论文部分内容阅读
摘要：随着开采水平的延伸，斜巷施工程量不断增加。结合谢桥矿-815m～-859m联络巷大倾角下山施工中存在的问题，通过采取一系列专项安全技术措施，针对性地进行了施工工艺优化，总结出了一套岩巷下山施工的经验，从而保证了下山施工的安全性，提高了岩巷掘进速度，取得了显著成果。
关键词：下山施工；排水；出矸；安全防护栏
中图分类号： S276 文献标识码： A 文章编号：
西翼-815m～-859m联络巷下山倾角为32度，断面净宽×净高=4000×3500mm，掘進断面积为13.23㎡，西翼-815m～-859m联络巷所遇岩性为泥岩、花斑泥岩、砂质泥岩、细砂岩等。岩层产状为190～200°∠8～12º，巷道充水来源为砂岩裂隙水，属静储量消耗型，正常涌水量预计0～5立方米/时。巷道在11-2煤层底板施工，巷道顶板距11-2煤层最近距离为1.2m。现就谢桥矿西翼-815m～-859m联络巷大倾角下山的施工作一浅析。
2 施工存在问题分析
西翼-815m～-859m联络巷，形状为直墙半圆拱，主要采用锚网喷，岩性不稳定时采用U29可缩金属支架支护，配套施工设备为： 7655轻型凿岩机；P一60B耙矸机；转V型喷浆机；提升设备为JD55型绞车，功率55kw，每次提升一个1.7t固定式矿车。上平段掘进单进为85m／月，下山掘进，单进降到了35m／月，主要原因有以下几个方面。
2.1 钻眼爆破
2.1.1 钻眼工序用时较多，组织正规循环困难。采用YT7655气腿凿岩机打眼时，钻孔深度超过1.5m，效率明显下降；施工高度3.5m以上的顶部眼时，需蹬矸施工，顶眼施工结束后，再清理工作面矸石。
2.1.2 在钻孔时，不按照眼位领钎，炮眼间距误差大。钎杆变形不直，钻孔偏斜，眼底没有落在一个平面上等原因，造成光面爆破成型差，增加支护工程量。
2.1.3 施工中，炮眼直径为42mm，炸药药卷直径35mm，药卷和炮眼之间间隙大，传爆过程中造成部分药卷不爆，爆破效果不好，进度降低。
2.2 出矸
2.2.1 装岩使用P-60B型耙矸机，耙岩时，由于耙斗容积小，加之下山掘进工作面易积水，装岩工作时间长，占一个循环的50％以上；其次大坡度耙岩负荷较大，耙矸机的电机、减速机等主要部件故障率高，损坏更换频繁。
2.2.2 施工中，当耙矸机距离工作面达50m时，钉道前移一次耙矸机，耙岩距离远，装岩效率低。
2.2.3 由于下山坡度大，装岩时造成矸石滚动，高速冲入掘进工作面易碰伤现场人员。
2.3 支护
上平段至下山20m迎头岩性为泥岩，采用架棚支护，进入下山下山施工段后，老式的前探梁容易造成棚梁下滑，施工中存在很大安全隐患，且棚梁架设后容易动，保证不了架棚的施工质量和掘进速度。
喷浆后，喷浆回弹料与迎头积水很快成为混凝土，导致迎头掌子面的矸石很难用耙矸机出尽，同时加大人工翻矸的工作量，极大地延长了循环的工序时间，影响掘进速度。
2.4 排水
在掘进下山时，采用BQF-IV型风动潜水泵接力式将掘进面的水排出，排水时间取决于BQF—IV型风动潜水泵的排水速度。下山施工时，BQF—IV风动潜水泵的排水量由19m3／h降到9 m3／h，掘进工作面排水时间增加了1个多小时。且进水、排水管路老化生锈，经常出现管路漏水，导致迎头积水增大，不但影响了施工速度和质量，而且恶化了工人的劳动条件。
3 施工改进措施
3.1 提高钻眼效率
3.1.1 提高钻眼的速度和质量，保证光面爆破的效果。采用YT一28气腿凿眼机，并接长钻腿，每次钻眼前都事先画好轮廓线，点好眼位，钻眼时严格定人、定机、定位、定任务、定质量。另减少搭脚手架扫上部眼时间的。
3.1.2 使用煤矿许用安全高效炸药。掏槽使用直眼菱形掏槽方式，炮孔和药卷之间的间隙仅为5mm，避免了间隙效应的发生，提高了循环单进。
3.2 支护加强
下山前20m采用架棚支护，下山施工角度大，采用了新式的前探梁（见图1）
1——三角挡板；2——直型挡板；3——前探梁；4——铁链；5——支架棚梁；
图 1新式前探梁示意图
施工中采用两锚一喷，减少喷浆作业时回弹料与积水混合的次数。拌料时做到均匀，喷浆时使用合适的压风压力和进水量，控制速凝剂的用量，减少了喷浆回弹料。
