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【摘 要】一次成巷及其作业方式有一次成巷施工法和分次成巷施工法。分次成巷施工法是先以小断面掘进,架设临时支架,在一定时间后再刷大至设计的断面,进行永久支护。本文主要阐述了煤矿巷道掘进与永久支护平行作业、顺序作业、交替作业,及正规循环与多工序平行作业等技术问题。
【关键词】煤矿;巷道;施工技术;管理
一次成巷及其作业方式有一次成巷施工法和分次成巷施工法。分次成巷施工法是先以小断面掘进,架设临时支架,在一定时间后再刷大至设计的断面,进行永久支护。实践表明,此方法支护材料消耗量大,初次只掘不支,围岩暴露时间长,在风化和其他外力的作用下可能导致冒顶、片帮,所以,在施工中的困难较多、速度较慢。通常尽可能不采用此施工方法,在条件许可时可采用一次成巷的施工方法。这种方法即一次将巷道作成,把巷道施工中的掘进、永久支护和掘砌水沟等分部工程看做一个整体,条件具备时还要把将铺设永久轨道、安装永久管线等也作为巷道的分部工程,前后连贯地同时施工,一次作成巷道。因一次成巷施工法可在掘进后及时对围岩实施永久支护,不仅作业安全、还对保证支护质量、加快成巷速度有利,又可降低材料消耗及工程成本。
1、掘进与永久支护平行作业
此作业方式的难易程度,一般取决于永久支护类型。若永久支护是金属支架,工艺过程就比较简单,永久支护要随掘进而架设,最多在爆破后进行一些修复即可。如果永久支护采用混凝土砌碴,掘进与砌暄间要保持一定的距离,通常在20m~40m,防止导致两工序的干扰和影响,又能避免爆破时崩坏暄拱。在这段距离中,通常使用金属拱形支架作为控制顶板的临时措施。在前面掘进,在后面砌碴,几个工种和几道工序同时进行施工,工艺过程复杂。所以,要在有限的空间,严密组织安排好各个工种及工序的有机配合。此方式适合围岩较为稳定及掘进断面大于8m2的巷道,防止掘、砌的相互干扰,影响成巷速度。
永久支护如果采用喷射混凝土,喷射要紧跟工作面,先喷一层30mm~50mm厚的混凝土,作临时支护以控制围岩,然后,还要进行二次补喷,实现设计厚度。若永久支护采用锚喷联合支护,锚杆要紧跟工作面迎头安设,喷射混凝土要在工作面后一定的距离内进行。若遇顶板围岩不稳定,也可在爆破后立即喷射一层30mm~50mm厚的混凝土封顶,再打锚杆,喷射混凝土达到设计厚度。
2、掘进与永久支护顺序作业
此作業是先把巷道掘进一段距离,再停止掘进,边拆除临时支架,边进行永久支护。在围岩稳定时,通常掘、支间距为10m~20m。如果永久支护使用锚喷支护,也应按围岩的稳定状况决定掘进和锚喷的距离。主要有两掘一锚喷或三掘一锚喷空顶距以小于5m为适合。
此作业方式掘、支轮流进行,由一个作业队完成。要求工人要一专多能,既能掘又会砌或会锚喷。此方式工作简单,而成巷速度慢,适合于掘进断面小于8m2、巷道围岩不稳定状况。
如果巷道穿过松软岩层或断层破碎带,要采用平行和顺序作业等施工有困难时,要采用短段掘砌和边掘边锚喷的办法施工,其施工效果显著。掘、支间距为2m~4m,通常不用临时支架,而对不稳定地方,要适当打些点柱或以刹杆和前探梁控制顶板。
3、掘进与永久支护交替作业
在距离接近并平行的两条巷道内掘进时,要由一个综合掘进队负责施工。对巷道掘进与永久支护顺序进行,而在相邻的两条巷道中的掘、支(或锚喷)交替进行。它集中了顺序作业和平行作业的特点,对特定工作面按顺序作业法施工;对各个工作面,各主要工序要平行作业法施工,防止掘进和永久支护工作的相互影响。
一次成巷施工具体使用何种作业方式,要按巷道断面大小、支架材料和结构、穿过岩层的地质情况,及施工装备、劳动和管理水平等统筹兼顾、全面分析之后才可确定。
4、正规循环与多工序平行作业
