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中国煤矿井巷施工技术现状

发布时间:2024-03-22


煤炭科学研究总院北京建井研究所   龙志阳

     回顾了我国井巷施工技术的发展过程,全面介绍了井巷施工机械化及其配套施工设备,通过对井巷施工技术的完善提高和大力推广应用。在立井、平巷和斜井施工取得了快速、优质、经济、高效的结果。

关键词井巷施工技术 机械化  施工设备  作业线一、 立井施工技术

作业方式的现状与发展

1.1国外现状

50年代中期国外已出现立井混合作业施工法,6070年代这种方法及凿井机械化配套技术得到大力发展,目前已趋于成熟和完善,显示其优越性和潜力。

据统计,前苏联、波兰等国家混合作业法比例已达90%,德国为100%,捷克、日本和加拿大等国家也已大量采用混合作业法施工,只有南非还有部分井筒采用手抱钻打眼,多层吊盘平行作业方式。在国外,混合作业法施工普遍采用深孔爆破一掘一砌正规循环的作业方式,循环进尺35m,平均成井速度5060m。

1.2国内现状

我国最早广泛使用的施工方式是单行作业。70~80年代初,由于临时支护改井圈背板为锚喷或锚网喷,掘砌段高一般为3060 ,最大为100 ,大大缩短了掘砌作业的工序转换时间,提高了施工速度。

掘砌平行作业于6080年代曾在我国立井中采用。掘进和砌壁在两个相邻井段内反向进行,掘进和砌壁分别设置作业盘和独立的悬吊系统,不但增加了施工设备,施工管理也更加复杂。随着砌壁设备和工艺的改进,砌壁占用掘砌循环工时由35%~40%降低到15%~20%,月成井速度比其他作业方式增大有限,80年代中期以后很少采用。

短段掘砌作业方式,60年代在我国开始应用,至80年代已达施工井筒量的1/3左右。短段掘砌以模板砌壁高度为掘砌段高,掘一段砌一段,取消临时支护。永久混凝土井壁紧跟掘进工作面,掘砌作业依此进行。掘砌段高开始为1.01.5m,后期到2.02.5 m。由于当时的工艺和设备不完善,施工速度一直比长段掘砌单行作业和平行作业低。掘、砌、安一次成井作业方式是把井筒永久装备的安装与掘砌同时施工。这种作业方式井筒施工布置比较复杂,在一定条件下方可采用,其施工井筒数量有限。

1.3混合作业法的发展

1974年,煤炭、冶金、一机三部组织立井掘进机械化配套科研攻关会战以来,相继研制大型凿井设备,进行凿井设备的更新换代。作业仍多延用单行作业方式,在凿井作业方式、工艺与装备间的配套方面,没有相应地进行系统、深入地研究。因而80年代初长段单行作业在我国仍很流行,其次是平行作业。立井短段掘砌混合作业法及其配套施工设备的研究为国家“六五”重点攻关项目,经煤炭科学研究总院北京建井研究所与有关单位共同研究试验,形成了以伞形钻架、大斗容抓岩机和MJY型整体金属模板为主体的立井施工机械化作业线,使短段掘砌混合作业法成为一种工艺简单、施工安全、成井速度快、成本较低的施工作业方式,很快被推广使用。进入90年代,国内使用短段掘砌混合作业法施工的立井比例不断提高,目前已达到80%左右,施工中取得了较好的经济效益和社会效益。

1.2 立井机械化配套设备

我国现有设备情况,推荐选择主要立井机械化配套设备如下:

1.2.1 凿岩,我国钻架主要是伞钻,主要型号有FJD-6FJD-9FJD6.7等。9臂伞钻因自重大,井下钻臂比较拥挤,相互干扰,打眼速度与6臂钻架相比,并没有因其钻臂多而有明显提高,现已基本不用,所以凿岩主要机型为6壁伞钻。

1.2.2 装岩,HK型中心回转抓岩机是国内的主要机型。这种抓岩机同DTQ通用系列抓斗(有0.6m30.4m30.2m3)相配用,可以满足不同直径井筒的需要。通常Φ6.5m井筒配一台抓岩机就可以。Φ7.0m井筒可以考虑再配一台斗容小一点的抓岩机。宣东二矿副井施工时,布置两台中心回转式抓岩机,实行分区抓岩。HK6型抓岩机向4.0m3吊桶装岩,HK4型向2.5m3吊桶装矸。清底时,用HK4抓取小矸石堆,一次出矸时间缩短约2hHK6型抓岩机标称生产能力50m3/h。第一阶段出矸实际平均出矸能力在3540m3/h

