巖巷炮掘工藝工序創新優化研究和應用

李欣++韓亞軍

摘 要 通過設備的選型與配備，工序間的緊密銜接及平行作業，成功實現了長距離開拓巖巷的皮帶連續接車排矸，充分利用工序、工時，提高了礦井炮掘巖巷的快速掘進，有利于礦井提升運輸的安全管理，提高了巷道施工進度。

關鍵詞 巖巷；皮帶連續接車；排矸；研究；應用；工序銜接

中圖分類號：TD263 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0161-03

為充分發揮人力資源優勢，進一步優化勞動組織和工藝工序，提升單進水平和勞動效率，近期，生產處結合礦區專業特點，首先從巖巷炮掘工藝入手，在施工工藝創新、勞動組織安排、工時工序銜接等方面進行調整優化，并形成了巖巷炮掘快速掘進實施方案。

以蔣莊煤礦南十一采區運輸機下山巷道炮掘施工為例，具體說明如下。

1 巷道施工條件

1.1 基本情況

南十一采區主要運輸機下山，設計長度900 m，布置在3下煤底板至十下灰之間巖層中，穿層掘進，坡度：-10°～-14°，錨網噴支護，掘進斷面12.46 m?，直墻圓弧拱形，凈寬度3.9 m，凈高度3.6 m。

1.2 支護參數

每排布置11根左旋預應力全螺紋阻尼錨桿，規格為φ18×2000 mm，錨固劑型號為CK2870，每根錨桿使用1支錨固劑。錨桿間排距為1000×1000 mm，噴漿厚度為70 mm。鋼筋網規格為長×寬=2000×1000 mm、使用φ6 mm的鋼筋焊制、網格為110×110 mm的鋼筋網，每排5片。噴漿厚度70 mm，初噴距迎頭不得超過6 m，復噴距迎頭不得超過20m，初噴厚度為30～50 mm，復噴后總厚度不低于70 mm。

臨時支護采用3根前探梁，前探梁選用厚壁、無銹蝕、不彎曲、無變形的、規格為3吋（φ89 mm）、長度4.0 m的鋼管。

2 需要解決的主要問題

2.1 排矸時間長、速度慢

巖巷炮掘施工，采用耙裝機、絞車配合礦車運輸，排矸和出貨速度慢，每班排矸的時間在占到總工作時間的1/2以上。

2.2 工序銜接不緊密、工時利用不緊密

巷道施工中耙裝機扒裝時，人員只能在后路進行等待，無法從事其他工序，在扒裝期間和迎頭打鉆及支護期間未能做到時間上的緊密銜接，出現了時間浪費。

3 擬采用的施工方法

該巷道采用鉆眼爆破法施工，光爆錨噴。采用正臺階方式施工，臺階長度為5 m。耙裝機排矸，后路實現皮帶連續運輸，皮帶機頭接車，上平巷電瓶車運輸。

4 設備配置

1）采用整體托移式耙裝機扒裝，后部配置皮帶實現連續運輸，提高排矸出貨速度，同時移機整修移機時間大大縮短。

耙裝機在每次整修前移過程中，通過耙裝機自身的漲緊絞車的牽引，30 m范圍內快速平穩的將耙裝機自移式移動到迎頭，減少了采用絞車牽引長距離移機時間。挪移耙裝機幾乎不占用生產時間。

2）采用大功率絞車設備。

掘進后路采用JD—55型絞車，每次能提4個重車，而且速度比較快。特別是在噴漿班施工時，后路的提升運輸效率高，為皮帶架管的安裝和皮帶搭接其他工序施工節省了大量時間。

整體自移式耙裝機

皮帶機頭接車示意圖

5 具體實施方案

5.1 勞動組織

正確選用和確定勞動組織形式、工種人數，配備足夠的施工力量，并重點考慮各工種的工時與各工序之間精密銜接，實現多工序平行作業，這對施工速度和效率的提升至關重要。

采用“四六”制正規循環作業方式，三掘一噴（噴漿班與整修班合并），即三個生產班和一個噴漿班（兼檢修班）。

掘進班只負責掘進、支護工作；噴漿班負責噴漿及移機整修工作；運料組負責將料從后路料場運至迎頭料場；檢修班負責設備檢修、接電纜、上皮帶、管子敷設、電纜吊掛等；道工負責軌道鋪設至耙裝機后10m處。各工種分工明確、責任清晰、各司其職、相互配合，實現了一次成巷。

