矿井巷道大断面快速掘进的方法探讨论文_张坤军

安徽省皖北煤电集团公司恒源煤矿安监处235100

【摘要】巷道掘进是矿产资源开采作业中极为重要的生产环节,实现巷道掘进的快速开展,对提高矿井生产作业效率,促进矿井高效生产具有重要的意义。基于此,本文以实际工程案例为基础,探讨矿井巷道大断面快速掘进的方法,实现快速高效的掘进,提高单进水平,为矿井生产效益的增长提供了有力支撑。

【关键词】大断面巷道;快速掘进;保障工艺;实例分析

1、工程实际概况

1.1巷道名称

三水平暗主斜井

1.2巷道用途

满足矿井生产通风、生产、行人、安装、运输及管线敷设的需要。

1.3设计工程量、服务年限、开竣工时间

(一)设计工程量:巷道设计长度为2245.923m。

(二)服务年限:生产服务年限。

(三)开竣工时间:开工时间为2019年3月2日,预计竣工时间为2020年12月1日。

1.4开窝位置及坡度、方位及巷道层位

(一)开门位置:三水平暗主斜井开口坐标X:3762678.605、Y:39468486.787,轨面标高为-958.546,按方位角N180°施工。

(二)巷道层位:三水平暗主斜井在4煤层底板中掘进。

(三)巷道坡度:巷道自拨门点按3‰上坡施工43.156m后,按14°上山施工752.167(775.194)m、按9°上山施工418.050(423.261)m、按4°上山施工938.913(941.206)m、按3‰上坡施工63.106m。

2、施工工艺选择及流程

2.1施工工艺选择

1、综掘机施工方式

使用EBZ230型综掘机掘进。矸石通过综掘机配合皮带运输到东翼轨道大巷(N250°)地矸仓,然后通过耙矸机把矸石运输到矿车,最后通过进风井罐笼提升上井。

采用防爆铲车运输物料,掘进后及时进行锚网索喷支护,按正规循环组织生产。

EBZ230型综掘机技术参数如下表:

采用YT28型钻机湿式打眼、放炮,综掘机出货联合运输作业线

2.2施工工艺流程

1、岩性正常情况下

交接班→安全检查及确认→观测中、腰线→画迎头轮廓线→综掘机切割上部(高度不超过2.5m)→敲帮问顶找净活矸、危岩→临时支护(先挂网)→点锚杆眼位→打锚杆眼→安装锚杆→锚杆紧固→喷浆→综掘机切割下部→点锚杆眼位→打锚杆眼→安装锚杆→锚杆紧固→喷浆。

2、岩石坚硬情况下

交接班→安全自检、质量验收→看中腰线→点眼位→瓦检→打眼→瓦检→装药、联线、警戒→洒水→放炮、排烟→瓦检→放炮后验炮→综掘机切割上部(高度不超过2.5m)→敲帮问顶找净活矸、危岩→临时支护(先挂网)→点锚杆眼位→打锚杆眼→安装锚杆→锚杆紧固→喷浆→综掘机切割下部→点锚杆眼位→打锚杆眼→安装锚杆→锚杆紧固→喷浆。

附截割轨迹示意图

3、施工方法采用一循环一支护的施工方法,每循环进尺2.1m。

4、岩性破碎时采取短掘短支,循环进尺不超过0.7m。

3、 永久支护要求及质量标准

3.1锚网喷支护质量标准

(一)净宽指两帮之间的水平距离,中线至任一帮距离允许误差0~100mm,净高指巷道中心线处顶底板垂距,腰线至顶底板距离允许误差0~100mm。

(二)锚杆采用树脂锚固剂进行锚固。锚固力不少于100KN,锚杆扭矩不小于200N·m。

(三)锚杆应垂直巷道轮廓线布置,眼位准确,误差不得超过100mm,眼向误差不得大于15°,锚杆孔深度误差0~50mm。墙基锚杆距底板距离不大于300mm,下扎角度15°~20°。锚杆外露长度为端头露出螺母外10mm~50mm,托盘应紧贴壁面,锚杆托盘50mm范围内找平找净,且牢固有力。

(四)锚索必须生根于稳定岩层中,且生根(锚固)长度不少于1000mm,锚索长度不小于7300mm,锚索外露长度(锁具外)150mm~250mm,其外漏部分必须使用不小于10#铁丝捆扎连接在顶板的金属网等护表构件上,锚固力不小于100KN。锚索间排距允许偏差为±100mm;锚索应垂直于巷道顶板或巷道轮廓线布置,角度允许偏差±2°。距巷道底板小于1800mm时应加防护套(防止碰伤人员)。

(五)锚索施工后,必须适时对锚索进行检查,发现预紧力不足应及时进行二次张拉。树脂锚固的锚索锚固位置不得选择在含水层中。

(六)初喷喷厚40mm~80mm,初喷+复喷总喷厚150mm。

3.2 喷射混凝土质量标准

(一)混凝土喷层要求表面平整,密实无裂隙,墙基无裸露,无“穿裙,赤脚”现象。平整度误差不大于50mm,基础深度不小于100mm。喷层必须进行洒水养护,迎头50m范围内每圆班不少于2次、100m范围内每圆班不少于1次洒水养护,养护时间不少于7天。

(二)喷射混凝土配比为水泥:黄沙:瓜子片=1:2.13:2.13,强度不低于C20。

(三)巷道复喷时,必须达到以下要求:

1.初喷+复喷总厚度150mm,必须覆盖钢编网、锚杆托盘。复喷成巷后锚杆端部可以适当外露,但应喷一层混凝土封闭外露部分,以防生锈。

2.每25m打一组观测孔,一组观测孔至少3个且均匀布置。

3.迎头6m范围内不得复喷,以确保对锚杆进行二次紧固和质量检测工作。

4.复喷前必须对锚杆螺母进行二次紧固,并经安监员现场确认,确保螺母扭矩不小于200N·m。

4、结语

巷道掘进作业作为一个相对复杂的综合作业过程,其影响要素相对较多,在井下施工中必须综合考虑多个要素的综合影响。为了保证能源的顺利开采,一定要不断提高巷道的掘进技术。本文通过采取实例进行分析,提出了加强掘进工艺细化管理、改革劳动组织方式、提高掘进设备配备等措施,实现大断面的快速掘进,提高单进。使得巷道掘进速度大幅提升,为矿井综合效益的增加提供了有力保障。

【参考文献】

[1] 韩海军.煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术的思考[J].山东工业技术,2018(7):75.

[2] 汪洋.大断面岩巷机械化掘进施工与组织研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018(2):119.

[3] 冯敬伟.大断面长距离大坡度下山全岩巷道快速施工技术研究[J].山东煤炭科技,2017(12):74-76.

论文作者:张坤军

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期

论文发表时间:2019/7/31

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