关于岩巷快速掘进的研究与实践

【摘 要】岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要地位，在面对采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道日趋紧张的问题上，唯一的解决途径就是加快巷道的掘进速度。淮南矿区大力推广岩巷机械化，在建立岩巷掘进机作业线的同时将较成熟的中深孔爆破技术应用到液压钻车作业线当中，在一定程度上实现了岩巷机械化快速掘进，为淮南矿区的快速崛起奠定了坚实基础。

【关键词】岩巷掘进机作业线；液压钻车作业线；中深孔爆破技术；研究与实践

引言

目前，在淮南矿区提高岩巷掘进速度主要通过两种途径：一是加大对中深孔爆破技术的研究与应用；二是大力推广岩巷机械化，提升岩巷机械化施工装备水平。目前已建成岩巷掘进机作业线13条，液压钻车和侧卸式装岩机配套作业线5条，并取得了一定的成绩。下面就淮南矿区某矿在岩巷机械化快速掘进方面所积累的经验加以介绍。

1 国产掘进机作业线

1.1 国产EBZ200H掘进机简介

沈阳三一重装生产的EBZ200H悬臂式掘进机，总重78吨，长×宽×高=11.5×3.6×1.9（m）。定位截割高度≤4.5m，最大（最小）掘进宽度：≤4.8m（>3.8m），设计截割硬度f≤100/80MPa，爬坡能力：±18°；截割电机功率：200/150KW；额定总功率：332KW；卧底深度：360mm。

1.2 工程概况

1.2.1 支护形式以及地质条件

某矿高抽巷设计长度1023m，直墙半圆拱形，净规格：宽×高=4200×3400mm。采用锚索网支护，Φ20×2200mm高强锚杆，间排距700×700mm；锚索规格：Φ18×6300mm，每排3根，间排距1400×1400mm。巷道主要揭露岩性为砂质泥岩、炭质泥岩、泥质粉砂岩、煤线、泥岩等。

1.2.2 出矸方式

截割后的矸石首先通过掘进机自身的转载输送机输送到后面的四部DSJ-800/2×40带式输送机，然后进入矸石仓（立眼），最后由运输队负责出矸。

1.3 锚索网施工工艺流程

安全检查、开机检查掘进机切割、出矸找净帮顶危矸活石（敲帮问顶）铺网、打设带帽液压单体点柱（临时支护）打眼、安装顶部锚杆、（锚索）开机检查掘进机出矸打帮部锚杆、挂网、施工锚索。

2 液压钻车作业线与中深孔爆破联合应用技术

2.1 液压钻车作业线与中深孔爆破联合应用技术简介

液压钻车作业线与中深孔爆破联合应用技术实际上就是在充分发挥液压钻车作业线施工特点（如可创造平行作业时间、平行作业空间、炮眼施工质量高、劳动强度低等诸多优势）的基础上，应用较为成熟的中深孔爆破技术，合理组织，优化施工，优势互补，最终实现进尺最大化。

2.2 工程概况

淮南矿区某矿巷道设计长度1500m，坡度为3‰上坡，支护形式为锚网喷，锚杆规格φ20×2200mm，间排距800×800mm；钢筋网为φ6.5×1000×1800mm，喷射砼厚度100mm，砼强度等级C15。直墙半圆拱断面，净断面：宽×高=5600×4300mm，S净=20.7m2 ，S掘=21.9m2；巷道岩性以粉砂岩、细砂岩为主。使用CMJ17液压钻车打眼施工。

2.3 液压钻车施工工艺流程

安全检查倒矸侧式装岩机平底液压钻车到位、打眼找顶清底装药连线警戒放炮通风安全检查顶部锚网支护喷浆（帮部锚网支护喷浆）。

施工中要最大限度上做到平行作业，采用“前面打眼，后面出货；前面施工，后面喷浆；前面喷浆，后面装车”的作业方式，优化了施工组织，更好地提高了工效和施工进度，加快了该巷道的施工速度。

