溫 袞

（大同煤礦集團宏泰礦山工程建設有限責任公司， 山西 大同 037003）

1 煤礦巖巷快速掘進技術

1.1 爆破技術

毫秒雷管的出現(xiàn)和工業(yè)炸藥的發(fā)展促進了煤礦巖巷爆破技術的進步。中深孔爆破技術由淺孔爆破演變而來，其炮眼深度在1.8m以上，該技術的單循環(huán)進尺高，而且可以節(jié)省生產(chǎn)成本和輔助時間。目前中深孔爆破的炮眼深度大多在2 m以下，炮眼深度2.2 m以上爆破技術仍然應用較少。掏槽技術是中深孔爆破的關鍵，煤礦巖巷掘進主要有斜眼掏槽和直眼掏槽兩種形式。其中斜眼掏槽的面積較大且掏槽效率高，需要用到的炮眼也比較少，工作量小，但是受煤礦斷面尺寸的限制較大因而角度控制難度高。常見的直眼掏槽有四角柱掏槽、菱形掏槽等等，直眼掏槽可以應用于各種煤層斷面上，操作方法簡單且易于掌握，但是需要的炮眼數(shù)量較高。光面爆破技術也是重要的巖巷快速掘進手段，該技術爆裂震裂隙較少，可以確保煤礦挖掘過程中周圍巖石的完整性，確保圍巖的穩(wěn)定性和承載能力，超挖欠挖的情況可以得到有效的控制。但是光面爆破技術無法對巖巷掘進面周邊的質量進行精確控制，因而在此基礎上出現(xiàn)了異型藥包爆破、切槽孔爆破等控制爆破的高級形式。在現(xiàn)代化機械技術的支持下我國煤礦生產(chǎn)實踐中形成了鉆爆法機械化作業(yè)線，如圖1所示，該作業(yè)線的應用顯著提升了煤礦巖巷爆破法掘進的效率。

1.2 巖巷支護技術

以錨桿為主導的聯(lián)合支護手段在目前的煤礦巖巷掘進中較為常見。錨桿支護技術可以通過錨入圍巖的錨桿促使巖巷周圍巖石的力學特性發(fā)生改變，從而在巷道的周圍形成一個相對穩(wěn)定的巖石帶，再通過錨桿和圍巖的共同影響進行巷道的維護。錨桿支護具有適用性強、應用范圍廣、勞動強度低、維護成本小、采掘斷面少及通風阻力降低等優(yōu)勢，但是無法預防巖巷周圍巖石的風化，沒有辦法避免錨桿以及錨桿間隙巖石的掉落，因而在巖巷掘進過程中結合錨噴技術以有效提升煤礦巖巷快速掘進圍巖支護的整體效果。錨噴支護技術是近些年來應用最普遍、發(fā)展最快的支護技術，可以有效控制巷道的變形、初級巖巷掘進速度的加快，光面爆破與錨噴技術的結合也在一些井筒、煤倉、巷道維修中也得到了應用[1]。

圖1 鉆爆法機械化作業(yè)線

1.3 輸送技術

煤礦巖巷快速掘進中輸送技術應用具有重要的地位。膠帶輸送機可以避免傳統(tǒng)輸送方式的不安全因素，且可以同時進行物料和矸石的輸送，輸送效率較高。此外膠帶輸送機的鋼材、電力配件的消耗較少，可以節(jié)約煤礦巖巷掘進的成本，輸送的穩(wěn)定性較高且維護的難度較低，因而目前膠帶輸送機得到了越來越多煤礦企業(yè)的青睞。為了提高矸石轉儲的效率可以在膠帶輸送的中間位置搭建防護網(wǎng)，分開矸石運輸?shù)兰叭诵械?，將該段作為緩沖水平倉，確保煤礦巖巷掘進矸石高效率輸送。

1.4 綜掘法巖巷快速掘進技術

綜掘法是近二三十年內(nèi)發(fā)展起來的一種先進的煤礦巖巷快速掘進技術，主要是通過刀盤掘進機和懸臂掘進機的使用實現(xiàn)煤礦巖巷的快速掘進，掘進機設備集裝載、切割、轉運、降塵等功能為一體，具有連續(xù)掘進的突出優(yōu)勢，綜掘法機械化作業(yè)線如下頁圖2所示。刀盤掘進機在隧道掘進中的應用較多，但是在煤礦巖巷掘進中的應用效果沒有懸臂式掘進機突出，因而懸臂式掘進機作業(yè)是綜掘法煤礦巖巷快速掘進的主要形式。懸臂式掘進機作業(yè)線由主機和其他配套設備組成，包括懸臂式掘進機、除塵系統(tǒng)、帶式輸送機、橋式轉載機以及機載錨桿鉆機等。利用綜掘法進行煤礦巖巷的掘進可以將切割后的巖石利用轉運機構輸送至掘進機的尾部將其卸下，再利用輸送機、梭車等將破碎的巖石運走。但是綜掘法也存在適應性不強、對環(huán)境要求高、工作面除塵效率低下、配件可靠性及自動化程度不高等問題。

