1、浅谈煤矿斜井施工技术【摘要】煤矿斜井施工作为我国煤矿开采作业的一种常用技术，其施工技术的科学性和质量高低倍受关注。本文围绕着煤矿斜井施工技术，具体论述了煤矿斜井开拓的优缺点，进而详细分析了煤矿斜井施工技术的种类，并简要论述了煤矿斜井施工的提运技术。 【关键词】煤矿；斜井；施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码： A 一、前言 在煤矿斜井施工的过程中，施工技术的好坏将会直接影响施工的质量，因此，必须要优选斜井施工技术种类，并严格按照施工技术的作业流程展开施工，保证斜井施工质量。 二、煤矿斜井施工的优缺点 1、斜井开拓的优点 斜井开拓方式和立井相比较，其第一个优点为斜井的井筒掘井比较便捷，设备
2、、井底车场、地面等等作业设备都比较简单方便。其次，斜井的掘井施工环节效率较高，可以进行大范围的快速施工，建井的周期一般无需太长，从而实现尽早出煤的目标。再次，斜井在建设的初期，其需要的建设费用也比立井要少很多。假如有条件能够在矿井的设计上沿着煤层设置斜井，那么，就可以达到一边建设，一边生产煤炭的效果，同时，这种方式还可以及时获得地下地质资料，供煤矿开采后期使用。从目前斜井作业的情况看，其自动化和连续化技术已经比较成熟，一般来说，斜井的提升力和井筒深浅之间的联系不大，因而提升过程比较稳定。最后，对于一些比较大型的矿井来说，选择斜井是比较合适的，斜井不仅能够更好的延伸施工，还能够灵活的避开对矿井的
3、生产面的破坏。2、斜井开拓的缺点 斜井开拓也存在不足之处，比如在一样的深度下，斜井的深度比立井的长，所以，掘井的需要花费的工程量比较大，布置的管道、线信缆也比立井多。斜井在提升的过程中需要电耗较多，钢丝绳会受到比较严重的磨损，因此，斜井的提升设备所需要的维护费比较多。斜井施工中，有时候必须要使用多段动力进行转换提升，对机械设备的要求就更高一些，不但占用设备多而且配备的人员还较多。一旦斜井穿过流砂层或者含水层就会给施工及以后的运营造成困难。 三、煤矿斜井施工技术分析 1、斜井开拓施工技术 主井、副井均为斜井的开拓方式，称为斜井开拓。要用于开拓倾斜和缓倾斜煤层，其在煤层中的阶段和开采水平布置与立井
4、相似。斜井的倾斜角度受运输方式的限制。用矿车提升时，倾角不宜超过 2530；用箕斗提升时，可在 2530以上；用带式输送机提升时，一般不超过 17。斜井沿矿体布置时，维护困难，需留护井煤柱；矿体有起伏或破坏时，难以保证斜井井筒取直。因此，斜井开拓的主副井，一般布置在底板岩石中。 斜井开拓比竖井开拓要简单的多，其建设速度与投资相对竖井而言拥有较大的优势。早期，由于斜井提升能力小，经营费用高，管理复杂，故多用于开拓矿层埋藏较浅的中、小型矿山，大型矿山使用较少。但是，随着带式输送机的发展，为大型或特大型矿山采用斜井开拓提供了广泛的发展空间。近二十年来，我国带式输送机有了很大的发展，对带式输送机的关键
5、技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，开发了大倾角、长距离新型带式输送机系列产品，并对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，成功研制了多种软启动和制动装置及以 PLC 为核心的可编程电控装置。 2、爆破施工技术 斜井掘进施工中通常采用爆破的方法形成所设计需要的轮廓。所谓爆破施工就是利用炸药在空气、水、土石介质或物体中爆炸所产生的巨大能量“破坏”某些物体的原始结构，从而达到预期目的的一门技术。这种“破坏”效果不是其他方法能代替的，它虽然不是独立完成一个工程，但却是一个重要的工序，在煤矿建设中发挥着重要作用
6、。 光面爆破也叫轮廓爆破、周边爆破，是井巷掘进中的一种新爆破技术，使用这种方法爆破出的新壁面保持平整而不受明显破坏。它是控制爆破中的一种方法，目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规则，符合设计要求，具有表面平整、损伤小、稳定性好的特点。对于提高井巷施工进度、降低巷道支护成本起着重大作用。 但是在目前实际应用中，由于部分施工人员对光爆的认识不足，在岩巷掘进爆破实施过程中，大多存在着打眼数量不足、打眼无规则、装药过多、乱放炮的现象，造成了炮眼利用率低、岩石碎块抛掷远、爆堆不集中、周边超挖大、巷道成形差、围岩松动破坏严重等后果，特别在松软岩层中，周边很难留下半边眼痕。严重影响掘进速度，同时也增加了不必要