正规循环作业是巷道掘进施工中的科学组织形式,是快速施工的基础。为保证正规循环的实现,要选择好循环方式与循环进度,制定出切实可行的循环图表。
(1)在掘进施工中,钻眼和装岩的工作量大,工序时间长,所以应在既定循环时间内完成预定的工作量,或缩短循环时间、加快掘进速度,就一定要在钻眼和装岩工序上采取有效措施。如:在坚硬岩石中掘进时,钻眼是关键,要设法缩短钻眼时间。
(2)在交接班时间内,班组长和各工种要在各自的地点进行交接班工作,在工作面上要进行安全检查,处理顶板危岩,要进行钻眼和装岩的准备工作。
(3)临时支架的架设。在围岩不稳定时,爆破后要马上架设无腿棚式支架,维护顶板,使装岩和钻眼工作在安全条件下进行作业。在装岩工作将结束时,挖出柱窝、立起棚腿,补架成完整支架。在围岩较为稳定时,要用无腿棚式支架,并可在装岩快结束时架设。
如果永久支护采用锚喷,要使锚喷紧跟工作面,取消临时支护。爆破后,要按岩石条件,马上进行钻锚杆眼并注砂浆、安装锚杆;或马上喷射一层30~50mm厚的混凝土封顶。它是永久支护的一部分,也可以起临时支护作用。
(4)装岩工作结束后,钻下部眼时轨道上无行驶车辆,要运用此时间铺设临时轨道。
(5)若采用锚喷作为永久支护,可使锚喷与掘进平行作业。如果前面已打了锚杆或喷了一层混凝土作为临时支护,在距掘进工作面适当的距离把混凝土喷射到设计厚度即可。
(6)采用多工序平行作业,一个掘进循环所需的总时间,是由以下几个工序所需的作业时间组成的。
应加快巷道施工速度,尽可能采用多工序平行作业,把能够同时施工的工序组织在同一时间内进行。
在我国巷道施工机械化水平和设备生产率不高的条件下,实施多工序平行作业对提高掘进速度非常有效。而随着掘进机械化程度的逐渐提高,各工序需要的作业时间,尤其是钻眼和装运岩石两大主要工序,会不断减少,采用多台效率高的凿岩机或液压凿岩台车及高效率的装运设备时,作业时间要比通常减少70以上。组织多工序平行作业不但有困难,还会影响主要工序的进行;更加快施工速度。要采用大型高效率的机械设备,顺序作业的使用范围也可不断扩大。
【关键词】煤矿;巷道;施工技术;管理
一次成巷及其作业方式有一次成巷施工法和分次成巷施工法。分次成巷施工法是先以小断面掘进,架设临时支架,在一定时间后再刷大至设计的断面,进行永久支护。实践表明,此方法支护材料消耗量大,初次只掘不支,围岩暴露时间长,在风化和其他外力的作用下可能导致冒顶、片帮,所以,在施工中的困难较多、速度较慢。通常尽可能不采用此施工方法,在条件许可时可采用一次成巷的施工方法。这种方法即一次将巷道作成,把巷道施工中的掘进、永久支护和掘砌水沟等分部工程看做一个整体,条件具备时还要把将铺设永久轨道、安装永久管线等也作为巷道的分部工程,前后连贯地同时施工,一次作成巷道。因一次成巷施工法可在掘进后及时对围岩实施永久支护,不仅作业安全、还对保证支护质量、加快成巷速度有利,又可降低材料消耗及工程成本。
1、掘进与永久支护平行作业
此作业方式的难易程度,一般取决于永久支护类型。若永久支护是金属支架,工艺过程就比较简单,永久支护要随掘进而架设,最多在爆破后进行一些修复即可。如果永久支护采用混凝土砌碴,掘进与砌暄间要保持一定的距离,通常在20m~40m,防止导致两工序的干扰和影响,又能避免爆破时崩坏暄拱。在这段距离中,通常使用金属拱形支架作为控制顶板的临时措施。在前面掘进,在后面砌碴,几个工种和几道工序同时进行施工,工艺过程复杂。所以,要在有限的空间,严密组织安排好各个工种及工序的有机配合。此方式适合围岩较为稳定及掘进断面大于8m2的巷道,防止掘、砌的相互干扰,影响成巷速度。
