武少國(guó)　魏廣軍

摘 要：目前，由于礦井的開(kāi)采深度、范圍正在逐年增加以及開(kāi)采的機(jī)械化水平也在逐漸提高，礦井要想實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，面臨的首要問(wèn)題是解決不利的復(fù)雜水文地質(zhì)條件。本文分析了葫蘆素礦的復(fù)雜水文地質(zhì)條件，根據(jù)其存在的實(shí)際情況，有針對(duì)性的提出了連采快速掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，這一經(jīng)驗(yàn)的實(shí)施，不僅增強(qiáng)了礦井掘進(jìn)面的安全性，還提高了礦井連采的掘進(jìn)速度。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜水文地質(zhì)；煤巷；連采；掘進(jìn)技術(shù)

1 前言

葫蘆素煤礦是中天合創(chuàng)有限責(zé)任公司300萬(wàn)噸/年二甲醚項(xiàng)目的配套建設(shè)礦井，建井規(guī)模為13.0Mt/a，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限90年。礦井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市烏審旗、伊金霍洛旗境內(nèi)，在呼吉爾特礦區(qū)的中部，該井田南北走向長(zhǎng)度約7.4km，東西傾斜寬約13.4km，井田面積92.761km2，可采煤層為2-1、2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2及6-2煤層共8層。其中有4層（2-2中、3-1、5-2、6-2煤層）為全區(qū)可采或基本全區(qū)可采的較穩(wěn)定～穩(wěn)定煤層，4層（2-1、4-1、4-2中、5-1煤層）為大部可采的較穩(wěn)定～穩(wěn)定煤層。井田開(kāi)拓方式為立井開(kāi)拓，目前正處于建井階段。

2 水文地質(zhì)條件

礦井范圍內(nèi)主要含水層為第四系風(fēng)積沙、白堊系志丹群砂巖裂隙含水層、侏羅系安定組砂巖裂隙含水層，礦井采掘期間主要充水水源是頂板砂巖裂隙水，間接充水水源為白堊系孔隙裂隙水和第四系孔隙水。第四系孔隙含水層與白堊系砂巖含水層之間有較好的水力聯(lián)系；白堊系砂巖含水層與侏羅系砂巖含水層之間在勘查區(qū)中東部地區(qū)水力聯(lián)系相對(duì)較差。預(yù)測(cè)2煤組首采盤區(qū)開(kāi)采期間礦井正常涌水量440m3/h，最大涌水量為746m3/h，根據(jù)西安煤科院編制的《葫蘆素礦煤礦水文地質(zhì)類型劃分報(bào)告》，礦井水文地質(zhì)類型劃定為復(fù)雜類型。

3 施工設(shè)備及方法

采用連續(xù)采煤機(jī)單巷沿煤層底板一次成巷施工，由四臂錨桿機(jī)完成巷道頂支護(hù)，由兩臂錨桿鉆機(jī)完成巷道幫支護(hù)。在掘進(jìn)前，掘進(jìn)工作面嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探、先探后掘”的原則對(duì)該巷道進(jìn)行超前鉆探，采用千米長(zhǎng)探與物探相結(jié)合。

選用一臺(tái)12CM15-10B型連續(xù)采煤機(jī)完成割煤和裝煤工序，選用一臺(tái)10SC32-48C型梭車將連采機(jī)采出的煤轉(zhuǎn)運(yùn)至PZL460/150型破碎機(jī)，后接DTL-120皮帶輸送機(jī)，選用一臺(tái)CMM4-25型四臂錨桿機(jī)完成巷道頂支護(hù)，由CMM2-15型全液壓錨桿錨索鉆車完成巷道幫部及錨索支護(hù)。采用循環(huán)掘、支工藝進(jìn)行施工。用防爆無(wú)軌膠輪車完成材料及小型設(shè)備的運(yùn)送、搬移，用人工完成巷道浮煤的清理工作。從而形成連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)工作面割煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、材料設(shè)備搬移等工序全部機(jī)械化作業(yè)的施工方法。

