不起压力, 再次进行间歇注浆, 直到达到符合要求。停浆前必须灌入清水, 把注浆管内的浆液全部排空。

注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥、40Be’碱性水玻璃、速凝剂及马丽散等材料, 浆液在井下现场进行机械搅拌制作。

单液浆浆液的水灰比0.2~1:1;双液浆浆液的水灰比1:1, 水泥浆:水玻璃浆=1:0.1~0.6 (体积比) 。

注浆压力按公式PC=P0+K计算, 其中P0为注浆点静水压力, 现场实测;K为富裕压力, 取0.5~0.8Mpa。

4.2超前小钢支护

开挖前采用小导管 (直径42mm、壁厚3.5mm、长3m的钢管, 间间间距距距22200000mmmm) ) 超超前前支支护护, , 自自拱基线开始始始布布布置置置, , 超超前前2.5m, , 小小导导管管搭接长度1.5m, 外倾角5~7°, 如遇水可利用小导管进行注浆, 注浆工艺与帷幕预注浆相同。

4.3开挖

(1) 工作面。上台阶:超前小导管→环形开挖→拱部支架→铺网喷砼→中心区开挖→施工托架锚杆→下一个循环。下台阶:中槽开挖→边墙岩柱开挖→补棚腿→挂网喷砼→下一个循环。 (2) 后巷。全断面复喷→台车就位→衬砌→养护→脱模→下一个循环。 (3) 底板。反拱开挖→安装仰拱→仰拱浇筑→下一个循环。

4.4 支护

(1) 初次支护。采用正台阶式开挖, 先拱后墙再底。上台阶采用人工风镐掘进, 下台阶及仰拱采用挖机施工, 辅以人工修整。应做短掘短支, 不空顶空帮, 架棚后及时铺网喷砼封闭围岩, 施工锚杆托住拱部支架。

上台阶与下台阶同步开挖, 上台阶超前下台阶3~5m。下台阶先开挖中槽 (宽2~3m) , 两帮预留不少于1.0m的岩柱, 然后岩柱采用“跳挖马口”方式开挖, 并及时补架拱腿及挂网喷砼, 架棚挂网后要用木板背紧、背实。

U型棚通常采用矿用U29型钢进行加工, 根据巷道断面大小分段加工成4~5段, 分段位置尽量选择在巷道施工台阶分界处。

架设U型棚时, 当工作面上台阶开挖出环形拱部空间时, 应及时将U型棚拱部部分架设上去, 拱部与超前小导管进行连接, 拱脚用锁脚锚杆进行固定;当开挖下部台阶边墙时, 在将棚腿补上;棚与棚之间应采用拉杆连接;反拱开挖后再铺设底梁, 并与棚腿连接。

(2) 防渗漏结构。采用本公司自行开发的《斜井大断面过含水层井筒防渗漏结构的施工方法》发明专利技术进行施工。

防渗漏结构由隔水层 (防水土工布) 和滤水层 (滤料和间隔埋设在滤料中的导水管) 组成, 其中拱部隔水层、边墙隔水层及反拱隔水层连接成一体形成完整封闭的隔水层。

首先用简易作业台车将单幅土工布固定到预定位置, 然后用热熔衬垫及射钉将土工布固定在喷射混凝土上, 射钉按梅花型布置 (拱部间距0.5~0.7m, 边墙1.0~1.2m) ;铺设时沿巷道拱顶纵中心线, 使土工布隔水层横向中心线与喷射混凝土上的纵向中心线相重合, 并从拱顶部开始向两侧下垂铺设, 最后敷设反拱土工布;土工布采用线粘法搭接进行连接

(3) 二次衬砌。二次衬砌滞后初期支护15~20m, 视工作面情况而调整, 确保支护的连续性和稳定性。运用机械化设备制作、运输、泵送混凝土, 采用整体衬砌台车 (或组合模板) 衬砌。

衬砌施工前预埋φ20mm壁后注浆管, 8~10m一段, 每段2~4个注浆孔, 施工中做好注浆管穿隔水层防渗漏处理, 采用1:1的水泥浆液回填, 回填注浆压力控制在0.2MPa以内。

5 材料与设备

5.1 主要施工材料 (见表1)

5.2 主要施工机械设备 (见表2)

6 质量控制措施

(1) 帷幕预注浆钻孔应严格按设计施工, 并进行验收, 验收合格后进行注浆施工, 注浆时, 应该根据注浆顺序、水压、注浆压力、注浆液配比或浓度及注浆液用量等参数作为注浆结束依据。