7、的支护成本。 3、锚喷支护施工技术 与传统的支撑式巷道支护相比，锚喷支护的技术性和经济性更为优越。当前，锚喷支护已经成为井下巷道支护的重要形式，但同时锚喷支护技术也是一项较为复杂的系统工程，它的成功与否不仅与巷道支护设计、现场施工、材料质量有关，还与巷道所处的围岩岩性密切相关。尤其是对于由于软岩产生的破坏，锚喷支护技术效果显著。 锚喷支护在原理上属于“主动”支护，其通过锚杆的安装，在围岩内部对围岩进行加固，迅速形成一个围岩支护的整体承载结构，充分地将围岩的自身承载能力加以利用，同时，减小围岩变形，防止离层和片帮，改善巷道的稳定。在巷道开挖后，岩体的原有力学平衡状态遭到破坏，使巷道周围的岩石发生
8、位移，造成应力的重新分布，导致顶板下沉、底板鼓起、两帮移近及片帮冒顶等后果。围岩所处的地质条件和物理力学性质，也使这些现象出现的时间、形式、及程度等有多不同。以断面为拱形巷道为例，依次安装锚杆后，锚固端与垫板之间会形成压缩带。这种压缩带在巷道围岩内形成后，它与巷道帮顶的深部围岩紧密啮合，行程类似于完整碹体。锚杆压缩带形成的碹体与巷道内衬混凝土碹、其它框形支架相比，拥有的抗压性能更好，这种结构也不易产生应力集中现象。由此可见锚杆支护不仅成本上优势明显，而且有很大的支撑力与发展潜力。 在支护安装前后，由于应力条件差，会在巷道围岩处产生变形，使喷体与外层围岩处于受压状态，即巷道围岩会产生切向应力。如
9、果围岩切向的压应力超过围岩的单轴抗压强度时，就会产生变形，严重的会发生断裂。锚喷支护巷道围岩受压所产生的断裂破坏，一般情况下首先是发生在拱顶部位。当断裂裂口碎屑脱离喷体后，裂口两侧的切向压力立即缓解，导致围岩向巷内移动，锚杆拉力同时增大，锚杆拉长。因为有围岩变形处断裂裂口存在，在切向应力作用围岩会向深部转移，导致断裂现象向深部发展，新的断裂碎屑在挤压过程中使外部断口扩大变宽甚至造成岩块脱落，杆体外端裸露。由于围岩变形，压应力继续向外层围岩转移，断裂继续向深部发展，导致锚杆切向载荷增加，使杆体呈弯曲变形导锚杆失效。 四、铲车装载胶轮车运输快速建井技术 斜井建井施工的整个过程中，排矸时间较长是制约
10、快速建井的主要因素，如何通过创新技术，改进排矸方式，加快排矸速度，就是关键所在。铲车装载、无轨胶轮车运输方式排矸解决了这一难题，加速了车辆周转，提高了装卸效率，达到了快速建井的目的。 1、装载、运输能力的提高。装载设备采用 50 型铲车临工，装载能力达 5t，与 PB60 型耙斗装岩机相比，装载能力提高 8 倍之多。运输设备采用胶轮车，型号为金王子，运输能力达 15t，是 1t 矿车运输能力的 15 倍，是 5t 箕斗车的 3 倍，提高汽车吨位，可以提高运输效率，配套要提高机械化水平，这样就大大提高了装载运输能力，加快了排矸速度。 2、提高胶轮车运输生产率。汽车的制动性是汽车的主要性能之一，因
11、此应在汽车具有良好的制动性来保证安全行驶的条件下，提高汽车行驶速度，从而获得较高的运输生产率。要提高自卸汽车的运输效率，还要考虑自卸汽车与铲车铲斗容积匹配问题，一般认为，当运距在1000m1500m 时，自卸汽车容积和铲斗容积的最优比为（46）1。 3、装载运输环节简单，用工少，排矸工效高。整个排矸过程中，只需 1 名铲车司机和 2 名汽车司机就可以实现连续运输，省去了好多采用箕斗或矿车单钩提升的环节和人员，从而提高了建井速度。 4、铲车与汽车维修少，故障率低，保证了正常排矸。铲车与汽车维修少，使用中故障少，而且不受停电的限制，一般不会影响排矸。而单钩提升时，因受速度的限制（速度太快，容易落道
12、） ，提升生产能力较低，还有钢丝绳磨损较快，设备、设施故障率高，维修次数多，维修费用高，处理这些设备故障或更换设备要占用大量排矸时间，影响了整个小班的生产，从而影响到建井速度。 5、实现了一次性成巷。排空全茬岩矸需时不足 1h，约占用全班时间的 1/8，排矸功率提高约 3 倍多，由于排矸加快，帮部刷帮整形，补打帮锚杆，喷浆成巷，挖砌水沟，延伸敷设风水管、电缆线，全部随掘进头延伸而跟进，真正实现了一次成巷，加快了建井速度。 五、结束语 综上所述，煤矿斜井施工技术种类较多，在煤矿作业施工进行时，首先要选择符合煤矿矿井条件的施工技术，并制定科学的施工方案，监督施工人员按照施工方案进行施工，做好施工安全控制措施，保证斜井施工顺利进行。 【参考文献】 1张喜麟.煤矿斜井跑车综合防护监控系统J.煤矿安全,2011,04:85-86. 2雷升祥.浅析煤矿长斜井 TBM 法综合施工技术J.铁道建筑技术,2012,04. 3范世兴.大同矿区的几种斜井施工方法J.同煤科技,2011,02:37-39.