4 施工工藝

4.1工序

連續(xù)采煤機(jī)割煤、裝煤，梭車、刮板機(jī)（破碎機(jī)）、膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤，錨桿機(jī)支護(hù)。具體工序?yàn)椋焊蠲骸b煤——運(yùn)煤——支護(hù)。

4.2 循環(huán)進(jìn)度

根據(jù)工作面的掘進(jìn)地質(zhì)條件，科學(xué)確定連采循環(huán)進(jìn)度，進(jìn)一步提高連采隊(duì)伍的單進(jìn)水平。一是掘進(jìn)工作面地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，直接頂完整、裂隙不發(fā)育、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、整體性好，且掘進(jìn)期間壓力顯現(xiàn)不明顯、片幫不嚴(yán)重時(shí)，在使用連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行掘進(jìn)的工作面，循環(huán)進(jìn)度不大于11米。二是在遇斷層、地質(zhì)構(gòu)造、頂板破碎、頂板淋水區(qū)等特殊地質(zhì)條件時(shí)，礦井根據(jù)實(shí)際揭露條件及時(shí)對(duì)循環(huán)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)減。并在作業(yè)規(guī)程中明確合理的循環(huán)進(jìn)度和單進(jìn)水平。

4.3 各工種之間的配合及注意事項(xiàng)

在正規(guī)循環(huán)作業(yè)中，連續(xù)采煤機(jī)司機(jī)應(yīng)在梭車停穩(wěn)接煤時(shí)開(kāi)機(jī)裝煤或割裝煤，梭車空車盡可能及時(shí)運(yùn)行到采煤機(jī)后面等待裝煤，以提高連采機(jī)的工作效率；錨桿機(jī)與連續(xù)采煤機(jī)順序作業(yè)，先掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)，退出連采機(jī)將浮煤清凈后退至永久支護(hù)前貼幫位置，錨桿機(jī)進(jìn)入迎頭進(jìn)行錨桿支護(hù)。錨桿機(jī)操作工應(yīng)提前準(zhǔn)備好工作面所需物料。破碎機(jī)司機(jī)應(yīng)保證梭車卸煤能及時(shí)破碎拉出不影響生產(chǎn)?？傊?，各工種作業(yè)人員應(yīng)互相協(xié)調(diào)盡可能充分利用工時(shí)，提高生產(chǎn)效率，特別要堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，確保工作面安全生產(chǎn)和設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。

5 探放水管理

為保證快速安全掘進(jìn)，需要通過(guò)鉆探提前探明施工前方的富水情況。

5.1根據(jù)已有的勘探資料分析前方施工區(qū)是否存在較大水文異常區(qū)，參照分析結(jié)果詳細(xì)制定超前鉆探方案和措施。

5.2根據(jù)鉆探深度合理確定下次探水警戒線位置，我礦確定煤巖巷30m為探水安全距離。

5.3為不影響工作面的正常掘進(jìn)，保證探放水與掘進(jìn)平行作業(yè)。采用在巷道一幫施工專門探水鉆場(chǎng)的方法，鉆場(chǎng)深度控制在5.5m。如果合適范圍內(nèi)剛好有可借用的其它巷道或硐室，則不再施工專門的探水鉆場(chǎng)。

5.4嚴(yán)格按照《煤礦防治水規(guī)定》的要求布置鉆孔，一般按上下左右及沿巷道方向布置5個(gè)鉆孔，實(shí)際鉆探過(guò)程中根據(jù)收集資料情況適當(dāng)增加或減少鉆孔數(shù)量，既保證準(zhǔn)確探明施工前方的富水情況又適度控制鉆探工程量。

5.5每個(gè)孔都必須有專門設(shè)計(jì)并按要求安裝、固定孔口管，根據(jù)我礦煤層埋藏深度，孔口管耐壓必須在5Mpa以上，達(dá)不到要求則掃孔，重新注漿加固，直至符合要求為止。