(2) 帷幕预注浆过程还要通过观察工作面中部的检查孔进行注浆效果。

(3) 超前小导管施工要严格控制导管插入点、外倾角及间排距、搭接长度、超前距等参数, 施工完应进行验收。

(4) U型棚应根据上下台阶的高度加工成若干分段, 钢棚应根据巷道倾角设置相应的迎山角, 拱部钢棚架设完应及时安装锁脚锚杆, 防止下台阶墙部岩柱开挖后棚拱下沉。

(5) 采用衬砌台车进行浇筑混凝土施工, 浇筑前应根据中腰线调整好模板位置, 涂刷模板油, 并固定好台车和安装挡板;浇筑时通过窗口从下向上连续进行, 两次砼面标高偏差控制在500mm以内, 混凝土下落高度控制2m以内, 采用插入式和附着式振捣器振捣密实混凝土, 顶部预留压浆孔进行注浆充填;浇筑完12小时后脱模, 脱模养护7天以上。

(6) 反拱开挖时要保护好棚腿, 开挖后及时施作底梁封闭成环。

(7) 隔水层施工时应检查防水土工布完整性, 出现破损的不得使用;土工布固定点应进行防水处理;搭接前应先检查土工布的位置、间距 (不符合要求的及时调整, 搭接处不得出现褶皱) , 搭接宽度应满足设计要求 (如施工效果不佳, 可考虑增加搭接宽度和粘结缝数量) , 并48小时后进行气密性试验 (气压0.15Mpa, 经3min其下降值不大于20%) 。

(8) 壁后充填注浆要首先确保预埋注浆管的位置和间距, 注浆时已注浆压力和注浆量作为注浆结束控制依据。

7安全措施

(1) 帷幕预注浆施工时, 注浆压力较大, 作业人员应做好安全防护, 注浆前应确认孔口管固结牢固。 (2) 超前支护中导管末端应与U型棚连接固定。 (3) 工作面掘进施工应坚持“有掘必探、先探后掘”的原则, 有条件的工作面可以采取“物探先行、钻探跟进、注浆加固”的方针。 (4) 小导管施工中发现有涌水 (单孔涌水量小于5m3/h) , 可通过小导管进行注浆堵水, 注浆压力控制在0.5~1.5Mpa (经现场试验确定) ;当涌水量较大时应采用先固结孔口管 (或施工止浆垫预埋注浆管) 再注浆的措施, 并在下一循环改进帷幕注浆参数。 (5) U型棚架设时多人协同操作, 专人指挥, 棚间应设拉杆连接, 底梁要与棚腿连接。 (6) 支护要及时, 严禁空帮空顶。 (7) 人工或挖掘机开挖有困难的, 可以将挖掘机挖斗更换成镐头进行开挖。 (8) U型棚与围岩之间应用板皮刹紧, 最后铺网喷砼。 (9) 衬砌后内有涌水时可进行壁后注浆充填封闭, 或者变更设计, 在衬砌前施作防水层。 (10) 如果采用小导管作为超前支护效果不理想可增加大管棚配合小导管加固工作面前方。

8 经济效益

以西山煤电燃料运输工程为例, 巷道在穿越强风化奥陶系峰峰组泥灰岩地层期间, 施工月进度由28m提高到85m, 最高月进度118m。

工期较计划提前3个月, 节约设备租赁费66万元, 节约人工费84万元, 节约排水费12.6万元, 业主20万元进度奖, 合计182.6万元。

9 结束语

在围岩不稳定、涌水量大等地质条件复杂的巷道掘进施工, 可以考虑应用该套技术进行施工, 该套技术具有新颖性、实用性。

通过工作面进行预注浆, 减少工作面涌水量, 增强围岩稳定性, 改善工作面作业条件, 是提高施工进度的重要因素, 节约排水费用, 减少地下水流失, 节约水资源, 达到了绿色施工的要求。

通过采用合理的劳动组织和平行作业, 提高工效, 增加月进度, 可以确保工程经济效益, 同时可以避免片帮、冒顶等事故的发生, 减少了处理费用, 做到安全、高效施工。

摘要：针对富水强风化岩巷道, 掘进前采用工作面帷幕注浆和超前小导管注浆加固止水;掘进时采用人工开挖、短掘短支以及环形开挖和跳挖马口等技术;工作面与后巷平行作业, 提高工效, 缩短永久支护滞后迎头的距离, 采用U型棚加底梁、挂网喷砼、防水层以及钢筋混凝土复合支护, 确保巷道围岩稳定, 施工安全。

浅谈掘进巷道的快速施工 篇8

1 重视采区设计

对于采区设计, 合理的采区几何尺寸为:面长一般在100~150 m, 推进长度一般在500~600 m。在高瓦斯矿井, 工作面参数取定的优劣将直接影响到矿井的整体经济效益, 工作面参数取值过大, 如没有进行抽放, 掘进时通风问题将很难解决;工作面参数取值过小, 将增加掘进及回采面搬家次数, 无疑增加了无效劳动时间, 降低掘进速度, 严重时导致矿井衔接紧张、采掘比例失调, 给矿井造成损失。

