在煤炭企业经济发展中的重要作用
淄博矿业集团有限责任公司岭子煤矿 刘春德 王焕利 陈法香 刘益林 杨杰
［摘要］ 岭子煤矿是1958年建矿、59年投产、年产百万吨原煤的中老型矿井，针对当前生产水平不断延深、生产条件越来越差、人力资源短缺、劳动力价值不断攀升的局面，如何提高矿井的岩巷开拓掘进进尺，稳定产量、保持企业强有力的发展后劲，是各级管理人员所面临的一个重大课题。通过广泛调研论证，在宝山井推广应用了岩巷高效掘进技术。通过近一年的实践，岩巷快速高效掘进技术得到了成功应用，创出了可观的经济效益、获得了巨大的社会效益，增加了企业发展的后进，在今后的煤炭企业经济发展活动中起到了重要作用。
关键词 掘进技术 经济发展 重要作用
煤炭是煤炭企业的主导产品，在煤炭企业乃至整个社会经济活动中都占有重要的地位。特别是岩巷掘进施工是制约煤炭经济发展的直接因素。岭子煤矿是1958年建矿、59年投产、年产百万吨原煤的中老型矿井，随着开采深度的增加，生产战线加长，相应地占用人员增多，面对煤炭企业人力资源短缺、劳动力价值不断攀升的局面，如何根据现有生产条件，提高矿井的岩巷开拓掘进进尺，确保矿井的三个煤量的完成，稳定矿井产量、实现安全生产、保持企业经济发展后劲，是摆在矿管理层和工程技术人
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员面前的一个重大课题。
一、巷道顶底板岩性及现岩巷高效掘进技术 （一）煤岩层赋存条件 1、地质情况
本井田位于鲁西台背斜泰山穹窿的北缘，淄博向斜的西翼。东有西升东降落差1000m左右的禹王山断层（F1），中部有东升西降落差400m左右的朱家庄（F6）田位西部以青阳河为界。在井田范围内以朱家庄（F6）断层为自然边界，井田总体呈走向近东西,倾向北的单斜构造,地层倾角8～12°。仅井田东部,受F6断层的牵引,局部地层走向变化大,约为北西45～50°,倾角达到20°左右。井田内断裂构造不甚发育,主要大断层多分布在东西边缘地段。已揭露的落差较大或延展距离较长的断层共20条,其中落差大于30m的3条(含边界断层6条),除F7为逆断层外,其余均为正断层。根据产状大致分为三组:一是走向近南北的大落差倾向正断层,对井田内的构造起控制作用,均在边界附近,共8条(即F1—1、F1—2、F1—3、F6、F6—1、F6—2、F8和F9)；二是走向近东西的斜交断层,有2条(即F2、和F11)；三是走向北西的斜交断层，有2条(即F10、和F5)。
2、巷道顶底板岩性
宝山井井田内现有可采煤层为1煤和2煤，均为贫煤。1层煤：1层煤厚0.6～0.8m，伪顶厚0.5m，上煤线0.1m，老顶砂岩厚8.5m。底板砂质页岩厚2.0m，老底砂质页岩6～8m。
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2层煤：2层煤厚0.5～0.6m，碳质页岩厚0.5m，伪顶砂质页岩厚0.5m，直接顶砂质页岩互层0.9～1.2m，老顶砂质页岩厚6～8m；底板，伪底碳质页岩厚0.1～0.3m，直接底中粒砂岩厚0.8～1.0m，老底砂质页岩9～11m。
（二）岩巷高效掘进技术
为加快矿井的开拓掘进速度，保证矿井接续。推广应用岩巷高效掘进技术，并结合自身实际，优化掘进施工工艺，合理安排人员，提高了劳动效率，单头进尺提高120%，工程质量稳定，取得了较好效果。
1、掘进施工技术组织
（1）巷道断面：采用三心拱形断面锚喷支护。
巷道支护断面、平面图 图1
800
R=1938 r=734 起拱线 风筒
100 轨 面 300×300
50 2800 50
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平面图
50 1400 1400 2800
支 护 说 明 表
