1、摘要：口孜東礦西翼軌道大巷處于較軟巖層中，掘進(jìn)斷面超過(guò)30m2，在這種情況下，礦優(yōu)化巷道設(shè)計(jì)及施工工藝，采用多種國(guó)內(nèi)外機(jī)械化設(shè)備，合理進(jìn)行施工組織，實(shí)現(xiàn)了巷道的快速掘進(jìn)，月進(jìn)尺最多達(dá)315米，創(chuàng)造公司巖巷進(jìn)尺新紀(jì)錄。關(guān)鍵詞：千米深井；大斷面；軟巖；快速掘進(jìn)0 前言根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料12，巷道掘進(jìn)作業(yè)中的支護(hù)時(shí)間要占總作業(yè)時(shí)間的70%，雖然在一些巷道中采用了錨桿、錨噴和錨梁網(wǎng)等支護(hù)手段，簡(jiǎn)化了巷道的支護(hù)作業(yè)，但掘進(jìn)巷道作業(yè)中的掘進(jìn)與支護(hù)的分離，是進(jìn)一步提高掘進(jìn)巷道速度的最大障礙。影響巷道掘進(jìn)速度的因素有哪些34？如何根據(jù)具體的地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件，充分發(fā)揮掘進(jìn)和支護(hù)設(shè)備的效能？如何開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)行快速

2、掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的研究？如何運(yùn)用關(guān)鍵技術(shù)，合理勞動(dòng)組織和施工工藝，在安全生產(chǎn)的前提下大幅度提高基于煤巷錨桿支護(hù)的快速掘進(jìn)？這是解決煤礦煤巷快速掘進(jìn)問(wèn)題當(dāng)務(wù)之急的工作。為解決巷道能實(shí)現(xiàn)有效的快速掘進(jìn)作業(yè)，需從巷道設(shè)計(jì)、機(jī)械化設(shè)備選擇、施工組織管理等方面形成集約化的方式。為掘進(jìn)巷道提供及時(shí)支護(hù)、將掘進(jìn)與支護(hù)作業(yè)有機(jī)結(jié)合在一起就成為提高綜合條件下巷道掘進(jìn)成巷速度的關(guān)鍵，采掘錨、掘錨一體化快速掘進(jìn)成巷技術(shù)及設(shè)備正是因此而得到了發(fā)展。因此，開(kāi)展這一課題的研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)巷道錨桿支護(hù)“安全、快速、經(jīng)濟(jì)”的目標(biāo)，提高建井速度，改善巷道支護(hù)技術(shù)與支護(hù)質(zhì)量，減少和杜絕頂板事故，減少支護(hù)費(fèi)用和巷道維修工作量等將產(chǎn)生積極

3、的影響并帶來(lái)顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。1 工程概況國(guó)投新集公司口孜東礦，采用立井開(kāi)拓方式，工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)布置主井、副井、風(fēng)井3個(gè)井筒，中央并列式通風(fēng)。礦井布置2個(gè)水平，上、下山開(kāi)采。第1水平為-967m，第2水平暫定為-1200m。西翼軌道大巷主要在砂質(zhì)泥巖、泥巖、細(xì)沙巖中掘進(jìn)。其綜合柱狀圖如圖1所示。隨著礦井開(kāi)采深度的不斷延伸和新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用需求，巷道斷面逐漸加大，巷道的受力狀態(tài)變的越來(lái)越復(fù)雜，給巷道的開(kāi)掘和支護(hù)帶來(lái)了更嚴(yán)峻的問(wèn)題。而根據(jù)不同地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件下進(jìn)行施工方法的創(chuàng)新，可以改善巷道的圍巖狀態(tài)，提高支護(hù)效果，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的。西翼軌道大巷錨網(wǎng)噴斷面拱基處凈寬6500mm，墻腳凈寬699