另外, 遇地质构造复杂地段时, 工作面回风巷、运输巷布置应尽量减少中间运输环节, 使运输通畅。

2 制订合理的措施与方案

掘进速度的提高是通过采取最优的施工方案与技术措施来实现的, 因此在施工之前应严格按设计要求, 针对施工地区的地质资料编制出详细可靠的、技术上可行的施工作业规程。作业规程在编制过程中, 应切实将施工地区的地质条件阐述清楚, 在矿井能力允许的情况下, 尽量选用先进的生产设备、先进的破煤方法及运输方案, 选用最先进的支护形式及通风方式, 尽量为快速掘进创造一切便利条件。

(1) 掘进施工机械化。

掘进巷道一般都沿煤层掘进, 由于煤破碎较容易, 因此出煤的工作量相对占循环作业时间较长, 为此, 在施工方案选择上尽量采用刮板输送机运输, 使钻装运由联合掘进机一机完成, 同时可解决巷道支护问题。这样可减轻工人劳动强度、提高生产率, 提高工作效率, 加快施工速度, 为“以掘保采”打下坚实的基础。使用联合掘进机掘进、破煤工作都是连续工作, 故专门的施工措施必须随之跟上, 以减少停机时间。

(2) 合理的支护方式。

由于煤巷受采动影响, 地压大、维护困难、服务年限短, 因此在其支架选择上应尽量选用矿用U型钢可缩性支架或采用挂网锚索联合支护。

(3) 科学的爆破方法。

在煤巷施工中, 为了防止崩倒支架, 掏槽眼要位于工作面的中下部, 其爆破同样要采用光面爆破和毫秒雷管全断面一次爆破, 施工中要对施工作业规程中的爆破图表进行反复试验, 及时修改补充与完善。布置周边眼时要适当离开顶帮150 mm, 以免发生超挖现象, 这样在爆破后用风锤或手镐将已松动的煤壁略加扩整即可达到设计断面。

(4) 合理布置巷道。

①回风巷、运输巷。在规程制度中应注意到:掘进巷道将受到邻近回采面采动影响, 采空区地压影响下的工作面回风巷、运输巷应尽量避开采空区两翼压力集中区, 即两翼10~15 m, 上下两巷布置应在距采空区5 m为宜, 或沿空护巷, 沿空掘巷, 采取一定的挡漏风措施。②掘进巷道。在条带式开采矿井中, 工作面布置多数为以断层为界, 因此在掘进时巷道平行于断层掘进, 为了减少煤柱损失, 巷道必须与断层保持8~15 m的距离。为此, 巷道每向前掘进30 m左右, 便应垂直于巷道向断层方向掘进一小洞探明断层, 如为减少工作面掘进工作量, 加强钻探也可解决此问题, 但应在规程制订时加以强调说明。

(5) 确定掘进顺序。

施工中的地质与测量是保证工程质量的基础, 采区设计是依据其地质情况来划分工作面, 确定工作面参数, 因此施工作业规程编制时, 应首先了解该区工作面地质情况, 确定掘进的先后顺序, 工作面如条件允许应开展多头掘进以保证工作面尽早投产, 但必须要符合《煤矿安全规程》规定。另外在条件允许情况下, 应尽量安排巷道上山掘进, 对于工作面要先掘进轨道运料巷, 以便摸清煤层变化情况, 为工作面胶带运输巷掘进确定方向。

(6) 明确掘进方向。

由于工作面胶带运输巷坡度有一定要求和限制, 这些上山的位置是根据地质剖面图结合生产需要而设计确定的, 但预计的地质剖面图不一定能全面地反映实际煤层的变化情况, 因此在施工时, 有可能对上山掘进方向进行修改, 以满足生产的使用要求。因此, 在采区工作面条件复杂、煤层变化规律不明的情况下, 必须在作业规程中有明确规定, 先掘进一条探煤上山, 为运输上山和轨道上山掘进定向服务, 或先掘轨道巷作为胶带运输巷掘进定向服务。

(7) 作业方式及正规循环。

选择合适的作业方式、正规循环也是加快巷道掘进的关键, 在规程制订中要针对地区条件, 详细编排出一个符合实际的作业循环图表。如组织不当, 不但掘进速度上不去, 更重要的是造成用工浪费, 使经济效益降低。作业循环图表的制订, 要尽量找出整个掘进过程中的能同时平行交叉作业的工序, 如交接班与工作面检查及架设的准备工作平行作业;检查中腰线与钻眼准备工作和铺设管线平行作业;钻上部眼与清理出煤平行作业;打下部眼与工作面铺设临时轨道和清洗炮眼平行作业;装药与掩护设备、工具平行作业;支护与出煤平行作业等, 最大限度地找出能平行作业的工序, 就能在安排人工上做到合理、充分利用时间, 缩短整个作业循环的时间。根据循环所占用的时间、平行作业时所用的人工, 再合理地选定出工作制, 一般煤巷架棚支护、地区较远的可选用“四八交叉”工作制, 这样能充分利用工人的工作时间, 使其不出现浪费工时的现象。