永久支护如果采用喷射混凝土,喷射要紧跟工作面,先喷一层30mm~50mm厚的混凝土,作临时支护以控制围岩,然后,还要进行二次补喷,实现设计厚度。若永久支护采用锚喷联合支护,锚杆要紧跟工作面迎头安设,喷射混凝土要在工作面后一定的距离内进行。若遇顶板围岩不稳定,也可在爆破后立即喷射一层30mm~50mm厚的混凝土封顶,再打锚杆,喷射混凝土达到设计厚度。
2、掘进与永久支护顺序作业
此作業是先把巷道掘进一段距离,再停止掘进,边拆除临时支架,边进行永久支护。在围岩稳定时,通常掘、支间距为10m~20m。如果永久支护使用锚喷支护,也应按围岩的稳定状况决定掘进和锚喷的距离。主要有两掘一锚喷或三掘一锚喷空顶距以小于5m为适合。
此作业方式掘、支轮流进行,由一个作业队完成。要求工人要一专多能,既能掘又会砌或会锚喷。此方式工作简单,而成巷速度慢,适合于掘进断面小于8m2、巷道围岩不稳定状况。
如果巷道穿过松软岩层或断层破碎带,要采用平行和顺序作业等施工有困难时,要采用短段掘砌和边掘边锚喷的办法施工,其施工效果显著。掘、支间距为2m~4m,通常不用临时支架,而对不稳定地方,要适当打些点柱或以刹杆和前探梁控制顶板。
3、掘进与永久支护交替作业
在距离接近并平行的两条巷道内掘进时,要由一个综合掘进队负责施工。对巷道掘进与永久支护顺序进行,而在相邻的两条巷道中的掘、支(或锚喷)交替进行。它集中了顺序作业和平行作业的特点,对特定工作面按顺序作业法施工;对各个工作面,各主要工序要平行作业法施工,防止掘进和永久支护工作的相互影响。
一次成巷施工具体使用何种作业方式,要按巷道断面大小、支架材料和结构、穿过岩层的地质情况,及施工装备、劳动和管理水平等统筹兼顾、全面分析之后才可确定。
4、正规循环与多工序平行作业
正规循环作业是巷道掘进施工中的科学组织形式,是快速施工的基础。为保证正规循环的实现,要选择好循环方式与循环进度,制定出切实可行的循环图表。
(1)在掘进施工中,钻眼和装岩的工作量大,工序时间长,所以应在既定循环时间内完成预定的工作量,或缩短循环时间、加快掘进速度,就一定要在钻眼和装岩工序上采取有效措施。如:在坚硬岩石中掘进时,钻眼是关键,要设法缩短钻眼时间。
(2)在交接班时间内,班组长和各工种要在各自的地点进行交接班工作,在工作面上要进行安全检查,处理顶板危岩,要进行钻眼和装岩的准备工作。
(3)临时支架的架设。在围岩不稳定时,爆破后要马上架设无腿棚式支架,维护顶板,使装岩和钻眼工作在安全条件下进行作业。在装岩工作将结束时,挖出柱窝、立起棚腿,补架成完整支架。在围岩较为稳定时,要用无腿棚式支架,并可在装岩快结束时架设。
如果永久支护采用锚喷,要使锚喷紧跟工作面,取消临时支护。爆破后,要按岩石条件,马上进行钻锚杆眼并注砂浆、安装锚杆;或马上喷射一层30~50mm厚的混凝土封顶。它是永久支护的一部分,也可以起临时支护作用。
(4)装岩工作结束后,钻下部眼时轨道上无行驶车辆,要运用此时间铺设临时轨道。
(5)若采用锚喷作为永久支护,可使锚喷与掘进平行作业。如果前面已打了锚杆或喷了一层混凝土作为临时支护,在距掘进工作面适当的距离把混凝土喷射到设计厚度即可。
(6)采用多工序平行作业,一个掘进循环所需的总时间,是由以下几个工序所需的作业时间组成的。
应加快巷道施工速度,尽可能采用多工序平行作业,把能够同时施工的工序组织在同一时间内进行。
在我国巷道施工机械化水平和设备生产率不高的条件下,实施多工序平行作业对提高掘进速度非常有效。而随着掘进机械化程度的逐渐提高,各工序需要的作业时间,尤其是钻眼和装运岩石两大主要工序,会不断减少,采用多台效率高的凿岩机或液压凿岩台车及高效率的装运设备时,作业时间要比通常减少70以上。组织多工序平行作业不但有困难,还会影响主要工序的进行;更加快施工速度。要采用大型高效率的机械设备,顺序作业的使用范围也可不断扩大。