长绳悬吊抓岩机在东北地区使用十分普遍。虽然机械化程度低一点,但出矸能力与同斗容的中心回转抓岩机差不多,也是可选择机型。

吊桶,目前已有5.0m3的大吊桶,在井筒平面布置空间容许,提升能力许可的条件下,应尽量选择容积大的吊桶。

1.2.3 提升系统。提升机的选择,首先应满足提升能力的需要。从凿井方便、机动、安全的角度,两套单钩提升明显超过一套双钩提升。两套单钩提升对伞钻作业十分有利,一台提升机提吊伞钻打眼时,另一台提升机可以正常运行和升降人员或物件。出矸时,人员、材料的上下,对出矸影响较小;一台发生故障时,另一台可以继续工作,有利于全施工。因此,有条件的单位,应优先选用两套单位钩提升机,井筒断面大时可选择一双、一单的提升系统,最好是凿井专用提升机。

1.2.4 砌壁采用下移式金属活动模板。这类模板都具有脱模力强,刚度大,变形小,立模拆模方便的特点。模板高度已可达5.0m。井壁接茬少,井壁成形质量好。目前使用最普遍的是MJY型系列多用液压金属活动模板。这种模板除了具有上述优点外,还可一模多用、一套模板可完成冻结井筒砌外壁、上行套内壁和基岩段下行砌壁用。使用方便,经济效益十分明显。这种模板与采用外加剂配成大流动态混凝土和溜灰管下料配用,能提高砌壁质量,砌壁时间占循环时间从30%下降到1520%

1.2.5 地面排矸能力要与装岩、提升能力相适应,其排矸能力应以不影响装岩,提升工作正常进行配置。目前大多数单位采用矸石落地,汽车排矸配套方式,一般一个井筒两台自卸式汽车就可满足施工要求。为了提高地面矸石仓储备量,适当加大溜矸槽的高度,采用落地矸石仓,使提升排矸能力有一定的缓冲。

1.2.6 立井机械化配套设备选择方案。按照立井综合机械化配套中凿岩、装岩、支护、提升和运输各个环节相互匹配的要求,使设备综合能力最大限度得到发挥,取得快速、经济施工的效果。推荐当前我国立井综合机械化主要配套设备如表1。按照这个表配套的立井机械化装备,代表了我国现有凿井装备的技术水平。经过实践这是一套非常成功的机械化配套装备。1997年全国有28次月成井突破百米水平。1998年仅中煤建设集团所属施工单位月成井超百米就达19次以上。这些井筒所使用的设备,大多采用了以表1的机械化配套装备。

1.3 立井快速施工实例和成效

1.3.1立井凿井速度稳步提高3

1980年初,三部会战研制的凿井设备在30套立井机械化配套中先后使用,使我国煤矿凿井施工速度由197416.2/月提高到198626.1/月,19771987年有25次月成井破百米。1988年以后,通过推广立井短段掘砌混合作业法及配套设备,使机械化凿井设备的效能充分发挥,19871998年有90次,其中1997年有28次月成井破百米。全国立井平均进尺达45.3 m/月,1998年中煤建设集团公司施工井筒平均进尺达75.5/月。    1.3.2几个典型的机械化配套实例

中煤五公司在摩洛哥杰拉达煤矿Ⅲ号井井筒施工中,首次在国外承包的工程中系统运用了立井机械化配套的作业线,采用混合作业法施工。于19903月和11月在该井分别创月成井106.4m107.6m成绩。当年共施工井筒569m,两个水平的马头门和井底车场80m,立井平均月成井速度为81.3m199310月中煤五公司在枣庄矿务局付村煤矿副井井筒施工中,再次运用机械化配套的立井混合作业法创出月成井120.1m,全井筒平均月成井达78m的好成绩。