3 加强施工现场管理

(1) 在现场生产管理方面, 要组织工人认真执行作业规程, 严格按作业规程中规定各工种工序作业, 保证实现正规循环;实行定岗、定位工作制, 使任务到组, 固定岗位, 责任到人。明确到一定的时间内使用固定的设备或工具, 在各自的岗位上完成应完成的既定任务。

(2) 组织综合施工队, 将掘进、支护、运输、机电等人员有条理地组织在一个队内, 施工时对其统一指挥, 并使各组、各工序之间能有机地配合, 一旦出现施工事故影响施工时, 可统一调度, 有效地缩短事故影响时间, 以保证平行作业各工种之间的配合协作。

(3) 在加强出勤管理方面, 要保证每班作业循环图表中应必须到的人员数量, 要取得较快的掘进速度, 人力是第一位的, 如果人员不足, 个别工序就不能按时按量完成, 将造成各工序之间紊乱, 难以组织正规循环, 因此在管理上必须抓好出勤管理这一环节。在人员配备上, 应做到一个综合掘进队总人数比按作业循环图表中所需多出20~30名, 以便使工人轮流休息或有病、事时进行替补, 但并不是说人员越多越好, 有的工序安排人过多反而出现浪费工时现象。在讲究经济效益的今天, 要在提高人工效率方面来做文章, 下工夫。一方面抓出勤管理, 另一方面提高劳动生产效率, 同时注重培训, 提高工人劳动技术素质, 以适应机械化发展的需要。

4 结语

要加快掘进施工速度, 保证矿井衔接, 必须做好以下工作:

(1) 严把设计关, 做到设计优化, 从设计开始努力, 为快速掘进创造一个良好的先决条件。

(2) 严格进行规程编制, 并在施工中认真执行, 发现问题及时修改, 以促使其成为施工中切实可行的规范。

(3) 严格执行组织正规循环, 以加快循环进度和缩短循环时间, 增加班中循环次数。

深井下山巷道快速掘进技术研究 篇9

杨营煤矿3100扩区下山为3300采区3下煤层开采服务, 开采范围为-750m~-1180m。其中3下煤层为一单斜煤层, 埋藏较深, 且有火成岩侵入, 煤层产状稳定, 煤层倾角17°左右, 平均煤厚2.36m。基本顶为15.6m厚粉砂岩、细砂岩、岩浆岩, 直接顶为5.72m厚中砂岩细砂岩, 直接底为0.43m厚泥岩, 基本底12.26m厚粉砂岩细砂岩。

该区瓦斯绝对涌出量为0.3m3/min, 3下煤自燃倾向性等级为Ⅲ类, 属不易自燃煤层, 自然发火期为105d, 无煤尘爆炸危险性。采区正常涌水量为130m3/h, 最大涌水量为194m3/h, 掘进期间需做好水文地质的物探工作, 并对已探明的富水区实施钻探, 进行有目的的疏放。

1 巷道快速掘进新技术

针对杨营煤矿3100扩区下山倾角大、地应力高的特点, 以及杨营煤矿具体的生产条件, 提出了岩巷快速掘进机械化作业线配置、采用高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆技术, 实现岩巷、半煤岩巷的快速掘进。

1.1 岩巷快速掘进机械化作业线配置

据实地考察, 杨营煤矿现有的掘进面配置与深部复杂开采条件不能很好地适应, 具有钻孔速度慢、扒装能力差, 且扒装机移设速度慢、循环进尺小以及提升能力不足等特点。针对现有作业线的不足, 因地制宜提出了机械化作业线:扒装机+皮带运输机+矸石仓作业线, 充分发挥了机械化作业线最大效能, 实现了大断面岩巷安全高效掘进。

1.2 钻爆新技术

随着开采深度的不断增加, 巷道凿岩成孔和爆破的难度不断增加, 呈现出钻孔效率低、爆破效果差、循环进尺小的现状, 原有的掘进钻爆技术已不能满足生产需求, 严重影响了巷道掘进速度。为此, 杨营煤矿需借鉴国内外先进的钻爆新技术:

1.2.1 新型定向断裂成形控制技术

该技术采用岩石定向断裂爆破装置, 如图1所示。把圆柱形工业炸药卷装入内壁轴线方向有对称V形突起1的无毒塑料管2, 药卷自身结构发生改变变为异形药包3, 沿轴向被压制成聚能穴4。将该装置装入巷道岩体开挖轮廓线上的钻孔中, 使聚能穴朝向炮孔连心面方向, 炮孔与炮孔之间的距离为传统爆破方法的1.5~2.0倍。爆破后, 聚能穴处的爆轰产物向其对称轴线的方向集中, 汇聚成速度和压力很高的射流, 该高速高压射流直接作用到孔壁上, 使对应于聚能穴方向的炮孔孔壁上形成优势裂缝, 而后爆生气体迅速涌入裂缝, 促进裂缝扩展, 形成沿炮孔连心面的光滑断面。

