煤矿岩巷快速掘进作业线配套工艺探讨
摘要：本文介绍了煤矿岩巷施工技术发展过程，分析了机械化作业线的发展现状，提出了煤矿岩巷机械化作业线发展方向和需解决的问题。
关键词：岩巷 掘进 快速 工艺
在煤矿建设和生产中，由于岩石硬度高，一般硬度系数f≈4-8，个别能达到12甚至更高，再者，为保证煤质，矸石一般不能进入主运煤系统，只能采用辅助运输系统，不容易实现连续运输，所以岩巷实现机械化快速掘进作业比较困难。相对煤矿煤巷掘进而言，岩巷掘进技术相对落后，掘进效率较低，因此煤矿岩巷掘进已成为制约我国煤矿工业快速发展的瓶颈。近年来岩巷综掘机、凿岩台车等机械化设备在一些煤矿企业相继引进使用，但由于截齿强度低、机械适用性、稳定性差等原因大都不能充分发挥其效能，因此如何提高煤矿岩巷掘进机械化作业线掘进效率已成为煤矿建设和生产急需解决的关键性问题。
1 我国岩巷机械化施工的发展过程
20世纪50年代，人力施工是煤矿岩巷施工的主要方式，如装岩推车出矸需要人力完成，打眼时需要工人手持凿岩机作业，在支护上，需要人工搭建木支架进行临时支护或采用料石砌碹作为永久支护。这种施工方式决定了煤矿岩巷掘进机械化程度低，效率低，体力劳动强度大。到了60年代，随着铲斗后卸式装岩机的推广以及气腿式风动机凿岩的应用，使得煤矿岩巷施工中工人的体力劳动强
度得到一定程度的降低。但是，由于装运效率依然很低、支护方式较为落后，造成施工作业的效率仍然受到很大限制。70年代，耙斗装岩机在实际的煤矿岩巷施工中得到了普及推广，同时，气腿式凿岩机的性能得到了改进和完善。在施工作业中，不少施工单位将耙斗装岩机或者铲斗后卸式装岩机与气腿式风动凿岩机的应用结合了起来，使得掘进进度有了很大提高。到了70年代后期，煤矿岩巷施工的许多环节都实现了机械化，在一些主要的工序，如钻、装、转、运、支等作业中，方便灵活、性能可靠的机械设备得到了广泛应用，岩巷施工技术得到全面发展。新型爆破器材、中深孔光面爆破、锚喷支护技术等的推广应用更是极大降低了工人劳动强度，使得工序得到了简化，岩巷掘进速度和效率得到了提升，真正实现了支护机械化。80年代，煤矿行业开始进行岩巷施工机械化作业线的试验和推广，这种机械化作业线以多台气腿式凿岩机、侧卸式装岩机的应用为主。通过对国外技术的研究，我国在1986年实现了凿岩台车的国产化。在此基础上，我国一些煤矿开始推广以凿岩台车、侧卸式装岩机为主的机械化作业线，并取得了一定的效果。但是因为当时国产液压件质量无法满足实际要求，导致漏油现象严重，设备故障频发，使得这种作业方式没能得到较好的普及应用。 2 岩巷施工机械化作业现状分析
目前，我国煤矿岩巷掘进主要采用钻爆法，从施工工艺上看主要有：①传统施工工艺，即采用手持式风动凿岩机来打炮眼及锚杆孔、耙斗装岩机装渣、固定箱式矿车运输的施工方法；②液压凿岩台车
和侧卸式装载机或挖斗式装岩机配合固定箱式矿车运输的机械化作业线；③岩石平巷综掘机配皮带转载机和皮带运输机的机械化作业线。
2.1 传统施工工艺 目前，风动凿岩机打炮眼，耙岩机装岩是我国岩巷施工的主要工艺 主要工序：打眼→装药爆破→临时支护→打锚杆→喷射混凝土→耙岩机出矸、装岩→矿车运输。目前进度水平一般为60-80m，若采用多用人，工作面上下台阶法作业、巷帮锚杆支护在耙岩机后面施工等措施，施工月进度也可达80-100m。 该施工工艺优点：①设备构造简单，性能可靠，维修方便，工人容易熟练掌握。②设备造价低，初期投入少。③适用范围广，满足了各种地质条件和工程条件巷道的使用要求。④各工序平行作业程度高，循环时间短，劳动组织灵活。⑤耙岩机前方可贮存1-2个循环矸石，当矿车供应不足时，矸石运输不受影响。