3.3 优化机电设备，减少机电设备故障对生产的影响。
装岩选用P一90B耙矸机，功率45kW，耙斗容积0.9m3，耙角75。，同时加长装矸槽长度实行串车装矸，每次提升2个3t矿车；耙矸机在使用过程中，与掘进工作面的最大距离控制在40m；及时前移耙矸机，充分发挥耙矸机的优势；提高耙矸机司机的操作技术，并加强维修和保养，减少故障。
3.4 排水措施改进
用BQG-150/0.2型隔膜泵代替BQF—IV型风动潜水泵，使用风压0.2 MPa，耗气量扬程30～40m。BQG-150/0.2型隔膜泵只需将吸水管头放入积水、泥浆中即可，减少操作工序及时间，能解决迎头泥浆排不掉的问题，排水时间短，能保证迎头底眼正常施工。每隔30米施工一个泵水硐室（临时水仓），硐室内设一排砂电潜泵。加大对斜巷排、进水管路的检查，防止漏水及迎头跑水问题。
3.5 应用技术创新成果（安全防护栏），保证安全快速掘进。
下山掘进中，坚持正确使用“一坡三挡”装置，重视施工设备的移动和固定，特别是耙矸机的固定，使用耙矸机的4付卡轨器、用钢丝绳及元宝卡将耙矸机的轮子固定在轨道上，在机尾的巷道顶部打两根锚杆，用元宝卡、卡缆、钢丝绳，将机尾固定, 并在耙矸机两侧的巷道邦部各打两组锚杆（每组不少于两根）,并用元宝卡、卡缆、钢丝绳，将机身固定。
迎头作业时，必须在迎头向后5米～15米处设置1.8m高的防护栏。下山施工时，搭设临时扶手，铺设临时台阶，确保了施工人员的上下及物料搬运的安全。
每隔30m施工一个材料硐室，以便材料及工具的存放，迎头的一些工具，提高轨道的铺设质量，固定专人进行检修，由于安全防护栏的运用，确保管理与落实责任到位的情况下，在施工期间没有发生过一次微伤、轻伤及以上事故，保证了施工的安全性，为快速掘进打下了基础。
4 结语
通过对大倾角下山施工技术的研究和改进，下山的单进超过70m／月。但是大倾角下山掘进过程中的钻眼速度慢、钻眼后难拔风锤、耙矸机故障率高等问题仍未彻底解决，还需要进一步努力，继续加大机械设备的投入，为岩巷快速掘进寻求发展之路。
作者简介：徐永凯（1980-），男，安徽六安人，2008年毕业于中国矿业大学采矿专业，淮南矿业集团矿业工程分公司谢桥项目部助理工程师。
关键词：下山施工；排水；出矸；安全防护栏
中图分类号： S276 文献标识码： A 文章编号：
西翼-815m～-859m联络巷下山倾角为32度，断面净宽×净高=4000×3500mm，掘進断面积为13.23㎡，西翼-815m～-859m联络巷所遇岩性为泥岩、花斑泥岩、砂质泥岩、细砂岩等。岩层产状为190～200°∠8～12º，巷道充水来源为砂岩裂隙水，属静储量消耗型，正常涌水量预计0～5立方米/时。巷道在11-2煤层底板施工，巷道顶板距11-2煤层最近距离为1.2m。现就谢桥矿西翼-815m～-859m联络巷大倾角下山的施工作一浅析。
2 施工存在问题分析
西翼-815m～-859m联络巷，形状为直墙半圆拱，主要采用锚网喷，岩性不稳定时采用U29可缩金属支架支护，配套施工设备为： 7655轻型凿岩机；P一60B耙矸机；转V型喷浆机；提升设备为JD55型绞车，功率55kw，每次提升一个1.7t固定式矿车。上平段掘进单进为85m／月，下山掘进，单进降到了35m／月，主要原因有以下几个方面。
2.1 钻眼爆破
2.1.1 钻眼工序用时较多，组织正规循环困难。采用YT7655气腿凿岩机打眼时，钻孔深度超过1.5m，效率明显下降；施工高度3.5m以上的顶部眼时，需蹬矸施工，顶眼施工结束后，再清理工作面矸石。
2.1.2 在钻孔时，不按照眼位领钎，炮眼间距误差大。钎杆变形不直，钻孔偏斜，眼底没有落在一个平面上等原因，造成光面爆破成型差，增加支护工程量。
2.1.3 施工中，炮眼直径为42mm，炸药药卷直径35mm，药卷和炮眼之间间隙大，传爆过程中造成部分药卷不爆，爆破效果不好，进度降低。
2.2 出矸
2.2.1 装岩使用P-60B型耙矸机，耙岩时，由于耙斗容积小，加之下山掘进工作面易积水，装岩工作时间长，占一个循环的50％以上；其次大坡度耙岩负荷较大，耙矸机的电机、减速机等主要部件故障率高，损坏更换频繁。