相比于传统的爆破技术, 新型定向断裂成形控制技术减少了钻孔数量和炸药消耗, 巷道成型质量好, 有效减轻了劳动强度, 提高了作业效率。

1.2.2 多向聚能爆破技术

该技术采用如图2所示的多向聚能爆破装置, 把圆柱形炸药药卷装入内壁带有5~8个V型突起1的塑料管2, 塑料管长度略大于装药长度, 外径小于炮孔直径。药卷因受挤压作用而变为异形药包3, 在V型突起部位形成聚能穴。装置引爆后, 爆炸能量沿聚能穴方向产生汇聚, 形成高速聚能射流作用到炮孔周围岩石上, 使孔壁上预先形成多条具有扩展优势的径向裂纹, 随后爆生气体迅速涌入裂纹, 进一步推动裂纹扩展。而在聚能穴方向以外的其它方向上, 塑料管对爆炸产物的阻碍作用和裂纹扩展的择优特性使原生裂隙的扩展受到抑制。同时, 由于爆破装置使爆炸能量发生转化, 部分能量用于射流侵彻作用, 大大降低了爆炸冲击波对孔壁的冲击, 因而可避免或减小压碎区的形成。

相比于传统爆破技术, 多向聚能爆破技术可大大减少炮孔数量和装药量, 减少一次起爆药量, 避免发生爆破危害, 减轻对保留岩体的扰动, 提高爆破施工效率并减轻劳动强度。

1.2.3 高效复式掏槽技术

高效复式掏槽技术主要工艺流程如下:

(1) 在巷道对称轴上按设计钻取双空掏槽眼;

(2) 以空孔为对称中心, 钻凿较浅的一阶楔形掏槽眼;

(3) 在楔形掏槽形成的空腔为自由面, 均匀布置大深度的二阶筒形掏槽。

复式掏槽技术结合上述多向聚能爆破技术, 可充分利用空孔空间、楔形掏槽和筒形掏槽的各自优点, 更易于形成新的可靠的自由面, 可明显改善目前3100扩区下山掏槽爆破效果。

1.2.4 中深孔光爆技术

在岩巷掘进中, 增加炮眼深度, 采用中深孔爆破技术, 可以增加循环进尺, 增加一次爆破岩石量, 减少打眼装药等工序的辅助时间, 有利于提高掘进速度和工效。

光面爆破是一种先进、科学的爆破方法, 可使掘出的巷道轮廓平整光洁, 便于采用锚喷支护, 围岩裂隙少、稳定性高, 超挖量小, 是一种成本低、工效高、质量好的爆破方法。

2 巷道平衡支护技术

由于3100扩区下山埋深较大, 巷道围岩软岩特性十分明显, 呈现出高应力、大变形、难支护的特点, 传统的锚杆支护理论对此具有一定的局限性, 且常规的锚网已经不能满足巷道支护要求。

预应力-让压平衡支护技术在预应力支护与高强锚杆的基础上, 通过平衡巷道变形和围岩应力来控制巷道开挖后的原岩应力与位移, 达到使支护结构与巷道位移及应力在合理范围内协同变化。对3100扩区下山的支护可起到明显的改善效果。

支护参数的合理与否是决定平衡支护成功与否的关键, 3100扩区回风下山采用斜矩形断面, 荒宽B荒=4100mm, 荒高H荒=2750mm, 荒面积S荒=11.28m2;净宽B净=3800mm, 净高H净=2600mm, 净面积S净=9.9m2, 采用高强预应力锚网索支护, 锚杆规格为Φ20×2400mm, 间排距为900×900mm, 配150×150×8mm托盘, 预紧力不低于40k N。在顶板锚杆之间布置锚索, 规格为Φ17.8×6300mm, 间排距1800×2700mm, 配200×200×10mm托盘, 预紧力不低于100k N, 支护方案如图3所示。

采用FLAC3D数值模拟软件对3100扩区回风下山的支护效果进行数值模拟, 由数值分析可知:采用此支护方案, 两帮的最大位移量为44mm, 顶板下沉量达38mm, 底板位移最大为11mm, 能较好的控制巷道变形量, 满足支护要求。

3 结论

3.1针对上下山掘进生产特点及制约因素, 结合杨营煤矿目前掘进生产装备特点, 因地制宜地推广应用了机械化装运作业线, 实现了大断面斜巷安全高效掘进。

3.2根据杨营煤矿采用传统爆破方法爆破过程中存在的问题, 有针对性的提出了巷道钻爆新技术, 主要包括:新型定向断裂成形控制技术、多向聚能爆破技术、高效复式掏槽技术以及中深孔光爆技术。

