岩巷快速掘进技术在兴隆庄煤矿十采一横轨西中间联巷的试验应用:岩巷掘进综合防尘措施

　　摘?要 巷道快速掘进就是采用合理的掘进破岩、装运和支护技术，科学管理施工各个工序，使每个工序用时最少、各个工序之间转换交接顺畅，使巷道施工技术和组织管理优势都能够良好发 挥。兴矿通过改进传统的“二掘一初喷+复喷”三八作业制，优化劳动组织，采用“三掘一初喷+复喷”双循环四六制平行交叉作业法，特殊工种作业循环图表等技术手段，保证生产组织的良性推进，实现了岩石巷道炮掘单进水平的提升。
　　关键词 岩巷快速掘进；劳动组织优化；双循环作业法；液压凿岩台车
　　中图分类号 TD231 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0102-01
　　1 工程概况
　　兴隆庄煤矿是我国“六五”期间自行设计和建造的第一座年产300万吨大型现代化矿井，地质储量7.8亿吨，可采储量3.8亿吨。1981年12月21日建成投产，主要设备从美国、英国等8个国家引进，采掘机械化程度达100％。1986年矿井达到设计生产能力，2006年核定原煤生产能力为660万t/a。十采一横轨西中间联巷是为满足十采区10306至10302工作面巷道掘进及回采时的运输、通风、行人需要掘进的，该巷道断面为直墙半圆拱形，规格为
　　4.6 m×3.5 m。该掘进工作面岩性为砂质泥岩、中细粒砂岩。巷道采用锚喷支护，锚杆都必需配合钢筋梯使用，钢筋梯每排按“一”字形布置，顶板破碎时可以采用“十”字形布置加强支护，锚杆间排距为1.0 m×1.0 m，误差为±100 mm。采用传统的施工方法，月掘进巷道70 m～80 m，改变施工方法后能达到月掘进150 m～170 m。
　　采用“三掘一初喷+复喷”施工工艺，其装备及材料配备为：CMJ2-17型液压凿岩台车1台，YTP-24型风动凿岩机3台（1台备用），凿岩台车故障时可以临时使用风动凿岩机打眼施工；2.0/2.5 m钻杆钎子；十字型钻头；ZCY-80R型侧卸式装岩机1台；MQT-130CM型锚杆机2台；PC5T喷浆机2台（1台备用）；安装锚杆时使用JK70锚杆搅拌器和BK30型矿用气扳机；G10型风镐2台；JZB-600型激光指向仪1台，35 mm×300 mm二级煤矿许用水胶炸药；8号金属壳（Ⅰ—Ⅲ段）雷管，毫秒延期电雷管；FD200L（A）型发爆器1台。
　　2 实现快速掘进的关键环节
　　2.1 施工工艺
　　1）工艺流程。对传统的施工工艺流程进行细化、优化，科学组织，最大限度地安排平行作业。由技术负责人现场跟班，优化工序间的衔接，摒弃窝工怠工现象，测试优化后各工序的详细耗时。经试验测试将正规循环细化为“全断面打眼→腰线下爆破→腰线上爆破→装上部矸→打顶锚（出矸）→装下部矸→打帮锚（出矸）→清理现场”，完成该“八工序”视为完成1个小循环。
　　2）劳动组织。将传统的“三八”作业制改为“四六”平行作业制。在原2个掘进班、1个喷浆班的基础上增加1个掘进班。3个掘进班实行“四六”作业制，每班掘进完成1个小循环。该作业方式的劳动组织形式暂称之为“四六”平行作业制。掘进班每班出勤12人，喷浆班每班出勤12人。
　　3）作业方式。改进传统的作业方式“一掘一锚，二掘一喷”（2个班掘进，1个班挖基础水沟和喷射混凝土成巷）为“三掘一初喷+复喷”，初喷紧跟迎头巷道，复喷原初喷巷道，三掘一喷循环作业方式。
　　2.2 爆破技术
　　推行中深孔全断面一次爆破技术，改进传统岩巷掘进工艺，使生产逐步从传统的台阶法施工和浅眼多循环的框架中解放出来，提高了单循环进尺，减少了循环次数和辅助作业时间[2]。通过不断试验、摸索、改进，掌握了适合不同岩性中深孔爆破技术的炮眼布置、深度、装药量、封泥长度等爆破参数，解决了常见的“抽炮”难题，岩巷光爆成型质量大幅度提升，炮眼利用率由原来的85%提高了10余个百分点。单循环进尺可增加0.3 m～0.7 m，
　　每月按78个循环计算，月度岩巷进尺可增加60余米。