掘進班每班定員人數11人。其中迎頭支護工5人（包含爆破工1人）、耙裝機司機1人，后路輔助工按需要定員，出勤率按80%計算，實際出勤9人，噴漿班（兼檢修班）每班定員14人。

生產班組定員11人，人均月休班5天，班組全共休班55個天，平均每天休2人次（55÷30=1.83≈2人），實際生產班組每天出勤9人。

5.2 爆破參數

根據巖性條件設計爆破參數?，F場施工中，嚴格執行爆破圖表，實施光面爆破，使炮眼利用率達到最最佳，巷道成型達到設計要求。

結合該巷道特點，炮眼深度選擇1.7 m，循環進尺不低于1.5 m。有條件的地點要堅持中深孔爆破。

5.3 多工序平行交叉作業

在實際掘進施工過程中，鉆眼、排矸、支護等工序工作量大、用時最長（鉆眼約用時130分鐘；正常1.5 m進尺的支護和裝巖約用時110分鐘是主要工序，分別占總工時的36.1%和30.55%；第二班次進尺1.5 m需支護2排錨桿，支護用時為150 min）。解決好這三個主要工序平行作業問題是提升效率的

關鍵。

具體做法如下。

1）交接班、安全檢查、開工前準備平行作業。

2）施工炮眼，上下臺階定人定鉆、平行作業。

3）爆破后，迎頭臨時支護與防塵灑水平行作業。

4）上部臺階頂板錨桿支護與下部臺階裝巖平行作業（扒裝區域始終距離迎頭6 m以上安全距離）。

5）下部臺階幫部錨桿支護與下一班組交接班時間平行作業（掘1.5 m需支護2排）。

6）迎頭噴漿與后路檢修、掘砌水溝平行作業。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環節（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴格執行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風（10 min）：人員在警戒線外新鮮風流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業，用手稿找型，頂網要提前鋪設在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業。頂板、兩幫聯網用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業，兩幫聯網用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業，本工序可以持續至下個生產班交接時間。

按每日循環數3個，循環進度1.5 m，循環率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應也是提升掘進單進水平的關鍵因素。礦井要統籌安排，協調好生產、運輸的關系，避免造成車皮供應不足、人員浪費現象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據現場條件、生產環節、施工人員的變化，要及時調整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設備維護和檢修，嚴格執行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設備進行強制檢修，保證機械設備在完好狀態下運行，從而保證快速掘進，不發生中斷事故。

5）加強職工的業務培訓，著力提升職工隊伍素質。通過技術比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓，全面提高員工的技術素質、操作水平；實施金藍領以師帶徒工程，培養出一批業務精素質高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業于中國地質大學工程測量專業，一直從事煤礦生產掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業于山東科技大學，從事煤礦掘進生產多年，曾發表《巖巷皮帶連續接車排矸的技術研究與成功應用》等多項科技創新型論文。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環節（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴格執行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風（10 min）：人員在警戒線外新鮮風流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業，用手稿找型，頂網要提前鋪設在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業。頂板、兩幫聯網用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業，兩幫聯網用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業，本工序可以持續至下個生產班交接時間。

按每日循環數3個，循環進度1.5 m，循環率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應也是提升掘進單進水平的關鍵因素。礦井要統籌安排，協調好生產、運輸的關系，避免造成車皮供應不足、人員浪費現象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據現場條件、生產環節、施工人員的變化，要及時調整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設備維護和檢修，嚴格執行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設備進行強制檢修，保證機械設備在完好狀態下運行，從而保證快速掘進，不發生中斷事故。