3.3针对3100扩区下山高应力、难支护的特点, 提出了预应力-平衡支护技术, 采用预应力高强锚杆、锚索进行支护, 成功地控制了巷道变形, 为巷道的快速掘进提供了安全保障。

摘要：本文从快速掘进技术、巷道支护技术以及现场管理等方面进行了探讨, 旨在实现巷道的快速掘进, 满足矿井正常采掘接替要求。

关键词：快速掘进,掘进作业线,断裂爆破,平衡支护,施工管理

参考文献

铁矿巷道掘进施工技术 篇10

关键词：高瓦斯；矿井掘进效率

一、影响掘进衔接的主要因素

瓦斯矿井在我国占据比例很大，总数量很多。在巷道掘进的过程中，我们需要兼顾推进效率和安全性，切实做好事关安全的瓦斯的管理。对我们国家大多数的巷道掘进工作，影响掘进速度速度的主要因素是以下几种：

1、 掘进巷道的污风，不能够及时进入全风压回风巷，致使巷道工作面处瓦斯浓度特别高，严重影响了掘进机的前进速度。

2、 每条巷道，既是运煤通道又是运料通道，即同一条巷道中既有主运又有副运，大巷内的运输因条件的限制，不能延伸到采区巷道内，降低了巷道的整体的运输效率，从而导致，掘进准备时间太长，准备过程繁琐，而且不能有效发挥快掘机的施工优势。

3、 在掘进联络巷时必须停止掘进主巷，以便调整巷道内的通风系统，以防止加大回风巷、瓦斯排放巷的掘进进度与胶带和辅运输巷的差距。

二、普遍使用的双巷掘进模式

所謂普通的双巷掘进模式，就是在我们工作面回采巷道掘进的过程中，同时开挖掘进两条平行的巷道，并且在两条巷道中每隔一定距离，就设置联络巷把两条平行巷道打通，以加快两条巷道的空气交换，方便行人的平时运输和紧急情况下的疏散，以及施工时运输所需的各种井下施工材料设备。双巷掘进模式的各生产要素布置如下：

1、 双巷掘进的通风系统。风扇供风是双巷掘进时的主要通风方式。风机集中布置在进风侧的掘进巷口道内，通过在推进过程中逐段密闭联络巷、逐段地不断向前移风机的方式，彻底解决长距离掘进过程中局部通风的问题。

2双巷掘进的主辅运输系统。布置辅助运输系统，需要把轨道铺设在进风侧掘进道内。回风侧掘进巷道内所需的各种材料、配件，以及平时设备检修等，全部利用靠近最前头的通风联络横贯，进风侧的辅助运输系统完成。主运输系统是在回风侧掘进巷内铺设胶带形成，进风侧掘进巷综掘进机掘出的煤，利用胶带输送机再搭接刮板输送机，经过靠近迎头的通风联络横贯，转运到回风侧掘进巷的主运煤系统。

3、 双巷掘进的供排水系统。掘进过程中供排水管路紧跟掘进面，挖出足够长的距离之后，通过观察供水出口压力，在管道处适当加设管道加压泵。根据排水完成的情况，要优先选择标高较低的联络巷，大量设置临时的水仓，尽量通过自流或水泵接力清除完巷内污水。

4、双巷掘进的供电系统。双掘进巷道需要有独立的供电系统，两个巷道的电力系统安排，其中集中放置的电力负荷中心，位于进风侧巷道内，当隧道挖出较长的距离后，为了保证供电系统的持续稳定运行，必须将供电负荷中心前移，以解决长距离的供电问题。

三、“2+1”双巷掘进模式

所谓的“2+1”双巷掘进模式，就是布置三个施工小队，同时掘进瓦斯巷以及回风巷，在施工单位掘进的过程中，其中，正巷的掘进工作由两个队伍负责，巷道的横贯施工由第三个施工队伍负责。通过这样三个团队合作方式，然后可以改变建筑模式，由过去简单的单巷道间隔式结构模式，变为正巷施工同时横贯施工，，由于同时进行的主副巷道并行操作，大大节省过去单巷道过程中的等待时间，并节约了整个系统的准备时间，并优化了矿井采掘计划。

为了能够满足“2 + 1”双巷道模型，以满足更高的建设的需要，需要额外的布置些FBDNo - 63风机，加快通道中气流速度，通风机FBDNo - 63单台供风数量为300～600立方米/分钟，风压为500～6200帕，且功率为2*22千瓦，并且能够确保良好的供水，以及排水系统共同使用。

通过“2+1”双巷掘进模式的应用，能改变巷道掘进的水平，掘进速度有大幅度地提升，巷道的材料运输量，以及瓦斯涌出量，同时也能够在一定程度上得到增加。为了满足高瓦斯掘进巷道通风，井下运输要求，还需增加以下瓦斯处理，辅助运输系统的调整。