中煤五公司在河北下花园煤矿宣东二矿副井井筒施工中,进一步完善了立井机械化配套作业线,基岩段施工连续6个月超百米,最高月进尺为141m,平均月进尺达121.2m,创出了国内立井井筒快速施工新纪录。中煤一公司采用立井机械化配套的作业线,在宣东二矿主井的施工中,连续3个月的月进尺超百米,基岩段平均月进尺108.9m。中煤一公司还在曲江副井井筒施工中,取得了月进尺119.5m148.68m125.6m的好成绩。

1.3.3 19971998年凿井施工新突破

经过近十年的推广应用和完善提高,这项技术日趋成熟。各施工单位也不断总结经验,使凿井速度稳步提高,创造了许多优质、高效的井筒工程。1997年中煤建设集团所属中煤一公司、三公司、五公司共有14个井筒21个月次月进超百米;1998年有12个井筒19个月次月进超百米。其中199811月邢东煤矿副井和唐阳煤矿主井月成井212.6m216.5m

1.3.4技术经济效益

中煤建设集团一公司、三公司、五公司等单位,二十多年来一直注重于立井的综合机械化发展,采用先进的立井施工设备,在工程质量、经济效益方面取得了可喜的成果。由于立井机械化快速施工工艺及设备的不断完善和协调,使施工质量和施工速度大大提高,由此也带来了相当可观的经济效益。以年产90Mt的宣东二矿为例,井筒提前5.7个月竣工,与预算价比较,节约资金494.63万元,多产煤42.75t,获利8 550万元,节约贷款利息234万元。

1.4.凿井机械化配套设备的发展方向

随着我国煤炭工业的迅速发展,开采深度不断增加,新井开凿和老矿挖潜正在向深井    过度。从“一五”到“八五”后期,井简年均深度由187.5m上升至570.7m,已建成9001000m以上的深井有15座之多,近年来深井开凿数量逐年上长,从1991年至1998年,超过7001000m的深井就有40多座,占施工井筒总数的30%,预计在“九五”以后深井开凿数量将会急剧增长,国外原苏联、德国、捷克、波兰、加拿大不少井筒在1000m左右,在南非多达15002000m。说明深井开凿已成为机械化配套设备的发展趋向。

为了满足混合作业法对深井快速施工的要求,凿井机械化配套设备必须在增大掘砌段    高、减少循环次数;增大提升能力、减少提升往返次数;采用自动计量、定量搅拌、管道输送混凝土;风水管、电缆井壁吊挂,扩大井筒掘进运输空间;采用注浆和截、导、排综合治水,对深井导致的地温、地压等方面的新问题,进行科学分析、系统论证,有规划、有重点、有步骤地纳入煤炭行业的科研发展计划中。应从如下几个方面开展深井凿井技术的研究。

14.5m深孔凿岩钻架

4.5m深孔凿岩钻架是以建井所,“六·五”研制成的YJM型整体式液压金属模板为支撑,多架分离式,独立工作,可钻4~5m的炮孔、兼钻30~40m深注浆孔。它吸收了苏联近期新研制的BYKC-1Y5型借助模板位移的新型钻架的经验,克服了伞钻、环架和人抱钻存在的一系列问题,促进了我国综合掘进设备的配套发展。

24.5m深孔低抛控制爆破

参照国外炮孔深度4~5m的深孔爆破参数,拟定炮孔深度为4.5m,爆破效率0.9,通过合理的掏槽机理与参数、炮孔布置与装药器、起爆时间与抛掷规律等技术的研究,实现深孔低抛减震控制爆破。它将为以低空砌壁模板为支撑的分离式凿岩钻架和工作面操作的离机控制中心回转抓岩提供了减震与防止炮崩的安全施工环境,是实现大段高快速钻、抓、砌必不可少的配套技术。

3)通风、排烟与降温

爆破后迅速排放烟雾并为井筒注入新鲜空气,才能开始出矸,排炮烟一般需20~30分钟。一般地温在120m深段为20℃恒温带,平均地温升高梯度为1.9℃,达-1000m水平时,平均地温为34℃以上,最高达41℃,深井施工必须降温,才能保证快速掘进施工。

本项目为快速掘进辅助项目,拟研究适用于深井排烟,降温可调速扇风机和φ500mm玻璃钢风筒。该风机采用2100/75KW电磁高速异步电动机双机拖动,其特点是可无级调速,风压、风量可随转速增加而增强。对于直径(荒径)为9~10m以下的千米深井,降温效果好,可达25℃左右。放炮后将风速调大,10分钟之内可排除工作面炮烟。