2.4 液压钻车打眼的优势

与其传统的人工使用风锤施工炮眼，液压钻车打眼有以下优点：

2.4.1 安全性高

液压钻车打眼时，司机位于操作台，距山墙较远，避免了迎头掉矸、断钎等伤人事故的发生。

2.4.2 打眼速度快，省时省力

根据现场实测，液压钻车在中、硬岩石巷道打眼时，2.2m的炮眼需2分钟左右，而风锤施工同样深度的炮眼需5～7分钟甚至更长；钻车可一次打全茬眼，不需搭设脚手架，此一项可节时约50分钟。

2.4.3 职业危害小，噪音低、粉尘少

从以上优点我们不难看出，使用液压钻车施工炮眼不管是从炮眼施工质量、时间消耗方面还是从降低劳动强度等方面，都为缩短循环时间、提高循环次数以及爆破效率创造了有利条件。

2.5 爆破参数的选择及确定

2.5.1 掏槽方式

从目前国内外坚硬岩石巷道掘进爆破实例和理论分析来看，坚硬岩石巷道掘进采用的掏槽方式应考虑如下原则：

（1）掏槽形式越简单越好。

（2）要能获得较大的槽腔表面积和较高的炮眼利用率。

（3）直眼掏槽时，先爆炮眼应有较多的空眼辅助自由面。

（4）掏槽爆破不能占用较多的雷管段别。

遵循以上原则并结合该矿巷道断面情况，工程技术人员认为楔形掏槽在巷道施工期间可获得较大掏槽体积，应优先采用。同时，为避免槽腔中形成岩石大块，必要时可在楔形掏槽中布置2～3个直眼（可同深，也可较浅），这样能增加槽眼底部的炸药集中度，增强底部岩石破碎，利于改善破碎效果和提高掏槽效率。

2.5.2 炮眼深度

炮眼深度是巷道掘进爆破中最基本的技术参数。工程技术人员主要从钻眼机械、循环作业方式以及单位工时消耗三个方面综合考虑以及可获知的成功经验最终确定炮眼深度为2.2m，掏槽眼深度2.4m。

2.5.3 炮眼布置与装药量

根据巷道的断面、岩石坚固性系数、炮眼深度、药卷直径和单位耗药量，按照经验公式进行计算。当掏槽眼和周边眼布置好后，布置崩落眼和辅助眼以掏槽为中心，层层布置。

炮眼装药量要求是爆后必须将槽腔内岩石充分破碎并抛出，掏槽眼装药量要较其它炮眼要大，炮眼装药量不应过大或过小，应随岩性的变化而变化。

2.5.4 装药结构

为了改善炮眼的抛掷能力，爆破过程中采用反向连续装药结构。

2.5.5 联线方式和起爆方法

采用串并联方式和全断面一次起爆。其优点是减少爆破次数和降低产生拒爆现象。

2.5.6 炮泥质量和封孔长度

炮泥质量的好坏和封孔长度直接影响到爆破效果和安全以及爆轰波的吸收，炮泥质量好和封孔长度符合要求爆轰波能够充分的被煤岩体吸收，爆破效果好又安全；炮泥质量差或封孔长度不符合要求爆轰波大部分都作用到围岩和空气中了，爆破效果不好且不安全。因此，在实际操作过程中我们选派经验丰富的放炮助手进行装药并按规定进行封孔。

3 结语

在岩巷施工过程中，只有通过对现场认真观察、分析，找出影响施工进度的各种因素，在采用科学合理的施工组织与管理方法的基础上，完善各项规章制度、严格考核、加强职工技能培训、加大技术创新，才能将岩巷的快速掘进水平推上更高的台阶。

作者简介：

张少军 1977.9出生 2006年6月毕业于中国矿业大学能源学院采矿工程专业，2006年7月参加工作，现为淮南矿业集团公司新庄孜矿开拓二区技术员。