影响巷道快速掘进因素探讨

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  摘要:根据我国在巷道掘进方面的工艺技术发展水平,在今后相当长的一段时间内,施工依然以常规的钻眼爆破为主。而在掘进的过程中常出现:巷道断面不规整、超挖欠挖、出现根底、爆破进尺未达到等问题。
  关键词:矿山巷道;快速掘进;钻眼
  我们的最终目的就是让平巷的掘进在适合的环境下保证最安全、大进尺、高质量、低成本的施工。所以要不断提高施工人员的技术水平和组织管理能力,在条件适合的情况下,采用先进技术和设备配套。最后配上与岩石相匹配的炸药和采用合适的爆破网络。只有在这几方面相互配合下,才能达到快速掘进的目的。
  1 人为因素分析
  人为因素主要包括两方面施工人员的基本素质和管理组织形式。一项工程不论科技如何发达,没有人的参与,这项工程永远都不会完成。所以,施工人员的素质培养是关键因素,在整个施工过程中起到积极作用,主要分为劳动者素质和管理者的能力。劳动者的劳动素质如果能在教育程度,对技术熟练程度,劳动者对生产本身的积极性以及安全教育方面获得改善,将会极大的提高工作效率。在每次接受新工艺时,都要对职工进行有关技术的培训,使职工能够尽快掌握每一道工序的要求,这样才能保证这一项施工工艺能够顺利进行。在掘金施工的过程中,所有的职工都要密切的配合,有着明确的分工,各个工程衔接紧密,这样做才能保证掘进效率有很高的水平。在管理者的能力方面,要知道管理者对于整个施工组织十分重要,管理者的技术水平、组织能力、管理能力、培训能力等方面在施工过程中都能充分的体现出来,如果有一样达不到要求,就会给整个生产带来麻烦,影响整个施工进程。
  管理组织形式又分为三个方面,有基本管理制度,合理的施工方法和科學的施工组织。在基本管理制度上,要保证健全和坚持以岗位责任制为中心的各项管理制度,这是保证施工技术措施、设备、组织顺利实施的重要保证,也是作为降低生产成本,加快施工速度,保证施工质量和安全的基础。一项合理的施工方法,对于整个工程的进度有着重要的影响,对于整个巷道掘进,选取的主要方式是采取一次性开挖成型或多次开挖成型,要不断观察围岩情况,以便进行超前支护或初期支护,在支护过程中,要善于改善施工技术,比如说在采用湿喷工艺、发挥围岩自承能力的锚杆支护等,这样做不仅减少工人劳动强度,还改善了施工环境。必要的时候要对地段加强支护,以保证安全实施。还有一点是科学的施工组织,这一方面要做到多工序平行作业、编制合理高效的循环图表以及优化劳动组织、确定循环合理的循环进尺、合理选择施工作业方式和循环方式、确定每个工序作业时间和循环的时间,尽量压缩关键线路上关键工序外时间。
  2 施工机械设备和生产技术因素分析
  施工机械设备和生产技术主要分为机械设备和生产技术两方面:
  2.1 有关机械设备
  巷道施工中主要工序钻眼、爆破与装运,钻眼与装运设备的合理有效的选择及使用,直接决定了巷道掘进速度。在钻眼方面,要像国外看齐,不能气停留在腿凿岩机或半液压凿岩台车水平,这还是处于第一、第二代水平。我国的巷道掘进普遍使用的仍是气腿凿岩机,这款机器都很多的不足,比如说机输出功率小,钻速低,所钻炮孔深度浅,导致工作实效始终无法提高,要知道掘进工效始终无法提高,会给整个工程带来多大的麻烦,所以要给巷道掘进带来新的革命,就要不断研究,从技术角度出发,研制全断面掘进机掘进速度快,钻孔时由换钎、定位、开孔钻孔、返钎均采用自动化控制,有比较低的成本,工作时效高,巷道掘进的质量好,不但安全而且可靠的机械,可见,研究一个适合的机械设备势不可挡。在装运方面也要注意,我国的装岩工序基本实现机械化作业,在平巷掘进中能够占整个循环时间的30~50%。我们的工程施工装运机械一共进行了四个阶段的更新,这些更新历经多年,最终达到将掘进工效提高1~2倍,而将采准时间也缩短了75~80%。