4)离机控制式中心回转抓岩机

结合我国使用中心回转抓岩机的经验与教训,参照德国抓岩机在工作面操作的启示,吸收了我国不少单位对长绳悬吊抓岩机在工作面平视操作抓斗投点准确、安全的优点。拟定改进中心回转抓岩机及其使用操作性能。研制在工作面操作的离机控制式抓岩机。将机械回转机构改为气动回转机构,将气液径向摆动机构改为气动往复移动机构;去掉司机室,将升降、回转、径向往复及抓斗张闭运动改为用气动控制集成阀操作,在工作面遥控操作。

5)流态混凝土及搅拌系统

国外混凝土中一般均使用外加剂,如加入早强剂和减水剂,以提高混凝土的质量和流动性,同时国防大学正在研究防渗剂以防止井壁渗漏水。在混凝土搅拌方面,国外普遍使用移动式或固定式混凝土搅拌站,机械化上料、自动秤量、配比搅拌。

本项目从千米深井快速施工要求出发,拟研究一种流动性好、强度高、防渗漏性好,且适合大段高模板浇注难以振捣和便于管道输送的流态混凝土及现代化搅拌设施。研制完整的可移式机械化与自动配比的混凝土搅拌站,生产能力为15~20m3/h,对于完成此项目,不仅是必要的而且是可能的。

6)井壁吊挂及自调直混凝土输送管路

国外一般除采用稳绳兼吊盘绳和用回绳轮悬吊吊盘以及放炮、照明和通讯电缆用稳车悬吊外,其余管路采用井壁吊挂。对于混凝土输送管原苏联实现了接管可自动调直和千米输送混凝土,并无离晰现象出现。

本项目参照国外吊挂技术,拟对风筒、压风管、供排水管、混凝土输送管及各种动力和通讯电缆全部采用井壁吊挂,使凿井稳车由15~25台,减少至6~8台;对井壁临时或永久性吊挂结构与连接机构,对管路自调直快速接头与耐磨输料管及专用安装机具,以及对吊挂系统的防腐措施等进行系统研究。

7)迈步式液压操纵整体金属模板

拟用井壁支撑代替稳车悬吊,靠液压迈步机构整体移动、自行找正,并在我所“六·五”研制成功的YJM型模板基础上增大层数或高度,使之成为适合千米深井大段高快速施工的机械化程度更高的新型模板。我所在“六·五”研制成功的YJM型液压金属模板和已鉴定的QFH型混凝土液压分料器,都成功地应用了液压技术。迈步式模板与原液压金属模和液压分料器可共有一个动力源。研制迈步式模板、提高模板的使用性能不仅是必要的而且是完全可能的。

8)稳定性吊盘

吊盘是凿井掘进与支护设备的工作台,国内外环轨式或中心回转式抓岩机均固定在吊盘下,国外模板也都吊挂在吊盘下。抓岩时吊盘倾覆,严重影响吊桶安全提升、稳绳安全张紧以及依附吊盘的抓岩机、模板和分料装置等的稳定性。现吊盘稳定装置在上层盘上装4个液压千斤顶撑于井壁,其磨擦力矩远小于抓斗偏离吊盘中心的倾翻力矩,这种方式不但难以稳定吊盘,还易严重损伤井壁。

9)千米深井凿井井壁淋水截、导、排处理技术

力争治水的原则是尽量采用地面和工作面注浆,取消工作面吊泵,对井壁淋水采取截、导、排处理技术,不让淋水进入模板和工作面。

本项目拟对井壁截、导、排结构与设施进行截水效果测定分析,提出一套规范化的截、排、导方法配套设备和截、导、排水系统的自动控制装置,为千米深井施工提供打干井的施工环境,使井壁淋水量小于5m3/h

10)深井稳绳调绳器

深井施工大量使用稳车,稳绳在滚筒上能否有序地缠绕,是保证稳绳不乱匝、不咬绳和吊盘安全、平稳升降的首要条件,也是控制稳绳倾角,优化地面布置的重要措施。对于千米深井,稳车容绳量有限,为减少稳车,采用稳绳兼吊盘绳用回绳轮悬吊吊盘在深井中不断升降,就更需要保证稳绳及吊盘运行平稳,所以研制稳绳调绳器是非常必要的。

