煤巷掘进

煤巷掘进凿岩爆破掘进

一般用手持式防爆煤电钻，或用架柱式强制推进的煤电钻。用毫秒雷管全断面一次爆破，其总延期时间不得超过 130ms。多用耙斗装载机、蟹爪装载机和铲斗带式装载机装煤。在长距离煤巷掘进中可采用转载机，以缩短装载时间，提高调车效率。中国辽宁阜新高德煤矿，1980年9月煤巷月进1541m。

煤巷掘进联合掘进机

速度快、劳动强度小、工作安全，世界各主要产煤国应用较多。中国制造的ELM型悬臂式掘进机(见彩图)，用于断面为5.0～8.3m2中硬以下的煤巷和半煤岩巷，生产能力50t/h。悬臂式掘进机,由工作机构、装运机构、转载机构、支撑机构、行走机构、油压系统和电控系统组成。工作机构的主要部分是悬臂和切割头。悬臂用油压控制，可上下或水平摆动，也可适当伸缩。切割头大多为圆锥形或筒形，周围镶有截齿，以破碎煤岩。为充分发挥煤巷掘进机的生产能力和加快煤巷掘进速度，运输设备的配套方式有煤巷掘进机与链板输送机配套和煤巷掘进机与仓式列车配套两种。联合掘进机的掘进速度很快，通常采用锚喷支护；在松软煤层或破碎带中可用金属支架。中国开滦林西煤矿于1982年8月用AM-50型煤巷掘进机月进1312m。

煤巷掘进水力掘进

在水力采煤区中使用。由高压水射流破下的煤，被水冲到铺在巷道底板上的溜槽内，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

半煤岩巷掘进在巷道断面内，既有煤层，又有岩层，一般采取破底掘进，以保证巷道顶板的完整。煤层厚度小于0.5m时可全断面一次掘进；大于0.5m时，采用煤岩分掘分运的方式，以保证出煤质量。2100433B

其特点是：①煤层有瓦斯和煤尘（见矿尘）爆炸的危险，须采取安全防爆措施；②煤层较软，有利于机械化掘进；③地压较大，服务时间短，应采取相应的维护措施。

岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置，糯东煤矿作为新建设的矿井，岩巷掘进工程量一般约占总工程量的40%～50%，在生产矿井中占总工程量的25%左右。由于经济的持续发展对煤炭需求不断增加，矿井产量逐年增加，矿井开拓掘进进尺也大幅提高，但采掘衔接紧张的矛盾却日益突出，特别是涉及到采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道，这就要求巷道的掘进速度相应加快。但由于我矿的掘进设备革新慢，适应性差、技术不过关等因素影响，掘进技术的发展缓慢已越来越成为糯东煤矿可持续性发展的瓶颈，也是技术人员需要研究的关键性问题 。

在岩层中掘进平巷的作业。17世纪以前，岩巷主要靠手工挖掘，随后用人工凿眼、黑火药爆破、人力装岩和木棚支护，掘进速度有所提高。19世纪后期，欧洲出现了手持式凿岩机、矿用炸药与起爆器材，凿岩爆破法便发展成现代岩巷掘进的主要手段。现代已经采用机械破岩和出碴同时作业的联合掘进机掘进法，掘进速度有较大的提高。岩巷掘进作业方式有：①掘进与支护平行作业；②掘进与支护单行作业。岩巷掘进一般采用一次成巷，即掘进、支护、水沟三项工序一次作成。有可能时铺轨工程也应同时完成。

凿岩爆破掘进法 主要作业是凿岩、爆破和装岩运输。岩层不够稳定时，还需进行支护 。

凿岩爆破 常用的凿岩机有手持式、气腿式和导轨式，其动力有气动、电动和液压三种。目前各国普遍采用凿岩台车，最新式台车具有全液压程序控制、自动对孔位、自动进退等功能(图1)。根据岩巷断面大小和岩石坚硬程度，在工作面上布置若干个炮眼，通常采用浅孔，现已向孔深大于3.5m的深孔发展，并广泛采用光面爆破，以减少对围岩的破坏，使巷道周边平整。爆破后用局部扇风机和风筒通风,清除炮烟。

