巖巷快速掘進設備的合理配置

摘要：隨著煤礦產能的增大，礦井開拓掘進進尺也大幅提高，但采掘銜接緊張的矛盾卻日益突出。目前應用廣泛的巖巷機械化掘進工藝弊端很多，不利于本安型礦井的建設，因此迫切需要新的機械化設備配套方案。文章結合多年煤礦實際工作經驗，對巖巷機械化掘進設備配套方案進行探討，并在汝箕溝煤礦32212安裝通路進行現場實踐，取得了良好的效果，以便類似生產條件的礦井參考。

關鍵詞：掘進設備；配置；高效

中圖分類號：TD421 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2011)24-0164-01

隨著煤礦機械化采煤設備應用的普及和深入，已使單個采煤工作面年產達千萬噸級甚至更高。隨著產能的增大，礦井開拓掘進進尺也大幅提高，但采掘銜接緊張的矛盾卻日益突出，特別是涉及到采區銜接、水平接替的開拓延伸巷道。巖巷快速掘進水平及技術經濟指標受多種因素的制約，主要包括設備配置、施工組織管理水平及施工工藝，它們之間相互聯系、相互制約。由于巖石巷道工程量大，而裝備水平多年來卻提高不大，掘進進尺與工效維持在一個較低的水平，一直沒有大的突破，與采煤緊密相連的掘進設備寥寥無幾，遠遠不能滿足煤礦采區接續的需要。為提高掘進單進水平，本文結合寧夏煤業集團汝箕溝煤礦32₂12安裝通路現在的裝備進行簡要的分析，提出一些改進的措施，以期達到巖巷快速掘進的目的。

1 影響巷道快速掘進的因素

①機械化裝備水平低。我國巖巷機械化作業線主要分為兩方面，一方面是高檔機械化作業線，即打眼、裝巖、轉載、運輸等主要環節實現機械化配套，用鑿巖臺車或鉆裝錨機組配大功率高效導軌式鑿巖機打眼，無軌裝載機全斷面裝巖；另一方面是裝載、運輸采用機械化，而打眼、噴漿等仍采用人工作業，屬于普及型機械化作業線。此方式勞動強度大、耗時長；井下運輸系統為單軌絞車運輸，使用絞車摘掛鉤工多，系統復雜、效率低，掘進放炮后矸石不能及時運出，影響掘進進度。

②巷道支護速度慢、成本高。目前巷道掘進后普遍采用錨噴支護，但由于打錨桿速度慢、巷道噴漿速度低、效果差，巷道掘進的平行作業程度較低，嚴重影響巷道的掘進速度和支護質量。

③爆破技術比較差。目前我國巖巷掘進爆破的特點是自由面少，巖石所受夾制作用強，而現場施工仍普遍存在少打眼，多裝藥，亂放炮的現象，造成的后果是炮眼利用率低，成型質量差，圍巖松動破壞嚴重。

2 工程概況

汝箕溝煤礦32₂12安裝通路布置在三層煤頂板中，巖性為灰白色粉砂巖，局部相變為細砂巖，直接頂為黑色砂質泥巖，較軟，遇水易破碎。巷道設計長度為270m，掘進斷面15.72m²，以3‰流水坡度平掘，采用錨噴支護，錨桿采用Ф20mm建筑螺紋鋼錨桿，排間距800mm×800mm，噴射砼厚度100 。

3 掘進設備的配套方案比較

3.1 方案一

風鉆打眼爆破，耙斗機裝巖，礦車運輸，具體方案如下：2臺YT-28氣腿式鑿巖機，2人／臺，兩臺平行作業；1臺P-60B耙斗機，一次裝車最多兩輛；數輛MG1.1-6A礦車，操作人數2人。

該方案初期投資少，操作簡單，普通巖巷斷面12m²左右，月進度平均在70m左右，而綜采月推進速度一般在150m左右，顯然不利于生產接續。目前煤礦應用的最普遍，使用的也較成熟，所暴露的問題也較多。

①風鉆設備對操作人員的身心健康危害較大。風鉆開啟打眼時噪聲達90dB以上，長時間作業使操作人員的聽力大幅下降。風鉆工作時超強力的振動使操作人員周身振動、手臂麻木，嚴重者小便失禁。由于濕式打眼，打仰角眼時水會順著操作人員的手臂流向身體，淋濕衣服。操作人員直接在工作面作業易片幫或掉渣傷人，危險性較大。風鉆打眼時巖塵較大，廢氣排放較多，易使操作人員患矽肺等職業病。