11)千米深井激光测距仪的研究

本项目主要研究适于深井及巷道施工用的激光测距仪,以准确测量井巷施工进尺和马头门深度,它是现代化施工、管理不可缺少的仪器。目前国外尚未见先例,但我国军事工业方面已有类似技术,研制此项目对于穿过井筒水雾,准确测得井筒施工深度,对掌握施工进度,调整及计算井筒延深设施是非常必要的,借助于国防科研成果,研制为千米深井施工用激光测距仪是可行的。

12)千米深井快速施工工艺及施工组织

国外普通凿井混合作业法已成为主要施工方法,原苏联、波兰达90%;西德为100%,我国随着机械化配套水平的迅速提高,也充分体会到混合作业法不用临时支护、工艺简单、成井速度快和施工成本低的优点。二、平巷施工技术

2.1. 发展过程

70年代中期,我国开始研制耙斗式装岩机逐步取代后卸式铲斗装岩机成为装岩的主要设备,锚喷支护技术的推广和胶带转载机的研制成功较好的解决了煤矿岩巷支护和转载的机械化问题。以耙斗装岩机为主的机械化作业线,设备简单可靠、使用灵活方便,以较快的速度得到推广,成为岩巷施工机械化配套的主要形式,创造了一批岩巷施工记录。

80年代在对国外技术研究的基础上,开始进行以侧卸式装岩机为主的机械化作业线的试验和推广工作。19801983年,煤炭科学研究总院北京建井研究所等单位在新汶矿区协庄矿试验以多台气腿式凿岩机、侧卸式装岩机为主的作业线。面为14.46m2的岩巷中,共施工了406m,平均月进81.2m。其主要配套设备为YTP-26型气腿式凿岩机、ZC-1B型侧卸式装岩机、ZP-1型胶带式转载机、HT-1.5型横向调车器、CDXT-2.5型蓄电池电机车、ZHP-2型砼喷射机、JZB-1型激光指向仪等

1986年,我国在对外技术研究的基础上实现了钻车国产化,以液压钻车、侧卸式装岩机为主的机械化作业线开始在我国煤矿推广使用,并取得了可喜的成绩。

1991年为全国12个施工处装备了主要设备,有CTH-10型或LC-12型双臂液压钻车,ZC-2型侧卸式装岩机,SD800/10.5型胶带转载机,砼喷射机,蓄电池电机车等,目前正在使用。该作业线将是我国煤矿岩巷钻爆法施工的机械化作业发展方向之一。

全断面掘进机作业线在我国的研制是在70年代后期开始的。1986年6月,古交矿区建井一处在东曲平硐开始试用直径5m全断面掘进机机械化作业线,累计进尺超过3600m,最高月进202m。1988年4月~1989年2月直径3.2m全断面掘进机在云南羊场煤矿被使用,累积进尺1041m,最高月进260.17m,平均月进156.13m

2.2、岩巷掘进机械化作业线

2.2.1以耙斗装岩机为主的机械化作业线

以耙斗装岩机为主的机械化作业线是目前我国煤矿岩巷掘进中最常用的作业线,使用面遍及全国大、中、小型矿井。由于耙斗式装岩机已形成系列,可根据巷道断面大小选用并配以多台气腿式风动凿岩机、适当的转载调车设施与支护设备、不同的施工工艺和劳动组织形式,可以形成不同能力的掘进机械化作业线,满足施工要求。从70年代起该作业线在施工实践中得到了不断地发展。

2.2.2以侧卸式装岩机为主的机械化作业线

侧卸式装岩机的卸载条件及侧卸式装岩机与液压钻车的错车条件和液压钻车的最大打眼范围是决定该作业线是否实用的关键。目前我国煤矿常用的侧卸式装岩机为浙江小浦煤矿机械厂生产的ZC系列侧卸式装岩机;常用的液压钻车为宣化风动工具厂生产的CTH-10型和浙江衢州煤矿机械厂生产的LB-12型,以该两种设备为主组成的作业线用于掘进断面不小于3.5m×3.5m,不大于5.0m×4.0m的巷道。为减少施工设备,便于施工组织,采用该作业线时,要求钻车能够打锚杆眼。这样就限制了钻臂配用推进器的长度。使钻车最大打眼深度受到限制,目前一般为2.2m左右。