  2.2在生产技术方面
  钻爆法施工仍是我国井巷掘进广泛采用的。该方法在施工速度、安全质量、劳动强度、生产成本方面有一定的优越性,比传统的架棚支护和砌碹支护方式要好很多。但是在施工过程中仍然会存在一些问题,比如说安全隐患和井巷掘进进度。所以要做到,第一点,不断改进光爆技术,加强巷道成形,采用光面的爆破,还是大多巷道爆破普遍采用的,经过多年的实践,可以加大孔深和孔径,增加周边眼的数量,用来保证光爆效果,这样就能充分发挥高效设备的利用率。第二点要合理选择锚杆,提高安装的质量,一个锚杆是否能发挥一定的作用,最关键的是选型正确及安装规范与否。所以对锚杆要特别的注意安装的质量,稍微有点差池,都会直接影响锚固的质量。第三点是要注意选用合格材料,保证网喷质量,主要增加喷砼的抗弯强度和韧性的是金属网,但要注意在安装的时候,必须紧贴着岩面。
  3 环境因素
  环境因素分为自然因素和人为因素。自然因素主要是指像地下突水、瓦斯、高地温及高压力围岩变形等自然灾害,这些灾害直接威胁到巷道施工安全,可以借助地质雷达、红外线设备等相关设备进行监测,还要采取必要的措施,但是这样做多少会影响施工进度。人为的因素主要是指人在整个施工过程中,具有随意性,是最不安全因素。在钻眼和出碴时,掌子面空间狭小,人员、机械较多,基本是独头施工,这样空气质量会十分的差,为了减少安全隐患,应该及时通风,保证空气的质量与能见度。要保证个人施工安全的同时,合理安排工作时间,让施工人员保持良好的状态,这也是有关施工安全的必备条件。
  4炸药性能和爆破网络的设计
  4.1炸药的性能
  炸药的选择一定要与岩石相匹配,否则,爆破效果难以达到,造成工程的延期,且多次补炮也将使断面不规则,质量降低,导致巷道承压拱没有达到预期的效果,稳固性较差,所以选择与之相匹配的炸药十分重要。
  岩石爆破技术是建立在岩石力学、爆炸力学、爆轰理论等基础学科上的,随着各个基础学科的不断深入的研究,设备机械化,电子技术的发展,爆破技术也有了很大发展。炸药爆炸后,应力波的能量传递给岩石,使得岩石破碎,其中的机理很复杂。如何做到爆破的效果最优化,就必须清楚影响能量分布的因素和爆破能量在岩石中的分布的规律。炸药的爆炸是能量在瞬间急剧释放,且又是高温高压的过程,岩体本身的性质不同加上爆破环境是复杂多变的,这就对我们的岩石爆破提出了很高的要求。研究炸药物理化学性质,爆轰理论,掌握炸药能量在岩石中的分布规律,这样才能安全使用炸药,合理的控制药量,提高炸药的能量利用率,有效的控制飞石和降低爆破震动和噪声
  4.2爆破网络的设计
  爆破网络设计在巷道掘进中是至关重要的一环,是对前面努力的一个客观的评价反应。布眼要合理,对后面爆破影响很大,切勿为了省事该布眼的地方偷懒。
  在装药过程中要严格控制药卷间的距离,防止拒爆。通常使用的是孔底起爆,切勿将导爆管雷管直接装在孔底,实验证明,由于夹制作用导致抛掷效果不佳。可以将雷管装在倒数第二个药卷中,且将聚能穴向外的反向起爆法。这样雷管聚能穴靠近掌子面先起爆,孔底药卷由于延时对先起爆岩石有后推力,使抛掷效果更优。其次装完药后,一定严格按照规定长度堵塞孔口,以免爆轰波提前溢出,没有使岩石产生相互挤压,多次破碎的效果。因此炸药的性能和爆破网络的设计对巷道掘进显得十分重要。
  5结语
  地下开采矿山的初期建设和生产中,水平巷道的快速掘进尤为重要,因为水平巷道占整个矿山井巷工程的90%,占总工期的60%。因此,分析影响巷道快速掘进的因素,从而提高平巷施工技术,加快掘进速度,对缩短矿山基建周期、实现矿山稳产高产、均衡生产,具有重要意义。
  参考文献
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  (作者单位:延安市禾草沟煤业有限公司)
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