掘进断面 净断面 铁托盘 喷浆厚度 7.70 m2 6.52m2 120×12050 锚杆名称 螺纹钢锚杆 锚固剂 MSCK2545 锚杆规格 φ16×1500 锚固剂数800 800 单位 比例 锚杆排距 1卷/条 mm 1∶50 巷道形状 三心拱形 锚杆间距 锚杆用量 8.75条/m （2） 锚杆布臵说明：原掘进工艺中为一次性按间排距进行支护，采用岩巷高效掘进技术后，其锚杆间排距1100×1100mm布臵第一遍锚杆，循环进尺1.7m，按五花布臵锚杆，第一遍锚杆间距1.1m，最大控顶距离可达到2.7m,够锚杆排距必须打注锚杆， 控顶距离超过0.3m时，必须及时喷混凝土。复喷组拖后耙装机并在距迎头30～40米范围内按锚杆间排距1100×1100mm布臵第二遍锚杆，锚杆呈五花布臵。当顶帮围岩破碎时要求挂网、复喷，喷厚为20～30mm，最终达到总设计厚度50mm。约10日内完成二次支护，打锚杆、挂网，进行拉线喷浆。通过二次支护的拖后时
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间效应使围岩应力得到释放，减少其对喷层的破坏，也加大了作业空间，为平行作业创造条件。
附：快速掘进锚杆支护布臵图
第一遍锚杆第二遍锚杆锚杆布置示意图
2、打眼与爆破 （1） 打眼机具：
原掘进打眼采用ZY-24型湿式凿岩机打眼。现采用7655型湿式凿岩机打眼，安注锚杆时使用风动锚杆机，掏槽方式采用水平楔形掏槽。
（2）炸药、雷管:
采用煤矿许用二级乳化炸药、1～5段毫秒雷管，电雷管必须编号。
（3） 装药结构:反向装药结构。
（4） 起爆方式:起爆使用MFd-200型发爆器，采用全断面一次起爆，联线方式为串联联线。
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快速掘进炮眼布置图1∶50 图2
400 32 31 31 33 500 30 29 28 34 1 14 13 6 13～14 35 27 1、6 19 26 7 9 2 7 5 12 2、5
20 10 8 11 25 8 3 4 3、4
15 16 17 18 21 24 15～18 36 37 600 38 22 23 22、23
500 85° 85° 73° 73°
19 1、2、3 7 4、5、6 26 22 9、10 8 11、12 23
39 37 44
1400 39 40 41 42 43 44 39～44
45 45
200
1800
2900 装药结构示意图 图3
雷管 药卷 水炮泥 炮泥 脚线 说明：1、炸药和雷管的聚能穴均指向眼口。 2、雷管的脚线定炮时必须扭结。
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3、劳动组织管理：（见表一）
迎头人员配备表 表一 工种 打眼工 耙装机司机 锚喷工 喷浆机司机 上料工 拌料工 爆破工 小绞车司机 摘挂工 班长 队长 维修工 轨道维修工 合计 早班 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13 出勤人数 中班 夜班（喷浆班） 3 3 1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 15 小计 9 2 4 4 4 3 2 3 3 3 1 3 1 42 在岩巷高效掘进施工中，采用先进的技术和科学的施工组织、管理是加快巷道施工速度的重要条件。组织正规循环作业和多工序平行交叉作业，采用综合工作队的劳动组织形式，加快巷道施工速度。
（1） 劳动组织是根据施工条件和任务而定的。确定劳动组织（包括组织形式、工种人数）时，重点考虑各工种、工序的工时充分利用。平巷掘进巷道快速施工，在劳动组织施工中，综合施工队是劳动组织的重要形式。综合施工队的主要特点是，将巷道施工中的主要工种和辅助工种组织在一起，既有明确的分工、又要在统一的领导下密切配合和协作，共同完成各项施工任务。
（2） 严格执行工种岗位责任制，每一小班的全体人员要认真履行工种岗位责任，钻眼爆破、装岩运输、支护、辅助等工序