2.2.3全断面掘进机机械化作业线

1)岩石全断面掘进机

全断面掘进机是实现连续破岩、装岩、转载、临时支护、喷雾防尘等工序的一种联合机组。

岩石全断面掘进机机械化程度高,可连续作业,工序简单,施工速度快。1967年,美国曾创造了月进2088.9m的世界纪录,日进最高达到127.8m。掘进机施工的巷道质量高,支护简单,工作安全,效率高,作业条件好。但构造复杂,成本高,对掘进巷道的岩石性质和长度均有一定要求。

2.3、煤巷部分断面掘进机机械化作业线

我国从1962年先后从原苏联、英国、日本、奥地利、匈牙利、美国、德国引进了各种类型的煤与煤-岩巷掘进机共131台,见表2.3.29。同时开始研制,根据对各种掘进机的使用效果,1987年煤炭工业部决定重点制造和推广五种掘进机,其主要技术特征见表2.3.30。

截止1990年底,包括我国自己研制生产、中外合资生产和引进的煤与煤-岩巷掘进机,在我国煤矿使用的有近400台。1990年单机年进尺超万m的有8个队,平均掘进速度达到300m/(台·月)以上,比钻爆法平均提高1.5~2.5倍,工效提高50%~100%。

掘进综合机械化配套

掘进综合机械化配套是指在一条采用掘进施工的巷道内,除破、装、运等主要工序机械装备相互匹配组成作业线外,还将测量定向、通风、除尘、材料运输、巷道支护、供电等辅助工序的设备与其配套,使施工过程实现全部机械化,并达到最优组合,形成高效率、连续均衡生产的掘进系统,从而得到较高的掘进速度和良好的经济效益。我国煤矿经过多年实践,结合国情,根据主要运输设备的类型,掘进综合机械化作业线有如下几种配套方式:

可伸缩式胶带输送机可为双向的,即上胶带出煤,下胶带运料,能实现长距离连续运输,其能力大于掘进机的生产能力,可最大限度的发挥掘进机的潜力,实现连续掘进。

三、斜井施工技术

我国西北、西南地区的中小型矿井中,斜井开拓的比重约占80%。广东、广西、湖北、 江西等省以中小型矿井为主,斜井开拓也占一定比重。

3.1机械化配套

80年代以来,随着开采深度、矿井井型和斜井断面加大,为适应斜井快速施工的要求,施工设备也向大型方面发展。阳泉矿区贵石沟矿主斜井全长1140m,掘进断面为19.03m2,采用0.9m3耙斗机,6m3箕斗和24m3矸石仓。斜井一年到底,创大断面斜井月成井150.7m的好成绩。19916月在大同矿区马脊梁新高山主斜井施工中,掘进为15.02m3,采用1.2m3耙斗机,8m3箕斗和40m3矸石仓创月成井376.2m的好成绩,突破日本大断面斜井月成井352m纪录。而后又在云冈南翼回风斜井、主斜井以及忻州窑回风斜井的施工中,采用同样设备月平均进尺分别达到120.8m230m244m。以上述情况可以看出,不论是中小断面,还是大断面深斜井,在快速施工中,从设备配套到管理我国都积累了丰富的经验。

多年来斜井施工技术虽有提高,但尚需进一步完善施工设备的配套,研制新型凿岩、装载设备,提高钻眼、装岩生产率,加强锚喷支护质量控制,,实现砼支护施工机械化,改进排水设施,优化作业方式及劳动组织,以进一步加快速度,提高工程质量,提高工效。

3.2、掘进机械化作业线

斜井施工由于受井筒倾角的制约,给装岩、提升、排水等工序带来一定的难度,我国斜井施工60年代以前一直处于落后状态,设备虽有改进,但速度不快。自1965年耙斗装岩机在平巷施工中得到推广后,随着斜井快速施工的发展,将耙斗装岩机略加改装并于70年代应用于斜井装岩,从而大大提高了斜井掘进的装岩效率。经多年的不断改进和提高,初步形成了一套比较成熟的掘进机械化作业线,即多台风动气腿式凿岩机凿岩、耙斗式装岩机装岩、箕斗提升、矸石仓排矸,以及布孔仪布孔、激光仪指向测量、潜水泵排水、局部通风机通风的作业线。