1、 喷涂QC-3化学密封材料在巷道内壁。这是一种专门针对国内煤矿井下工作的实际情况而研制的新型材料，是一种新型密闭产品，具有高可靠性、安全性以及高效性，还可以防气体泄露、有良好的弹性、密闭性能好、具有高阻燃率、闭孔成功率高、抗震动、有良好的韧性以及可以有效的防止静电等特点，目前被我国煤矿企业大量地采用在矿井掘进巷道的工作中。通过在巷道煤壁喷涂QC-3化学密封材料，可以起到非常不错的封堵效果，单位时间内瓦斯的涌出量从而极大地降低。

2、瓦斯抽采钻孔。由于开挖巷道过程中，瓦斯涌出量增加，严重影响了矿井掘进度。为了能够最大程度地减少瓦斯涌出量，我们在掘进工作面巷道的两侧，每隔一段距离，钻一定数量的抽采钻孔，以保证抽出瓦斯气体和开展挖掘工作同时进行，从而以此种方式，提前对工作面前方来到的瓦斯进行抽出，把瓦斯涌出问题解决在瓦斯排出的源头。

3、加强“2+1”双巷运输轨道。为了能够保证巷道材料运输的灵活性，保证材料运输的稳定性，我们首先要保证巷道轨道中所使用的胶轮车，在使用中相关性能能够满足巷道运行要求，并将无轨胶轮车放置到巷道指定地点之后，再继续铺设轨道，直至工作面后方的50m位置，从而以这种方式，保证该巷道模式的运输系统良好，保证无轨与有轨的良好结合，进而大大提升了辅助运输系统特性，增加辅助运输系统的便捷性与灵活性。另外，这种方式能够缩短挖掘队伍上岗的时间，以及节约巷道中材料的运输时间，对于提高巷道工作的掘进速度、保证巷道掘进的稳定起到了关键的作用。

通过应用新的双巷道技术，不但能保持稳定的瓦斯生产量，还能提高我们的工作效率。我们要根据巷道掘进的过程中的实际需要，从而更有针对性地做好掘进巷道的安排。

参考文献

[1]狄满洲； 双巷掘进技术在高瓦斯矿井掘进中的应用探讨 ，[J] 《中小企业管理与科技（上旬刊）》- 2015-01-05

[2]宋旭斌.“2+1”双巷掘进模式在高瓦斯矿井中的应用与分析[J]煤，2011（06）：50-51

[3]孙锐，王兆丰，丁楠，田富超.双巷掘进工作面中间煤柱瓦斯流动理论分析[J]煤炭科学技术，2010（05）：58-61.

[4]黄晋兵；两顺槽双巷综掘工艺， [J]《煤矿支护》- 2011-02-15

煤矿巷道掘进施工及支护技术探讨 篇11

关键词：煤矿,巷道掘进,支护,问题,施工技术

1 存在问题

1.1 施工工艺不科学、不合理

钻爆法掘进巷道配合锚喷支护顶板是煤矿巷道掘进施工及支护中经常采用的方法, 该方法掘进速度慢、支护效果差, 无法保障施工质量。在应用钻爆法来掘进煤矿巷道时, 部分施工人员不能依据施工现场情况, 科学、合理的控制装药量、开设炮眼, 对锚网喷支护效果造成了严重影响。此外, 对于一些具有密集巷道的开采区, 如施工作业不合理, 会对当地的岩体低应力造成严重破坏, 致使两个掘进面叠加, 大幅增加顶板支护难度。

1.2 地质构造复杂

在进行煤矿巷道掘进作业与支护施工时, 巷道周围的煤岩硬度、地形地貌等极易影响巷道施工。当施工巷道的地质条件与基础条件相对较好, 可适当加速巷道掘进施工, 反之, 应减缓巷道掘进速度。

1.3 安全防护不足

很多煤矿巷道围岩存在复杂结构, 且稳定性差、不可靠, 严重影响了掘进施工与有效支护, 在进行掘进施工时, 巷道易发生变形, 出现位移, 会对煤矿巷道造成严重损坏, 尤其是在松软岩层巷道施工时, 若巷道掘进安全防护不到位, 时常会出现进行多次返修后, 仍然不能达到掘进施工要求与实际支护需求。

2 技术应用

黄陵矿业一号煤矿625进风顺槽位于六盘区东北部, 六盘区位于北二大巷两翼, 北与十一、十四盘区相邻, 东与五盘区、十盘区相接, 向西为井田边界。巷道相邻关系:北为625回风顺槽, 南为623回风顺槽。西接北二辅助运输大巷, 向东为五盘区。