4、0mm，凈高5320mm，凈斷面積2，設(shè)計(jì)噴厚70mm，掘進(jìn)斷面積2，墻高2000mm，腰線下1410mm，巷道基礎(chǔ)深100mm；具體斷面詳見(jiàn)圖2。2 施工工藝2.1 施工方法 巷道采用BTIK2鉆車(chē)或者風(fēng)錘打眼、爆破的施工方法進(jìn)行光面爆破掘進(jìn)，一次支護(hù)采用錨網(wǎng)索噴支護(hù)形式，后期視頂板情況進(jìn)行二次支護(hù)、噴漿、注漿。采用P-90B耙矸機(jī)、ZCD-120R側(cè)卸式裝巖機(jī)配合鏈板機(jī)、皮帶機(jī)出貨。使用超前鋼筋時(shí)：交接班按中腰線畫(huà)出巷道輪廓線打眼裝藥、聯(lián)線、爆破（放下部炮）敲幫問(wèn)頂裝藥、聯(lián)線、爆破（放上部炮）敲幫問(wèn)頂畫(huà)輪廓線、校核掘進(jìn)斷面尺寸掛頂部網(wǎng)初噴打拱部錨桿眼、打錨索眼安裝拱部錨桿、安裝錨索打超前鋼

5、筋眼安裝超前鋼筋打拱部錨桿眼安裝拱部錨桿出貨安裝防片幫網(wǎng)打幫部錨桿、掛網(wǎng)復(fù)噴成巷(安全檢查貫穿整個(gè)循環(huán)過(guò)程)。2.2 裝矸方式工作面采用7655型風(fēng)錘或BTIK2型液壓鉆車(chē)打眼、耙矸機(jī)配合側(cè)卸式裝巖機(jī)裝貨，皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)聯(lián)合裝載、出貨。2.3 運(yùn)輸方式（1）工作面出貨先期由耙矸機(jī)和側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸直接至車(chē)皮出矸；后期由耙矸機(jī)和側(cè)卸式裝巖機(jī)至刮板輸送機(jī)、皮帶機(jī)，然后轉(zhuǎn)至單軌吊交換站回風(fēng)巷及出矸聯(lián)巷、西翼矸石膠帶機(jī)斜巷上平巷皮帶機(jī)內(nèi)，最后從矸石緩沖倉(cāng)進(jìn)入系統(tǒng)。采用多工序平行作業(yè)聯(lián)合出貨的方式。（2）皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)布置在巷道北側(cè)，軌道布置在巷道南側(cè)，軌道布置在偏巷道中心線700mm位置。皮帶

6、機(jī)中心線與巷道中心線之間間距1900mm，距巷幫1695mm。（3）材料及設(shè)備從-967m水平井底車(chē)場(chǎng)直接運(yùn)至迎頭。圖1 西翼軌道大巷地層綜合柱狀圖圖2 西翼軌道大巷錨網(wǎng)噴支護(hù)斷面圖3 快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)3.1 優(yōu)化巷道設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)巷道布置方案時(shí)，充分結(jié)合圍巖地質(zhì)特征，選擇層位較為穩(wěn)定的巖層布置西翼軌道大巷。為掘進(jìn)生產(chǎn)線獲得較高掘進(jìn)速度提供適宜的巷道頂板條件，進(jìn)而獲得較大的空頂距，掘進(jìn)與支護(hù)之間的影響相對(duì)較小，支護(hù)作業(yè)可以集中進(jìn)行，以彌補(bǔ)單體作業(yè)效率低的缺點(diǎn)。 同時(shí)考慮到西翼軌道大巷初期掘進(jìn)時(shí)，只能依靠耙矸機(jī)配合礦用1.5t礦車(chē)進(jìn)行出矸。隨著礦井生產(chǎn)任務(wù)節(jié)奏加快，礦井的提升壓力加劇，無(wú)法保證快速掘

7、進(jìn)的出矸順暢。為了解決出矸輔助運(yùn)輸?shù)碾y題，在主體工程的施工排隊(duì)組織上，實(shí)現(xiàn)對(duì)頭掘進(jìn)西翼矸石膠帶機(jī)，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)西翼軌道大巷至西翼矸石膠帶機(jī)巷聯(lián)巷，進(jìn)而快速實(shí)現(xiàn)西翼軌道大巷的出矸系統(tǒng)形成，采用鏈板機(jī)配合皮帶機(jī)接到單軌吊交換站回風(fēng)巷及出矸聯(lián)巷、西翼矸石膠帶機(jī)斜巷上平巷主運(yùn)皮帶上進(jìn)入主運(yùn)皮帶系統(tǒng)。采用多工序平行作業(yè)聯(lián)合出貨的方式，為西翼軌道大巷快速掘進(jìn)作業(yè)提供順暢的排矸系統(tǒng)。同時(shí)聯(lián)巷在工程后期作為單軌吊交換站回風(fēng)巷，避免了工程浪費(fèi)。出矸系統(tǒng)：迎頭西翼軌道大巷單軌吊交換站回風(fēng)巷及出矸聯(lián)巷西翼矸石膠帶機(jī)斜巷上平巷矸石緩沖倉(cāng)主運(yùn)矸石膠帶機(jī)斜巷井底矸石倉(cāng)裝載硐室副井地面。3.2 新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)應(yīng)用3