5）加強職工的業務培訓，著力提升職工隊伍素質。通過技術比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓，全面提高員工的技術素質、操作水平；實施金藍領以師帶徒工程，培養出一批業務精素質高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業于中國地質大學工程測量專業，一直從事煤礦生產掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業于山東科技大學，從事煤礦掘進生產多年，曾發表《巖巷皮帶連續接車排矸的技術研究與成功應用》等多項科技創新型論文。endprint

5.4 工序工時利用

主要工序時間安排如下。

1）炮眼施工（130min）：共計78個炮眼，炮眼深度1.7 m（掏槽眼1.9 m），迎頭定人定鉆安排三部鉆打眼（如果人員充足也可安排4部鉆），每個巖石炮眼從定炮開始計時，到炮眼成型結束平均每炮眼用時5分鐘，合計用時約130分鐘左右。

2）裝藥放炮環節（20 min）：炮眼裝藥、封泥、連線、檢查瓦斯用時約20分鐘；迎頭班長安排警戒人員站崗，并清點人員到躲炮地點；班組長、瓦檢員、放炮員嚴格執行“三人連鎖放炮”制度。

3）放炮通風（10 min）：人員在警戒線外新鮮風流中躲炮，待炮煙吹散后，班長通知撤崗，人員方可進入迎頭施工。

4）臨時支護（20 min）：臨時支護與防塵灑水可以平行作業，用手稿找型，頂網要提前鋪設在前探梁上并與用鐵絲連接牢靠。

5）扒裝迎頭（30 min）：迎頭回頭輪固定，扒裝迎頭矸石，為迎頭支護造條件。

6）頂板及幫部支護：

①正常掘進1.5 m，頂板及幫部支護1排錨桿（110 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業。頂板、兩幫聯網用時10分鐘，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時110分鐘。。

②接班迎頭控頂0.5 m后，掘進1.5 m，頂板及幫部支護2排錨桿（150 min）：耙裝機回頭輪挪移至后路，迎頭支護可以與后路排矸平行作業；與下一班次交接時，利用與下班施工交接班時間和此班組支護下部支護平行作業，兩幫聯網用時4分鐘，施工4顆錨桿，每棵錨桿從打眼到安裝完畢用時9分鐘左右，平均用時40分鐘，共用時150 min。

7）后路排矸（110 min）：將矸石扒出迎頭后，在不影響迎頭支護的情況下進行后路排矸作業，本工序可以持續至下個生產班交接時間。

按每日循環數3個，循環進度1.5 m，循環率為90%，日進度4.5 m，月進度為：30×4.5×90%=121.5（m）。

6 保障措施

1）巖巷掘進進度，還主要受制于后路排矸系統的順暢程度，在確保迎頭工序工時充分利用、合理銜接的同時，保證礦車充足供應也是提升掘進單進水平的關鍵因素。礦井要統籌安排，協調好生產、運輸的關系，避免造成車皮供應不足、人員浪費現象。

2）施工工序和工時安排也不是一成不變，要及時根據現場條件、生產環節、施工人員的變化，要及時調整勞動組織，確保人員配備最佳化、工時利用最大化。

3）加強職工的日常性管理，嚴格控制人員出勤，確保迎頭直接工的正常出勤；在薪酬考核上要向主要工種、艱苦崗位傾斜，提高職工積極性。

4）加強設備管理是保證開機率的重要保證。堅持正常的設備維護和檢修，嚴格執行班檢、日檢、旬檢、月檢制度，對耙裝機、皮帶機等設備進行強制檢修，保證機械設備在完好狀態下運行，從而保證快速掘進，不發生中斷事故。

5）加強職工的業務培訓，著力提升職工隊伍素質。通過技術比武、崗位練兵等多種形式，開展崗位技能培訓，全面提高員工的技術素質、操作水平；實施金藍領以師帶徒工程，培養出一批業務精素質高的人才。

作者簡介

李欣，1997年畢業于中國地質大學工程測量專業，一直從事煤礦生產掘進工作。

韓亞軍，2002年畢業于山東科技大學，從事煤礦掘進生產多年，曾發表《巖巷皮帶連續接車排矸的技術研究與成功應用》等多項科技創新型論文。endprint