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的操作。每个小组或个人按照既定的循环图表，在一定的时间内使用固定的工具或设备，在各自的岗位上完成规定的任务，形成固定人员、固定设备、规定岗位、固定任务、固定地点、固定时间的制度。有利于提高工程质量和工程速度，并能有效地防止发生事故。
（3）在劳动组织安排上，推行各工序平行交叉作业的方法，充分利用巷道空间的优势，采用“前面打眼，后面装车；前面施工，后面复喷；前面初喷（放炮后），后面装车”。充分利用了时间和有限空间，提高工作效率。
（4）要保证正规循环的实现，必须认真按循环图表组织。应根据施工设备和施工技术及管理水平，对各工序的作业时间和潜在能力进行必要的测定和留有余地的估算，合理地确定循环方式。为便于组织，一个班的循环次数应为整数，即每班完成一个循环。
（5）必须充分利用掘进施工的循环时间，积极采用多工序平行交叉作业。从整个平巷施工工序来看，平行作业的主要内容是掘进和支护，实现掘进和支护(复喷)的平行作业。单对掘进而言，则主要是凿岩、支护、装岩、运输四个主要工序的平行作业。
①在掘进施工中，组织平行作业时，首先解决了两个工序平行作业的具体问题。为实现施工工序平行作业，采用爆破后首先将紧靠工作面的矸石，用耙装机将矸石耙离工作面5～6m，然后凿岩与装岩工作同时进行。
②上部眼的打眼和爆破与下部眼同时进行。
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（6）采用岩巷高效掘进的施工方式为复喷和掘进是分开进行，这就从劳动组织形式上限制了单进效率。组织快速施工时，采用“二班掘进、一班喷浆”是提高掘进速度的可行的方法，有利于快速施工。循环进尺1.5m。
4、循环作业图表：（见表二）
循环作业图表 表二
序号 1 2 3 掘 进 班 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 喷 3 浆 4 5 班 6 7 2 工序名称 时间 交接班 打锚杆眼 拌料 迎头打眼 装药 放炮 通风 敲帮问顶 扒出迎头 初喷 扒装 清理巷道 通风 准备 拌料 打锚杆眼 安装锚杆 复喷 清理巷道 通风 15 80 80 150 60 20 15 10 50 80 350 20 480 20 180 180 150 100 100 480 1 2 3 4 5 6 7 8
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为实现岩巷快速掘进，高效优质，采用“二掘一喷”作业方式。当班进行爆破、初喷、打锚杆、挂网、扒装，一个复喷班在耙装机后复喷成巷，每天一个循环，每循环全断面复喷5-6米。即二个掘进班每班一个循环，另一喷浆班每天一个循环平行作业。
辅助工序包括交接班、接长管线、钉道、测量、通风等，在保证安全生产条件下，尽量采用平行作业，如扒装、移机、接管、排水及掘砌水沟等。
二、应用岩巷高效掘进技术的必要性
岭子煤矿是淄矿集团老区的骨干矿井之一，自86年起年产原煤过百万吨，矿井的开拓掘进巷道，单头掘进进尺效率偏低，难以保证矿井的三个煤量的完成，采掘接续紧张。矿井产量造成逐渐下降，吨煤成本日渐攀升，经济效益下滑，同时也减少了对煤矿三产发展的支持力度。为改善这种被动局面，稳定矿井产量，应用岩巷高效掘进技术，挖掘掘进施工技术管理、安全管理或人本管理的浅能，利用现有的设备及人力资源的优势，使用岩巷高效掘进技术势在必行。
在矿山行业中，岩巷掘进巷道大都采用炮掘机装的普通掘进工艺，掘进工效率偏低。为了提高掘进工效率，岩巷高效掘进技术应用成功，将给矿井注入新的活力，推动矿井的经济进一步发展。
岭子煤矿宝山井应用岩巷高效掘进技术后，是稳定产量的需要，更主要的是解决了采掘接续紧张，安全可靠。在相同的条件
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下，掘进迎头的单头进尺提高了120％。全矿井由原来的在籍18个掘进迎头现在减少到13掘进迎头。宝山井的全年开拓进尺在8月份就已经完成，并超进20m。