　　单循环进尺增加，爆破出的矸石量增加，出矸难成为制约单循环持续、良性推进的瓶颈。一方面通过加强岩巷光爆管理，减少超挖量；另一方面使用侧卸式装岩机在打眼时平行作业装运矸石，并且采取了一系列的激励措施，对每班出矸量车数设台阶增加分值，充分调动了每班出矸积极性。
　　2.3 双循环作业法
　　坚持正规循环作业，采用“双循环作业法”，小循环为大循环创造条件，大循环为小循环打好基础，大循环套小循环，大小循环相辅相成。“双循环作业法”使掘进工艺持续、良性推进，小循环正规循环率在90%以上，大循环正规循环率在95%以上。
　　1）小循环。掘进班完成“八工序”为完成1个小循环，小循环进尺2.0 m～2.3 m；每个圆班完成3个小循环，合计进尺
　　6.0 m～6.9 m。小循环拱部每排打顶锚杆7根，两帮每排打4棵帮锚。爆破后打设锚杆永久支护到掘进面，初喷至迎头第一排锚杆为宜，以便下个班使用临时支护。
　　2）大循环。在掘进班掘进小循环良性推进的积极配合下，喷浆班每5 d完成“铺道、移耙矸机、复喷成巷”为1个大循环，大循环进尺25 m～35 m。
　　2.4 实行精细化管理方法
　　精细化管理方法注重于实行人本位管理，彻底打破了“见物不见人”或把人作为工具、手段的传统管理模式，而是在深刻认识到人在生产活动中的作用，突出人在管理中的地位，实现以人为中心的管理。人本管理的内涵有充分挖掘生产班组间、生产班组内各工种内部潜力，调动各生产组织环节的积极性，实现“1+1>2”的良好效果。
　　1）现场多台施工机械设备配套使用。液压凿岩台车、侧卸式装岩机、喷浆机、锚杆钻机、电机车和激光定向仪等多台机械设备配套使用方案的实施，是快速、高效率掘进的基础。高素质、熟练操作各种机械设备的掘进队伍是确保快速、高效率掘进的关键因素。
　　2）实行精细化管理、优化各工种工序衔接。编制各工种循环作业图表，提升单工种工效。对各工种作业工序科学组织、优化设计，把凿岩机司机、装岩机司机、爆破工、电机车司机、机电维修工等工种工序制成循环作业图表，让各工种员工知道自己怎样干，怎样提高作业效率，指导各工种提高单工种工效。
　　3）突显班组和谐，优化小循环工艺。在正规循环作业图表中，把“为下班备好风水工具管路”作为交接班的硬指标项，每班可节约30 min～40 min用于生产。
　　4）使用液压凿岩台车全断面打眼。在19.2 m2断面的大巷中液压凿岩台车由两人操作可实现一次全断面打眼，最短耗时42分钟。由技术员配合班组长在迎头用油漆定出中腰线，画好巷道打眼轮廓线，凿岩台车开始工作，周边眼眼距不得超过400 mm。
　　5）实行多工序平行作业。打眼与装岩平行作业；打注锚杆与装矸平行作业；清理底根、刷帮与掘进平行作业；喷浆准备与掘进平行作业，喷浆与修整水沟、砌水沟平行作业，并且省掉了传统的耙矸石、移耙装机时间。
　　3 快速掘进技术分析
　　分析近年来采用普通钻爆法、中深孔爆破及快速掘进施工工艺的技术参数对照见表3（每月工作日按26 d计算）。
　　通过对比3种不同施工方法、组织形式，可以得出以下结论：
　　1）施工采用中深孔爆破技术，提升了单循环进尺，减少了循环次数和辅助作业时间。
　　2）改变传统的施工工艺“二掘一喷”为“三掘一初喷+复喷”，每圆班增加1个掘进小循环，提高了掘进循环数，其中采用了新式液压凿岩台车大大的节省了打眼时间，侧卸式装岩机可以平行装矸是实现快速掘进的关键。
　　3）“四六”平行作业制、双循环作业法及精细化管理方法等新体制、新工艺的应用，是实现岩石巷道快速掘进的重要环节。
　　4 结束语
　　通过试验研究和实践应用得出结论：改进的“三掘一初喷+复喷”施工工艺、优化的“四六”平行作业劳动组织、中深孔爆破技术、双循环作业法以及人本管理法等技术、管理创新成果的综合应用，提高了工效，降低了成本投入，对提升钻爆法岩巷单进水平具有重要作用，具有科学性、实践性，经济效益明显，有较好的推广应用价值。
　　作者简介
　　康红星（1982—），男，河南焦作人，2006年毕业于河南理工大学土木工程专业，助理工程师，现工作于兖矿集团兴隆庄煤矿技术科。