圖2 綜掘法機械化作業(yè)線

2 煤礦巖巷快速掘進技術應用

2.1 液壓鉆車配側卸裝巖機的挖進作業(yè)

煤礦巖巷掘進中ZCD60R型的側卸裝巖機較為常見，該設備的技術生產(chǎn)率及裝載功能都比較出色。在巖巷掘進作業(yè)中，側卸裝巖機采取全斷面的裝載形式，省去了工作面巖石的清理作業(yè)。而對于溜槽、托板較多的物料則可以采取直接運輸?shù)姆绞?，也可以保證較高的操作效率。液壓鉆車的型號以CMJ17較為常見，該類型鉆車的操作靈活性較高，且機身較小結構緊湊，對煤礦巖巷的地板、工作面以及頂板都可以進行鑿巖作業(yè)。CMJ17型液壓鉆車往往采取雙臂鑿巖的形式，鑿巖速度可以達到2.0 m/min，工作效率較高。

除了合理的機械選型之外，配套的作業(yè)線也是掘進作業(yè)效率的重要保障。液壓鉆車與側卸裝巖機配套作業(yè)線的優(yōu)勢主要有四點：一是巖巷掘進效率較高。氣腿式鑿巖機在大斷面巖巷中需要耗費200 min的時間鑿出70個炮眼，而液壓鉆車僅需60 min就可以鑿70個炮眼。此外相較于普通的耙斗裝巖機，側卸裝巖機工作效率是其3倍左右。二是作業(yè)強度較低。利用液壓鉆車配側卸裝巖機作業(yè)線進行巖巷掘進時，技術操作在一定程度上減少了人工的操作。三是安全性較高。不需要人工對掘進工作面鉆眼，側卸裝巖機取代原有的耙斗裝巖機可以避免斷繩以及鋼絲繩甩動情況的出現(xiàn)。四是巷道成型質量可以保證。該套作業(yè)線可以對炮眼方向進行有效的控制，斷面輪廓較為規(guī)整，巷道成型質量較高，但是容易出現(xiàn)支護困難的情況，進而對機械的應用性能造成制約[2]。

2.2 氣腿式鑿巖機配耙斗裝巖機的掘進作業(yè)

氣腿式鑿巖機以及耙斗裝巖機在中小型煤礦中的應用較多，其優(yōu)勢也十分明顯。首先，該種掘進作業(yè)方式的工藝性較強，打眼以及裝巖等工序受斷面尺寸的影響不明顯，可以直接實施平行作業(yè)。其次，這種掘進作業(yè)方式的生產(chǎn)效率也比較高，可以達到30～40 m3/h。但也存在一定的弊端，包括人員勞動強度高、危險性大、機械化水平低以及工作條件差等等。

2.3 懸臂式掘進機配帶式或梭車輸送機的掘進作業(yè)

煤礦巖巷掘進中采用綜掘法需要應用到懸臂式掘進機、帶式輸送機以及梭車等配套設備，自動化水平較高，掘進速度相對來說也更快，并且不會對圍巖造成過大的擾動，但也存在一定的弊端，例如機械操作難度較高，適應能力較差等，僅適用于巖石普氏系數(shù)大于8且地質條件簡單且斷面較大的巖巷中。

3 結語

煤礦巖巷掘進作業(yè)是工程量較大的系統(tǒng)性工程，其掘進技術的合理選擇至關重要。為了提高煤礦巖巷的掘進速率，需做好施工前期的實地考察，明確巖巷快速掘進的影響因素，制定針對性的掘進技術管理和安全管理措施，實施科學的施工組織，通過技術的創(chuàng)新與優(yōu)化促進巖巷掘進速度和質量的提升。

[1] 符如康.煤礦綜采綜掘設備智能感知與控制技術研究及展望[J].煤炭科學技術，2017（9）：72-78.

[2] 李闖.錨網(wǎng)索支護工藝在“三軟”突出煤層煤巷掘進中的探索與應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（13）：118-119.