2.1 掘进施工技术

巷道开口为机掘开口, 具体使用设备主要为EBZ-160型综掘机。在正常掘进施工中, 以煤层顶板为依托进行掘进, 应用激光确定方向, 进而指导EBZ-160型综掘机实施截割作业, 掘进全断面可一次成巷。对于顶锚杆、锚索施工, 主要应用风动锚杆钻机来完成, 对于帮锚杆施工主要使用手持式风动钻机, 工作面运煤主要应用胶带输送机与刮板运输机。采用机掘与炮掘相结合的方式开挖倒车峒室与水仓。采用EBZ160型掘进机沿煤层顶板掘进, 同时工作面掘进出的煤炭可由EBZ160型掘进机自行完成。掘进机的割煤方式主要为横向往复式, 首先从巷道下部开口进刀, 逐渐割一条横槽出来, 其次按照从下至上的方式实施截割, 同时控制进刀深度控制为800mm左右, 如果实际施工中得到的截割断面尺寸明显不同于设计截割断面尺寸, 应及时进行二次修整。

机掘工艺流程:交接班及安全检查→开机检查→综掘机截割→刷帮清浮煤→敲帮问顶→联网及临时支护→永久支护→下一循环→清理作业现场文明生产→现场交接班。

炮掘工艺流程:交接班及开工前安全确认→炮眼布置→按起爆顺序施工炮眼→检查炮眼深度、角度→装药、封孔、连线→清点人数→疏散影响范围内人员并警戒→“三人连锁”安全确认→起爆→检查爆破情况→处理残爆、拒爆→出煤 (矸) 。

2.2 支护技术

在进行煤矿巷道支护施工时, 黄陵矿业一号煤矿625进风顺槽巷道结合本巷道实际情况采用了锚杆加锚索联合支护的形式。

2.2.1 巷道支护原理

巷道支护原理主要是把围岩巷道与其支护系统看作一个整体结构来研究其力学性能, 充分借助围岩与其支护体系的自稳能力来使巷道达到稳定。同时应对原岩应力、原岩扰动以及围岩发生的微小位移进行实时监测反馈, 掌握对围岩稳定性构成影响的动态信息。通过充分利用围岩与支护体系的相互作用, 对围岩变形进行有效控制, 而不仅是靠单单增大支护体刚度, 来提高支护稳定性。通过对支护原理的改进, 可改善围岩力学性质, 增强围岩实际承载能力, 应用该原理可在理论方面解决煤矿巷道支护问题。

2.2.2 锚杆支护工艺及要求

首先应确定锚杆眼位, 按照锚杆布置要求和巷道中线在顶板画线布点, 帮锚杆按设计要求使用自喷漆喷出眼位, 以安装帮部钢带。其次应施工锚杆眼, 用Ф19mm的六方钻杆配合Φ28mm钻头开顶板锚杆眼, 应用手持式风动锚杆钻机施工帮部锚杆, 用Φ28mm麻花钻杆与Φ32mm钻头施工巷帮锚杆眼。最后安装锚杆, 具体安装方法参照锚杆安装工艺流程, 安装时由外向里、由中间向两侧施工, 安装好锚杆后紧固螺母:顶锚杆采用锚杆机紧固停机后缓慢降下锚杆机, 帮锚杆紧固时先调整钢托板及钢带位置至设计要求, 再用加力扳手将锚杆螺母拧紧, 保证锚杆托板不松动。

2.2.3 锚索支护工艺及要求

首先应确定锚索眼位, 具体确定方法为以巷道规格尺寸为依据, 根据锚索布置要求把锚索眼位确定出来, 并进行标记。其次用锚杆钻机施工锚索眼, 具体施工时应参照锚索眼事先设计的深度、角度施工。最后安装锚索。安装前应先检查锚索是否合格, 锚固剂是否过期, 同时应注意检查锚索眼的眼位、角度、深度等是否符合施工要求。施工时用锚索将药卷缓缓推入眼底, 将专用搅拌器尾部插入锚杆钻机, 并与锚索相连, 开启钻机, 一边推进, 一边搅拌药卷, 大约搅拌30s~50s左右然后再停止搅拌, 这时锚杆钻机保持推力状态2min再放下钻机。安装好4根锚索钢绞线后, 过10min再进行锚索梁、托板、锚具的安装, 最后用锚索张拉器张拉锚索。把锚索张拉器套在锚索上, 同时拴好安全链, 操作高压油泵, 实施张拉, 在实际张拉时, 应仔细观察压力表指针是否达到了预紧力, 若达到了预紧力, 应迅速换向回程, 卸下锚索张拉器。

3结束语

巷道掘进施工与支护技术是煤矿开采中的重要环节, 巷道掘进速度的快慢, 直接影响到煤矿开采效率, 支护措施的可靠与否, 又会影响到煤矿开采的安全性。因此, 必须高度重视煤矿巷道掘进施工与支护, 科学、合理的选择掘进、支护设备, 不断优化巷道掘进施工工艺, 强化支护, 及时整改掘进、支护中发现的问题, 只有这样才能确保煤矿巷道的安全、顺利开采, 才能促进煤矿开采的高产、高效。

参考文献

[1]王峰峰.煤矿巷道掘进施工技术要点分析[J].现代矿业, 2014, 08.