8、.2.1 采用德國(guó)達(dá)爾曼公司液壓鉆車(chē)打眼掘進(jìn)迎頭采用德國(guó)達(dá)爾曼公司的BTRK1-PS408-COP1683型液壓鉆車(chē)打眼，避免了人工打眼，減少了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提供了工作效率。3.2.2 掘進(jìn)自動(dòng)化支護(hù)平臺(tái)建設(shè)在我國(guó)首次引進(jìn)德國(guó)GTA掘進(jìn)自動(dòng)化支護(hù)平臺(tái)。德國(guó)GTA公司在巷道支護(hù)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，既提高了工作效率，又保證了安全。巷道支護(hù)采用的軌道式的機(jī)械手，適用于錨桿支護(hù)的巷道掘進(jìn)中快速安置U型棚，另外通過(guò)配置或變更工具，該機(jī)器也可以安放管道并清潔巷道底板。使口孜東礦的巷道掘進(jìn)達(dá)到了安全、省力、高速，這正是所有我國(guó)煤礦企業(yè)掘進(jìn)自動(dòng)化均需要達(dá)到的效果和目標(biāo)。3.2

9、.3 側(cè)卸式鏟車(chē)的運(yùn)用采用ZCD-120R側(cè)卸裝巖機(jī)，它是國(guó)內(nèi)、外新一代的無(wú)軌裝載機(jī)械，是一種在極惡劣的工況下，在巖石和泥漿中工作的特種車(chē)輛。設(shè)計(jì)和制造時(shí)，充分充慮了強(qiáng)度、磨損、密封和緊固件松動(dòng)等四個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。與其它裝載機(jī)械相比有以下優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高。斗容大，插入力大，可向一列礦車(chē)卸載。當(dāng)配用皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)，使用1.5t以下礦車(chē)運(yùn)輸可以達(dá)到連續(xù)裝運(yùn)，充分發(fā)揮側(cè)卸裝巖機(jī)的高生產(chǎn)率作用。一機(jī)多用。除裝卸載以外，尚能輔助完成其它工序的作業(yè)，如巷道清底，工作面短距離運(yùn)料，起重，用作支護(hù)工作平臺(tái)等，從而顯著降低了體力勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了巷道掘進(jìn)的機(jī)械化水平。作業(yè)安全。全斷面裝巖有利于文明施工；電動(dòng)型無(wú)廢

10、氣污染，噪音低。能方便地與鉆車(chē)和其它巷道工作面機(jī)械配套，組成高效機(jī)械化作業(yè)線。3.2.4引用德國(guó)沙爾夫公司單軌吊物流輸送系統(tǒng)采用柴油機(jī)單軌吊，工作面迎頭采用氣動(dòng)單軌吊。在物料運(yùn)輸方面，地面裝載運(yùn)輸采用軌道輸送，入井后在井下用德國(guó)沙爾夫單軌吊換乘站，用單軌吊向掘進(jìn)迎頭配送物資。提高了運(yùn)輸效率，減少了巷道變形對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊懀惯\(yùn)輸更加靈活、便捷。同時(shí)工作面迎頭采用氣動(dòng)單軌吊操作平臺(tái)，可上下平行作業(yè)，實(shí)施全斷面一次成巷。隨著該套操作平臺(tái)的投入使用，大大降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，全岔眼打眼速度由3小時(shí)縮短為2小時(shí)，圓班進(jìn)尺創(chuàng)新高，大大提高了工作效率，進(jìn)一步提高礦井炮掘單進(jìn)水平。3.2.5移動(dòng)式腳手架的研制與