该作业方式主要缺点：打炮眼及锚杆眼机械化水平低，工人体力劳动强度较大，多人同时在迎头作业，危险性高，作业环境较差。 2.2 液压凿岩台车为主的施工工艺 液压凿岩台车和侧卸式装载机或挖斗机配合固定箱式矿车运输机械化作业线的施工工序：凿岩台车打眼→装药爆破→临时支护→打锚杆→喷射混凝土→侧装机或挖斗机配合固定箱式矿车运输矸石。该施工工艺目前月进度水平为80-100m，通过优化作业工序和劳动组织月进度也可达100-150m。若采用侧装机或挖斗机配合耙岩机装矸，耙岩机前可贮存1-2个循环矸石，矿车供应可适当滞后，可实现打眼、支护、出矸等工序平
行作业，矸石运输对掘进制约较少，则掘进效率还能提高。 该施工工艺优点：①打炮眼机械化程度高，降低了打眼工人劳动强度，操作者远离迎头，人员相对较少，提高了安全性。②炮孔深度、角度便于控制，光面爆破效果好，支护简单，且不浪费喷浆料。③降低噪音、粉尘，改善了工作环境。④提高了打炮眼的钻孔速度，加快了施工进度。⑤采用了侧卸式装岩机和挖斗机出渣清底，降低了劳动强度。⑥相对于传统工艺，施工效率高、成本低。 该施工工艺缺点：①初期投资大。②要求施工队伍机电维修力量强。③液压钻车和装岩机可靠性有待进一步提高。④只能适用于巷道宽度大于3.8m巷道，且巷道坡度不能太大。
2.3 岩巷综掘机作业线 岩巷综掘机可使岩巷工程实现综合机械化，在部分软岩地质条件下的煤矿得到了推广应用，其施工工序：掘进机割岩→皮带出矸→打锚杆支护。
该作业线优点不言自喻，其缺点：①对岩石普氏系数f>7的情况，切割效率低，截齿消耗多。②刀具寿命短，其费用占总费用85%，掘进成本高。③掘进机体积大，要求巷道断面不低于19m2。④初期投资高，掘进机机电设备多，要求机电管理水平较高。⑤掘进机割岩时，最好实现连续运输或阶断性连续运输，才能发挥掘进机效率。 2.4 另外，还有岩巷一体机等岩巷掘进设备 岩巷一体机主要设备有锚杆钻车、装岩机组成，可实现打爆破眼、出矸，打锚杆的全部机械化作业。锚杆钻车可实现临时支护、打锚杆，打炮眼等机械化作业，具有性能稳定，操作容易方便的特点。装岩机可装岩和清
底，且装有破碎锤，但破碎效率不高。目前，该作业线尚处于试验推广中，装岩机适用性能尚需进一步提高。 3 煤矿岩巷机械化作业线的发展方向和需解决问题
为保证煤质，矸石与煤要实现分装分运，必须采用矿车运输，无法实现连续运输，矸石运输费工费力，是造成掘进效率较低的重要制约因素。在未来一定时期内，液压凿岩台车凿眼，侧卸式装岩机配合耙斗机装岩将逐渐成为岩石平巷机械化作业线主流。若岩层硬度系数f<7的条件，岩巷综掘机则成为岩巷掘进的较好选择。 需解决问题：①研究的矸石运输方式和运输设备，实现连续运输或阶段性连续运输，提高运输效率。②提高凿岩机液压系统稳定性，从而提高打炮眼效率。③提高截齿性能，提高岩巷综掘机适用性。④研究可靠湿式混凝土喷浆设备，改善井下工作环境。 参考文献：
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作者简介：温永庆（1973-），男，龙湾筹建处副总经理，1997年
7月1日毕业于阳泉煤炭专科学校，现从事矿井基建管理工作。
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