5.6鉆探過(guò)程中堅(jiān)持技術(shù)員跟班制度，及時(shí)收集出水量、水壓、水溫等現(xiàn)場(chǎng)鉆探資料。

5.7鉆探結(jié)束后及時(shí)形成鉆探報(bào)告和總結(jié)，不定時(shí)和有關(guān)科研院所專家探討，為下一次鉆探奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6 有效的保障措施

6.1 順槽掘進(jìn)采用先進(jìn)的連采和掘錨工藝，連采機(jī)和掘錨機(jī)配對(duì)使用，在確保安全的前提下，根據(jù)不同的掘進(jìn)條件，最大限度的發(fā)揮先進(jìn)設(shè)備的掘進(jìn)效率，提高單進(jìn)水平。

6.2 將掘進(jìn)進(jìn)尺納入礦井月度工資考核，對(duì)完不成月度進(jìn)尺作業(yè)計(jì)劃的要按比例扣除月工資額度，對(duì)超額完成任務(wù)的要按照定額給予兌現(xiàn)。

6.3 成立勞動(dòng)定額寫實(shí)小組，經(jīng)常深入各礦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)寫實(shí)，根據(jù)礦井實(shí)際掘進(jìn)條件，修定和調(diào)整相關(guān)定額，按月進(jìn)行考核。

6.4 進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)各隊(duì)月度和年度掘進(jìn)進(jìn)尺計(jì)劃執(zhí)行情況的考核，進(jìn)一步細(xì)化完善考核管理制度。

6.5 嚴(yán)格按照正規(guī)循環(huán)要求組織掘進(jìn)生產(chǎn)。要進(jìn)一步改進(jìn)掘進(jìn)生產(chǎn)組織方式，檢修班在延皮帶時(shí)控制在6小時(shí)以內(nèi)，不延皮帶嚴(yán)格控制在4小時(shí)以內(nèi)，提高設(shè)備開(kāi)機(jī)率。

6.6 各掘進(jìn)隊(duì)必須加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，確保頂板不留臺(tái)階，巷道不超寬。

6.7 各掘進(jìn)隊(duì)必須加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，推廣應(yīng)用負(fù)壓誘導(dǎo)除塵風(fēng)機(jī)，保證采煤機(jī)司機(jī)視線清晰，隨時(shí)準(zhǔn)確掌握頂板情況。

6.8 地測(cè)科必須按年、月度對(duì)礦井掘進(jìn)工作面進(jìn)行地質(zhì)及水文地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，根據(jù)預(yù)報(bào)，提前采取相應(yīng)的預(yù)防冒頂?shù)陌踩夹g(shù)措施。

6.9 進(jìn)一步優(yōu)化工作面順槽煤柱的留設(shè)和巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)提高單進(jìn)水平。通過(guò)優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)，保障掘支平衡，降低掘進(jìn)成本；通過(guò)優(yōu)化煤柱尺寸，提高煤炭回收率，降低聯(lián)巷進(jìn)尺，從而降低支護(hù)復(fù)雜對(duì)單進(jìn)水平的影響，進(jìn)一步提高礦井的單進(jìn)水平。進(jìn)一步優(yōu)化巷道斷面，在滿足通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)纫笙?-1煤回風(fēng)大巷采用矩形斷面布置，變半煤巖巷為全煤巷道，大大提高掘進(jìn)效率。

7 結(jié)束語(yǔ)

自2013年3月以來(lái)，隨著2-1煤東翼回風(fēng)大巷連采面的開(kāi)工，復(fù)雜水文地質(zhì)條件下安全快速掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到該巷道的掘進(jìn)工作中，使得我礦連采面月掘進(jìn)尺有了明顯提高，施工過(guò)程杜絕了輕傷等事故的發(fā)生，巷道施工均達(dá)到了優(yōu)良水平，實(shí)現(xiàn)了我礦在復(fù)雜水文地質(zhì)條件下連采巷道快速、安全和高效的掘進(jìn)。