炮掘岩巷快速掘进工艺实践

引言:由于近年来国内对煤炭的需求日益增大,煤矿开采深度不断增加,岩巷开拓量日益增加,原始耙矸机配合车皮直接出货方式已逐渐淘汰,随着超级产量的矿井诞生,只靠耙矸机配合车皮出货的方式难以满足现代矿井的开拓需求,虽然先进设备较多,但其适应性仍存在极大的局限性,尤其是上世纪80-90年代设计建造的矿井没有专用的矸石出货系统,很难保证连续出货和发挥先进设备的工效,为此采取原有施工工艺仍有很大的应用空间,我们从工艺流程方面进行了全面优化,达到各工艺的良性运转,取得了岩巷18m2断面单进创124m的好成绩,创造了两淮地区岩巷掘进的新纪录,现就岩巷快速掘进工艺进行简要介绍。

1 概况

新集一矿矿井采用立井石门多水平开拓,矿井生产能力为3.9Mt/a。矿井采用中央边界式开采方法,该法虽能够在短期内迅速见效,但在矿井生产中后期中央可采储量逐步减少,矿井被迫向边界延展,开拓巷道压力凸显。由于矿井没有专用矸石井提升,全部依靠副井罐笼车皮出货,导致开拓巷道迎头大量积货。由于岩巷采用打眼爆破的方式掘进,由于缺少车皮倒货,造成工程被迫中断,严重影响进尺。

不仅如此,由于掘进工艺中耙矸机挪移和出货系统中转又是耗时最多的工序。按照矿井目前现状,多数情况下存在重进尺、轻出货的弊端,主要表现在不能做到正规循环作业,只为快速赶进尺,仅做巷道拱部支护,帮部严重滞后,后期移耙矸机时集中出货,同时进行逐排刷帮,这种工艺占用大量时间,短则3天长则7天,因而必须对掘进工艺进行优化,才能发挥快速掘进的作用。下面以该矿131305高位瓦斯抽排巷的快速施工工艺为例介绍如下:

2 掘支同步、不留尾工

由于车皮供应存在不连续性,施工中充分利用出货间断期,将巷道帮部采取倒货刷帮,同步将帮部锚杆全部打齐,一次成巷,刷帮滞后迎头不大于4排。摸清车皮供应规律,充分利用工时,最大程度减少尾工活。

3 利用铲车、减少倒货

常规条件下由于耙矸机在巷道的一侧,只能对巷道的半边进行出货,另一侧需要移设霸王桩,重设导向滑,耗时多,工序复杂;矿引进一台ZCR-120型侧卸式装岩机,配合耙矸机将巷道另一侧矸石直接推至耙斗行程范围内,用耙矸机出货(见如下示意图);后方接皮带连续倒货,利用平巷矸石仓缓存,将迎头影响掘进的矸石周围至不受影响的地段,实现连续掘进作业,提高工时利用率。

4 建立平巷矸石仓、实现连续施工

针对矿综合车皮间断供应,总体不足的特点,采取矸石转运的措施,即在后方已掘进巷道内建立约40m的矸石周转场——平巷矸石仓,在矸石仓末端再设一部耙矸机,有车皮时就快速出货,无车皮时就周转倒货,将迎头矸石储存至后方,以实现迎头正常作业,减少因货多导致的停工。不仅如此,该方法尤其适合斜巷作业,可以很好地减少绞车提升的安全隐患。巷道外口设立的矸石仓一般使用12#工字钢和8mm钢板组装在巷道中部,形成一面挡墙,实现存货与轨道打运两不误;矸石仓容量一般为300-350m3。

5 发明旱船、实现快速移设耙矸机

由于岩巷掘进工艺中耙矸机移设较频繁,一般40m左右移设一次;同时由于耙矸机移设工序复杂,常规条件下移设一次耙矸机至少需要3天时间,因而该工序快慢直接影响岩巷单进;我们采用将耙矸机与皮带机按照同一轴线方式摆放,并且将耙矸机生根在自制的旱船上,达到整体固定和挪移的条件;旱船采用30kg/m轨道配合8mm钢板加工而成,可被承载耙矸机的同时,能够被绞车整体牵引,实现可不钉道先移耙矸机的作用,将原先必须先钉道再将耙矸机移至迎头作业,变更为先移耙矸机至迎头作业,后钉道的效果,实现了进尺与钉道两不误的目的。

不仅如此,为了实现移耙矸机和延伸皮带一次性到位的目的,我们还将套机的出货仓直接位于皮带机机尾上,将皮带机机尾与耙矸机旱船连在一起,在挪移耙矸机时直接由旱船将皮带机机尾随之前移。当耙矸机牵引到位时对皮带机机尾进行调整,最后重新打地锚固定旱船,最大限度利用工时。由于打地锚与皮带机调试可同步作业,此法正常情况下只需要4个小班(每天为三个小班)便能够完成,相比钉道挪移耙矸机节约至少5个小班,很好地解决了挪移耙矸机耗时大的现象发生。

6 小结

由于通过各种手段的同步实施,很好地实现了快速掘进作业,并且将化缺点为动力,立足现状发挥效能,在矿井车皮极为紧张的前提下实现了掘进上水平,并且创下了18m2断面单进96m的好成绩,超出本公司“力争主目标”任务的20%,取得了极大的经济效益。

摘要：巷道掘进是一个复杂多工序的交替过程,主要由破岩、装运、支护三大工艺组成,需要从根本上使每个工序协调一致,实现高效率,才能确保快速掘进的实现。本文从科学破岩、高效装运、快速出货各工艺入手,介绍岩巷快速掘进工艺流程,以期更大限度推广应用。

关键词：炮掘,机械化,工艺