11、應(yīng)用綜掘六隊(duì)自主創(chuàng)新研制的移動(dòng)式腳手架集組裝使用方便、可移動(dòng)、穩(wěn)固可靠等特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)上，采用銷(xiāo)軸固定，螺栓緊固，所有的受力部位全部將力向下傳導(dǎo)到四個(gè)移動(dòng)輪組上，并且所有組件均是利用報(bào)廢的風(fēng)水管和礦車(chē)輪軸加工而成，提高了廢品利用率，真正做到了高安全、高工效、低成本。移動(dòng)式腳手架較普通腳手架相比，避免了腳手架的重復(fù)搭設(shè)和拆除，月節(jié)省人工在90個(gè)以上。3.3 掘進(jìn)巷道全面推行一次成巷、全錨支護(hù)一次成巷支護(hù)，可減少巷道迎頭巖石暴露風(fēng)化時(shí)間，有效提升巷道支護(hù)強(qiáng)度。為此，礦為掘進(jìn)各隊(duì)配備了最先進(jìn)的大功率綜掘機(jī)和側(cè)卸式裝巖機(jī)，為一次成巷提供必須條件。全長(zhǎng)錨固方式較端錨有更強(qiáng)的錨固力，可以有效控制圍巖變形，對(duì)

12、保證深井高地應(yīng)力下巷道支護(hù)強(qiáng)度具有重要意義。自礦推行一次成巷、全錨支護(hù)后，收到了明顯效果。3.4 合理確定施工組織（1）加強(qiáng)各機(jī)械化設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，最大限度發(fā)揮機(jī)械化設(shè)備的優(yōu)越性。（2）固定工種、固定崗位、固定人員，使工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化配置，形成流水線作業(yè)方式。將各工序進(jìn)行分解，固定工種、固定崗位、固定人員進(jìn)行同一工序的操作，使工序達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化配置，使工人重復(fù)操作同一工序，從而熟練化，達(dá)到流水線作業(yè)。（3）交叉、平行作業(yè)，提高工時(shí)利用率。施工作業(yè)必須根據(jù)勞動(dòng)組織的人員配備，合理安排各道工序，工序與工序之間盡量做到交叉、平行作業(yè)，以充分利用工作時(shí)間，提高工時(shí)利用率和單產(chǎn)單進(jìn)水平。如支護(hù)錨桿施工時(shí)可同時(shí)

13、進(jìn)行打錨索、釘?shù)馈⑴P底、打運(yùn)支護(hù)料等工作；利用操作平臺(tái)，可以上下工序同時(shí)進(jìn)行；在工序分解后，隔開(kāi)時(shí)間段，當(dāng)工人完成一工序后，再施工另一工序。3.5加強(qiáng)人員培訓(xùn)及現(xiàn)場(chǎng)管理（1）該快速自動(dòng)化掘進(jìn)作業(yè)線建設(shè)前，礦多次組織召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，組織技術(shù)人員結(jié)合圖紙資料等，仔細(xì)研究設(shè)備技術(shù)參數(shù)、盡快熟悉設(shè)備的各項(xiàng)性能、操作技巧。與此同時(shí)，綜掘六隊(duì)編制了專(zhuān)項(xiàng)安全技術(shù)措施，并貫徹到每一位職工，要求基層管理人員要深入學(xué)習(xí)先進(jìn)設(shè)備的理論知識(shí)與實(shí)操技能，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)管理。機(jī)電技術(shù)人員要切實(shí)做好設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)工作，保證設(shè)備安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）高度重視先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)、安裝調(diào)試、入井使用及維修保養(yǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮先進(jìn)設(shè)備的重要作用，為礦井建設(shè)再提速，為建設(shè)高科技、自動(dòng)化、安全高效礦井保駕護(hù)航。對(duì)到礦的新設(shè)備、新工藝，安排各單位優(yōu)秀職工進(jìn)行集中培訓(xùn)學(xué)習(xí)。（3）在隊(duì)伍結(jié)構(gòu)和人員配置下功夫，從班隊(duì)長(zhǎng)到特殊工種，必須做到證件齊全，新老員工搭配合理，不斷加強(qiáng)“導(dǎo)師帶徒”工作，充分提高職工的綜合操作素質(zhì)和業(yè)務(wù)技能；完善區(qū)隊(duì)質(zhì)量體系，加大標(biāo)準(zhǔn)化班組建設(shè)力度。（4）在中深孔爆破上，要求眼痕率不得少于百分之八十，保證巷道成形。（5）立足“精準(zhǔn)細(xì)嚴(yán)”嚴(yán)抓安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。4 效果分析口孜東礦發(fā)揚(yáng)自主創(chuàng)新能力，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，強(qiáng)化施工組織管理，創(chuàng)