集团公司和岭子煤矿领导及专业人员的多次调研论证，达成共识，决定推广应用岩巷高效掘进技术。首先在岭子煤矿的宝山井根据现场条件，进行应用岩巷高效掘进技术，然后再推广到其他单位。
通过对岩巷高效掘进技术应用后，一是有利于安全生产管理，掘进工效率高，成本降低。二是解决了采掘接续紧张的问题。三是完成了规定的三个煤量。四是减少施工期，有利于提高矿井整体效益。
三、效益分析
岩巷高效快速掘进以来，岩巷掘进尺有很大的提高。2004年10月以前为普通掘进，每月的的掘进尺为70m。通过实验推广岩巷高效快速掘进技术后，2005年7月实际掘进进尺达到131m，如果提升条件好，掘进进尺还会增加。为了推广应用岩巷高效快速掘进的科技成果，现作效益分析如下：
（一）社会效益
1、由于掘进尺的提高，工人的工资提高了20％，另加10％的奖励工资，工人工资由原来的每月1280元，增加到现在的每月1664元。
2、缩短了工程施工时间43％，提高人工效率，降低了整个工
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程的费用。
3、宝山井的210采区，提前4个月贯通，形成210采区的通风系统，在延深主巷早日安装人车，以减轻职工的上下井体力。
4、宝山井的210采区，提前4个月形成210采区的大系统，宝山井早日达到设计生产能力，形成两个回采工作面生产。
5、增加一个回采工作面生产后，增加劳动力100人，稳定了社会。
（二）经济效益
1、该工程原计划掘进长度为900m，按原掘进进度，每月70m计算，需用8个月的工期，实行岩巷高效快速掘进后，在宝山井的210采区，工期提前4个月。节省通风机的电耗用量22Kw×24×30×4 =6.3万度，每度电按0.58元计算，6.3×0.58 =3.7万元。
2、该工程原计划掘进长度为 900 m，按原掘进进度，每月70m计算，需用12.8个月的工期，实行岩巷高效快速掘进后，工期提前 5.5 个月。节省排水费用为（60m3/h的涌水量，排高360m，按每米排高2.5元计算），2.5×360 ×24× 30×5.5 = 356.4万元。
3、掘进速度加快后，提前5.5个月贯通形成210采区的通风系统，再增加一个回采工作面，210采区两个回采工作面生产，宝山井达到设计生产能力。回采工作面日产原煤300吨，每吨原煤售价240元；300×30 ×5.5×240 = 1188万元。
（三）整体效益
1、工人的工资提高了20％，另加10％的奖励工资，工人工
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资由原来的每月1280元，增加到现在的每月1664元。
2、缩短了工程施工时间43％，提高人工效率，降低了整个工程的费用。
3、原工程设计掘进长度为900 m，按原掘进进度，每月70m计算，需用12.8个月的工期，实行岩巷高效快速掘进后，工期提前 5.5个月。节省通风机的电耗用量22Kw×24×30×5.5 =8.7 万度，每度电按0.58元计算，8.7万度×0.58 =5.052万元。
4、实行岩巷高效快速掘进后，工期提前 5.5 个月。节省排水费用为（60m3/h的涌水量，排高360m，按每米排高2.5元计算），2.5×360 ×24× 30×5.5 = 356.4万元。
5、宝山井210采区提前 5.5 个月形成通风系统，新增加一个回采工作面， 回采工作面日产原煤300吨，每吨原煤售价240元；300×30 ×5.5×240 = 1188万元。
通过实行岩巷高效掘进后，矿井直接效益1549.42 万元 ，在该迎头施工的作业人员平均每月提高工资384元。
四、结论
岩巷高效掘进技术，在相同的条件下，掘进迎头的单头进尺高，劳动效率高，工程质量稳定，取得了较好效果。一是有利于安全生产管理，掘进工效率高，成本降低。二是解决了采掘接续紧张的问题。三是完成了规定的三个煤量。四是减少施工期，有利于提高矿井整体效益。
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