告成煤矿岩巷快速掘进技术

赵峰华

（郑煤集团 告成煤矿，河南 登封 452470）

郑煤集团告成煤矿是高瓦斯矿井，矿井进入深部开采后，由于所采二1 煤层松软，透气性差，深孔钻进困难，防突措施难以实施到位，导致突出煤层掘进困难，矿井采掘接替紧张。为了实现煤层巷道的快速掘进，告成煤矿采用底抽巷穿层爆破、抽放、注水等一系列措施，保障煤层巷道的安全快速掘进。而25001工作面上巷底板抽放巷在掘进过程中，一直采用"三掘一喷"作业法组织施工，月单进仅70m 左右，远远不能满足采面接替的需要。因此，如何提高底板瓦斯抽放巷掘进速度对实现煤巷快速掘进，缓解矿井采掘接替紧张局面是当前矿井面对的主要难题之一。

1 工程概况

25001工作面上巷底板抽放巷为半圆拱断面巷道，净宽5m，净高3.2m，采用锚网喷支护方式。螺纹钢锚杆为Φ18mm×2300mm，锚杆间排距800mm×800mm，矩形布置，树脂药卷型号MSK2350，每根锚杆采用2个药卷进行锚固；钢筋网采用Φ6mm 钢筋焊接而成，规格为：2600 mm×1000mm，搭接长度100mm，喷浆厚为50 mm。根据巷道快速掘进施工要求，需8h内完成一个正规掘进循环。根据现场人员配备情况采用的主要设备见表1。

表1 所用主要设备

2 快速掘进关键技术及管理

2.1 施工工艺

（1）工艺流程

对原岩巷掘进施工工序进行优化，尽可能实施平行交叉作业，科学组织各个工序间的衔接，防止发生窝工现象，安排专业人员测试优化后的工序用时，经现场实践，将掘进一个正规循环作业细化如下：打下部眼（出矸）→爆破→打锚杆（打上部眼、出矸）→耙下部矸→打下部眼（出矸）→爆破→打锚杆（打上部眼、出矸）→耙下部矸。

（2）施工组织

将掘进班数由原来的1个喷浆班和2个掘进班改变为3个掘进班，且每个掘进班增加5 人专门进行喷浆作业，掘进实行"三八"作业制，掘进班在耙矸机前掘进的同时，安排专人在耙矸机后进行喷浆作业（每班打完锚杆后，将迎头巷顶进行初喷）。掘进班每班出勤15人，其中掘进10人，喷浆5人。

（3）作业方式

将原“二掘一喷”（2个班掘进，1个班喷浆成巷）的作业方式改进为“六掘三喷”（3个班掘进，掘进与喷浆工序充分利用耙矸机前后的作业空间交叉平行进行），将工作面迎头初喷与耙矸机后的巷道复喷成巷工序同时进行。

2.2 中深孔爆破技术的应用

（1）掏槽方式的选择

在岩巷爆破施工中，掏槽型式包括斜眼掏槽和直眼掏槽，由于掏槽眼爆破效果的好坏在很大程度上决定着其它炮眼的爆破效果。25001工作面上巷底板抽放巷的循环进尺在2m 以下，根据告成煤矿以往的经验和设备能力，实施2.5m 以下炮孔爆破，采用准直眼强力掏槽方式，布置3对掏槽眼，中间加5 个直眼，掏槽眼眼的深度和其它炮眼一样深，并注意角度，微差起爆。这样其掏槽效率高，形成的槽腔大，爆破效果好。

（2）主要爆破参数的确定

确定炮孔深度时要依据钻眼机具的凿岩能力、工人的操作水平及每班所能完成的工作量，确定掘进时采用炮眼深度为2.0m，循环进尺预计为1.8m。

根据底抽巷的岩性及成巷的效果要求，确定辅助眼的间距为600mm，周边眼的间距为500mm，由于告成煤矿为高瓦斯矿井，爆破中使用雷管的总段别共5段，采用的一次全断面起爆的总延时不大于130ms，起爆方式为反向起爆，每眼至少使用一袋水炮泥，炮泥的封堵长度大于500 mm，剩余炮眼长度最好用炮泥填满封实，起爆顺序、装药量见表2。

表2 起爆顺序、装药量

（3）技术问题分析

在掘进过程中采用中深孔全断面爆破技术，通过在不同地质条件下的巷道进行试验，逐步掌握了不同岩性条件下的中深孔爆破的炮眼布置形式及深度、每个炮眼装药量及封泥长度等技术参数，有效地解决在施工过程中掏槽难的问题，炮眼利用率达到95%左右，大大提高了巷道光面爆破的成巷质量及单循环掘进进尺。

2.3 现场管理机制的改进

（1）细化责任，强化考核力度，在矿井内部市场化管理的基础上，掘进区队细化指标考核，进尺、材料指标任务实行月分解，周考核方法，每月矿进尺、材料指标计划下达后，队里及时召开会议，把进尺任务、材料消耗分解到班组，每周对各班组进行一次考核，一级抓一级，层层抓落实，形成每个人都有指标的管理模式。

（2）狠抓现场管理。区队为严控掘进成本，从巷道光面爆破、锚杆间、排距等作业现场的工程质量管理入手，加强管控力度，从掘进施工的源头上，控制材料的使用，降低掘进成本，实现精细化管理，提高掘进效率。

（3）在13.3m2巷道断面中4台YT-28型凿岩机同时作业，每台钻机需要打14～16个炮眼，由验收员配合班组长拉好中腰线，用自喷漆标出周边眼位置，定人、定打钻数目及区域，定责任。专门安排经验丰富的工人打掏槽眼，保证掏槽深度，确保其质量。

（4）多工序平行交叉作业，打炮眼与装岩作业、打锚杆、出矸与打上部眼、作业、喷浆与掘进作业等作业平行交叉进行，掘进中，推广应用岩巷超前支护梁技术，保证打眼工人的操作安全。

3 结语

1）25001工作面上巷底板抽放巷采用中深孔爆破工艺代替浅孔爆破工艺后，在减少辅助作业时间，提高了施工速度的同时，控制了炮眼数目，炮眼利用率达到95%，降低钻眼爆破费用，平均循环进尺提高到1.8m，岩巷单月进尺由70m 提高到130m，实现了岩石巷道安全、快速掘进。

2）通过试验研究和实践应用得出：改进后的“六掘三喷”施工工艺应用及现场管理的强化，提高了工效，降低了成本投入。