()多台风动气腿式凿岩机凿岩

使用导轨式凿岩机有助于推广深孔光爆,但在斜井施工中,使用凿岩台车调车困难、使用钻装机,又不能使钻眼与装岩两大要工序平行作业。目前所生产的液压气腿式凿岩机钻眼速度虽高,但其后部配备的工作车影响装岩工作。因此,国内外斜井快速施工,仍以使用多台风动气腿式凿岩机同时作业为主。

(二)耙斗装岩机装岩

在斜井施工中,为了配合箕斗提升,加长了耙斗装岩机的卸料槽;为防止机体下滑,在两侧增设了两根可调整高度的支撑,在后部增设了大型卡轨器。根据快速施工及掘进断面加大的需要,耙斗装岩机的斗容从0.15m30.17m30.18m3改为标准系列0.3m30.6m30.9m31.2m3。其中P120B型耙斗装岩机技术生产率高达120180m3/h,为适于大容积箕斗提升,轨距改为1500mm

(三)箕斗提升

1958年大同、淮南、阳泉矿区开始使用22.5m3前卸式箕斗排矸,1960年鸡西、鹤岗矿区开始使用1.2m3后卸式箕斗排矸,1969年峰峰矿区开始使用无卸载轮前卸式箕斗排矸,随后在涟邵、铜川、阳泉等矿区快速施工中得到广泛推广,其容积也增大为2.5m36m31990年大同矿区将前卸式箕斗容积加大为58m3,以满足大断面斜井快速施工的需要。近年来,甘肃华厅矿区开始使用密封闸门型后卸式箕斗。

(四)矸石仓排矸

由于提升矸石的不均匀性和排矸运输的不连续性,需要有一定容积的矸石仓,以缓解矸石的运转,确保井下掘进工作面不间断施工。为此,快速施工中矸石仓容几,从早期的27m3,增为目前常用的10m324m340m3。据统计,在一般排矸运输能力条件下,装岩、提升综合能力(m3/h)与矸石仓容积(m3)比例关系为1:(0.60.85)。根据地形条件,矸石仓与矿车环行轨道运输或与自卸式卡车运输配合使用,可满足快速施工的要求。

(五)激光仪指向测量

(六)潜水泵排水

3.3.支护机械化作业线

斜井施工中,支护与掘进两大工序工时消耗比例在顺序作业时,一般为1:(21.5),但在施工中,常采取掘、支平行作业,因之,支护作业一般不在占用成井时间,特别是锚喷支护的推广和支护机械化程度的提高,斜井施工速度明显加快,并且形成了具有我国特色的支护机械化作业线。

斜井支护,采用锚喷机械化作业线,实行远距离管路输送射砼,我国已有成功经验,最大输送距离已超过1000m,是加快斜井施工速度的一项重要措施,施工中应注意以下问题:

四. 井巷爆破技术

4立井爆破技术

4平巷、斜井爆破技术

五.结束语

立井井筒工程是矿井建设中的关键工程,随着开采深度的增加,新井开凿和老矿改扩建,立井施工正向深井过渡,“九五”期间全国预计将有近200个井筒施工,其中有近20个千米深井井筒,利用短段掘砌混合作业法为基础的深井机械化凿井,已成为凿井施工建设发展的基本趋势。因此在大力推广并在实践中不断提高现有凿井设备的性能和可靠性,研究开发实践新工艺、新技术、新设备,必将使我国凿井施工技术和装备能满足实践建设的需要。

参考文献

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李俊良等立井混合作业法机械化配套施工.建井技术,1989(1):1620

龙志阳 . 我国立井整体移动金属模板的现状与发展煤矿建设科研40年北京煤炭工业出版社, 1997.215220

4郭培里.加强深井机械化配套设备的研究.煤矿建设科研40.北京煤炭工业出版社, 1997.143144.156157

5安国梁等.现代矿井建设及地下工程施工技术煤炭科学技术, 1997增刊:2122

毛光宁 煤矿立井凿井技术装备的现状与展望矿井建设技术论文集.徐州中国矿业大学出版社, 1996.2131


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