岩巷掘进施工技术对岩巷掘进速度的提高至关重要，掘进施工技术主要有爆破技术和支护技术2方面，爆破关键技术主要有中深孔爆破技术，光面爆破技术，支护关键技术主要为锚喷支护技术 。

岩巷掘进爆破技术

对岩巷掘进来讲，工业炸药(水胶炸药、乳化炸药)发展和毫秒雷管的出现为岩巷中深孔爆破和光面爆破技术提供技术支持。

1)中深孔爆破技术。我国岩巷爆破技术经历了全断面一次爆破、毫秒爆破、光面爆破3个重要阶段[#]。中深孔爆破技术主要是指炮眼深度1. 8 m以上的爆破技术，由浅孔爆破发展而来，其具有单循环进尺高，节省辅助时间和产成本的优点，因此，在我国岩巷掘进中得到广泛应用。现阶段，炮眼深度1. 8一2. 0 m的爆破技术成为主流。炮眼深度2. 2-2. 5 m及以上的爆破技术推广进展缓慢。

中深孔爆破技术离不开掏槽技术，掏槽效果的好坏由掏槽技术决定。我国岩石平巷掘进掏槽形式主要有直眼掏槽和斜眼掏槽2种主要形式，其优缺点如下:①斜眼掏槽。典型代表为楔形掏槽、锥形掏槽、楔直复合掏槽等。掏槽效率较高，掏槽面积大，所用炮眼少，但受断面尺寸限制大，角度较难控制;②直眼掏槽。典型代表为菱形掏槽、三角柱掏槽、四角柱掏槽、螺掏槽等，适用于任何断面，操作简单，易于掌握，但全断面炮眼数较斜眼掏槽数目多，抛掷强，另外，也有准直眼、分段直眼掏槽、直眼迈步式掏槽，其断面适应性强，掏槽效率高，但普及性不足。

2)光面爆破技术和定向断裂控制爆破技术。光面爆破具有的爆震裂隙少、保护围岩的完整性、提高围岩自稳和承载能力、减少超欠挖、节省成本、提高进度和质量，为巷道安全高效快速施工创造了条件，特别是使之与锚喷技术结合，大幅提高了锚喷支护效果。仅靠改善光面爆破技术，不能精确控制周边质量[[5]，在光面爆破基础上发展了切槽孔爆破、切缝药包爆破和异型药包爆破，成为控制爆破的高级形式。随着试验手段的进步，模型试验、数值模拟、动焦散和数码技术的应用使得切缝药包的研究更充分。

岩巷掘进支护技术

巷道支护技术直接影响到安全、支护速度、服务年限以及经济效益，煤矿井巷支护技术随着开采深度的增加经历了由单一型到联合多强化型的发展历程，支护材料从木材到钢筋混凝土衬砌，再到金属支架支护和锚杆系列支护。我国从1956年起在淮南、开滦等矿区进行锚杆支护应用试验，岩巷支护的重要发展方向，进入90年代，煤炭工业部提出了“三小”(小钻头、小锚杆、小药包)工作面示范性推广项目技术。由于锚喷支护具有技术先进，经济合理，速度快，效率高，围岩稳定性好，安全可靠，操作简便，劳动强度低等优点，受到煤矿井巷工作者的普遍欢迎，应用范围不断扩大。

到2009年，国有重点煤矿机械化程度85.5 %综采程度75. 79 %，综掘程度25. 87 %。对于岩巷掘进装备，主要有凿岩、支护、装岩、运输及辅助设备 。①凿岩设备发展主要经历了手持式凿岩机、气腿式风动凿岩机、液压(气动)凿岩台车和液压凿岩机。②支护设备主要有锚杆钻眼设备和喷浆设备。锚杆钻眼设备的发展主要经历了电动锚杆钻机、爬杆式锚杆钻机、钻车式锚杆钻机、支腿式气动锚杆钻机、机载式液压锚杆钻机;③喷浆设备主要有潮式、湿式喷浆机。④耙研机械的发展经历了人工装岩、耙斗装岩机、侧卸式铲斗装岩机、斗装岩机。⑤运输机械的发展主要经历了人力推车、4一St电机车和矿车、带式(转载)输送机、仓式列车和梭式矿车(临时研石仓)。岩巷掘进装备的发展为岩巷高效机械化掘进及其作业线的产生提供更多便利。