②耙斗機裝巖存在的危險源較多。耙斗機裝巖時滑輪楔易拔出、耙斗鋼絲繩易拉斷傷人。拖拉耙斗的鋼絲繩磨損較快，更換頻繁。一次裝車數量少，倒車頻繁，占用工時多，人員勞動強度大。耙斗機距工作面20-30m之間始終存有破碎巖石，鋼絲繩在來回拖拉耙斗的過程中與巖石碎塊摩擦易產生火花，對高瓦斯礦井而言存在一定的安全隱患。

3.2 方案二

采用巖巷綜掘機組掘進，具體方案如下：1套EBZ200H掘進機組，一人操作一人警戒指揮；1臺SSJ80／100／2 90皮帶輸送機，1人操作。該方案最大的缺點是：截齒直接作用在巖體上，巖石粉塵顆粒微小，飛揚在風流中的濃度太大，作業區域及后巷能見度很低，至今尚無有效的解決辦法；巖體硬度f達到8以上后其掘進效率將大幅下降，設備故障率將會陡增，設備維護成本將大幅提高，掘進進度甚至低于炮掘工藝。

3.3 方案三

全液壓鉆車打眼爆破，挖掘裝巖機裝巖，礦車串車運輸，具體方案如下：1臺CMJl7型全液壓鉆車，一人操作一人指揮；1臺ZWYlOO／45L型挖掘裝巖機，一次裝車一列(6輛)；1臺B800型膠帶橋式轉載機配合裝車。

3.3.1 施工工藝及勞動組織

液壓鉆車雙臂同時打眼(炮眼、鉆桿眼)，礦用挖掘式裝載機裝碴至1噸礦車(一次裝6輛)，蓄電池電機車拉運排碴。具體如下：交接班一看中線一打眼一裝藥一放炮一出碴一臨時支護一打錨桿一噴漿一驗收。根據礦井運輸和地質實際情況，采用“三八”作業制，每天進尺3.2m。

3.3.2 采取的安全措施

①打眼時液壓鉆車雙臂同時進行，以縮短打眼時間，工作面打眼時，裝巖機必須停穩在空車道一側，后面可組織永久噴漿。眼全部打完后，鉆車退回原位。放炮后，及時打錨桿，后部可裝碴。

②為提高出車速度，并確保設備有足夠的安全距離，防止放炮崩壞，設備停放位置距迎頭30-50m為宜，同時必須采取必要的遮蓋保護措施。

③打眼順序為：左臂從左幫至中線逐步進行，右臂從中線至右幫逐步進行，快臂協助慢臂又求同時結束打眼，消除停歇時間。

④裝碴時裝巖機和蓄電池電機車緊密配合，步調要一致，穩步裝運，安全作業。

3.3.3 效果分析

①鉆車雙鉆臂機動靈活，具有六種動作，能在工作面任意位置打眼，補償定位準確，液壓力打眼速度快，在同類巖石和鉆孔參數條件下，液壓鉆車比風鉆速度提高2倍以上。

②鉆車采用全液壓操縱系統、履帶式行走機構，動力單一化，耗能低，濕式打眼，水力沖洗炮孔，適應性強，克服了前兩個方案中操作人員在操作中受到的職業危害(勞動強度大、噪聲、廢氣和粉塵等問題)，改善了工作環境。

③司機操作距離工作面較遠，處于支護下工作，防止了空頂作業，有利于安全生產。

④裝巖效率高，放炮后裝巖機能夠及時干凈裝渣，可使永久支護緊跟迎頭，巷道一次成形，便于生產管理。

⑤單進大幅提高，這種作業線，實際單進可達90m／月，如果采用中深孔(孔深2.5-3.0m)爆破，皮帶機連續運輸，并提高裝巖機功率，則單進可達120m／月以上。

4 結語

巖石巷道的掘進工藝是一個系統工程，受多種因素的制約。上述全液壓鉆車巖巷機械化掘進優化配套方案，取得了良好的社會效益、安全效益和經濟效益，達到了預期目的，在安全高效礦井建設中必將有良好的推廣前景。因此，生產單位應在現有裝備條件下，以少量增加投入、改進爆破技術、提高管理水平、改進勞動組織方式為主要手段，切實提高巖巷施工速度。