2.2.2 施工中，当耙矸机距离工作面达50m时，钉道前移一次耙矸机，耙岩距离远，装岩效率低。
2.2.3 由于下山坡度大，装岩时造成矸石滚动，高速冲入掘进工作面易碰伤现场人员。
2.3 支护
上平段至下山20m迎头岩性为泥岩，采用架棚支护，进入下山下山施工段后，老式的前探梁容易造成棚梁下滑，施工中存在很大安全隐患，且棚梁架设后容易动，保证不了架棚的施工质量和掘进速度。
喷浆后，喷浆回弹料与迎头积水很快成为混凝土，导致迎头掌子面的矸石很难用耙矸机出尽，同时加大人工翻矸的工作量，极大地延长了循环的工序时间，影响掘进速度。
2.4 排水
在掘进下山时，采用BQF-IV型风动潜水泵接力式将掘进面的水排出，排水时间取决于BQF—IV型风动潜水泵的排水速度。下山施工时，BQF—IV风动潜水泵的排水量由19m3／h降到9 m3／h，掘进工作面排水时间增加了1个多小时。且进水、排水管路老化生锈，经常出现管路漏水，导致迎头积水增大，不但影响了施工速度和质量，而且恶化了工人的劳动条件。
3 施工改进措施
3.1 提高钻眼效率
3.1.1 提高钻眼的速度和质量，保证光面爆破的效果。采用YT一28气腿凿眼机，并接长钻腿，每次钻眼前都事先画好轮廓线，点好眼位，钻眼时严格定人、定机、定位、定任务、定质量。另减少搭脚手架扫上部眼时间的。
3.1.2 使用煤矿许用安全高效炸药。掏槽使用直眼菱形掏槽方式，炮孔和药卷之间的间隙仅为5mm，避免了间隙效应的发生，提高了循环单进。
3.2 支护加强
下山前20m采用架棚支护，下山施工角度大，采用了新式的前探梁（见图1）
1——三角挡板；2——直型挡板；3——前探梁；4——铁链；5——支架棚梁；
图 1新式前探梁示意图
施工中采用两锚一喷，减少喷浆作业时回弹料与积水混合的次数。拌料时做到均匀，喷浆时使用合适的压风压力和进水量，控制速凝剂的用量，减少了喷浆回弹料。
3.3 优化机电设备，减少机电设备故障对生产的影响。
装岩选用P一90B耙矸机，功率45kW，耙斗容积0.9m3，耙角75。，同时加长装矸槽长度实行串车装矸，每次提升2个3t矿车；耙矸机在使用过程中，与掘进工作面的最大距离控制在40m；及时前移耙矸机，充分发挥耙矸机的优势；提高耙矸机司机的操作技术，并加强维修和保养，减少故障。
3.4 排水措施改进
用BQG-150/0.2型隔膜泵代替BQF—IV型风动潜水泵，使用风压0.2 MPa，耗气量扬程30～40m。BQG-150/0.2型隔膜泵只需将吸水管头放入积水、泥浆中即可，减少操作工序及时间，能解决迎头泥浆排不掉的问题，排水时间短，能保证迎头底眼正常施工。每隔30米施工一个泵水硐室（临时水仓），硐室内设一排砂电潜泵。加大对斜巷排、进水管路的检查，防止漏水及迎头跑水问题。
3.5 应用技术创新成果（安全防护栏），保证安全快速掘进。
下山掘进中，坚持正确使用“一坡三挡”装置，重视施工设备的移动和固定，特别是耙矸机的固定，使用耙矸机的4付卡轨器、用钢丝绳及元宝卡将耙矸机的轮子固定在轨道上，在机尾的巷道顶部打两根锚杆，用元宝卡、卡缆、钢丝绳，将机尾固定, 并在耙矸机两侧的巷道邦部各打两组锚杆（每组不少于两根）,并用元宝卡、卡缆、钢丝绳，将机身固定。
迎头作业时，必须在迎头向后5米～15米处设置1.8m高的防护栏。下山施工时，搭设临时扶手，铺设临时台阶，确保了施工人员的上下及物料搬运的安全。
每隔30m施工一个材料硐室，以便材料及工具的存放，迎头的一些工具，提高轨道的铺设质量，固定专人进行检修，由于安全防护栏的运用，确保管理与落实责任到位的情况下，在施工期间没有发生过一次微伤、轻伤及以上事故，保证了施工的安全性，为快速掘进打下了基础。
4 结语
通过对大倾角下山施工技术的研究和改进，下山的单进超过70m／月。但是大倾角下山掘进过程中的钻眼速度慢、钻眼后难拔风锤、耙矸机故障率高等问题仍未彻底解决，还需要进一步努力，继续加大机械设备的投入，为岩巷快速掘进寻求发展之路。
作者简介：徐永凯（1980-），男，安徽六安人，2008年毕业于中国矿业大学采矿专业，淮南矿业集团矿业工程分公司谢桥项目部助理工程师。