摘要：近年来，我国的采掘装备生产制造水平在不断提高，国家非常重视机械制造产业的发展，出台了一系列向煤机制造产业倾斜的有利政策，激发了国内煤机企业科技创新的激情，一大批具有自主知识产权的专利技术转化为产品，并形成了一定的生产规模。企业作为技术创新的主体，快速地推动了我国煤机产业的发展。
关键词：煤矿岩巷；掘进装备；掘进工艺；发展方向
1岩巷施工技术及装备的现状
1.1气腿式凿岩机配耙斗装岩作业线
该岩巷掘进作业线，具有很多优点，这些优点大致可总结为:①高掘进率，在实际生产中，调度矿车虽有时会影响该作业线，但该作业线仍具有很高的掘进率。②工艺性良好，可采用多台钻机一同进行施工作业，也可只用单台钻机作业，具有较大的灵活性，断面形状情况及尺才大小通常不会影响掘进作业，并且可边打眼，边装岩，二者可平行施工，高产、高效。③高可靠性、具有较强的价格优势，因实际操作工艺相对较简单，易学习，好普及，再者生产前期投入相对较小，因此该项掘进作业线，受到了很多煤矿企业的青睐，特别是一些小型煤矿企业。但经长期实践，人们发现该种作业线存在的问题也很多，如所用人力资源较多实际人工成本相对较高，生产环境恶劣，工人作业强度较大，且具有一定高危性，不易钻孔钻进。④实现自动化支护存在一定困难，因无法配套合适的自动支护锚喷机，这样会对实际掘进率产生较大影响，很难实现最大化的掘进率。
1.2液压钻车配侧卸装岩机作业线
对于该作业线而言，履带式全液压钻车与侧卸装岩机是作业过程中主要用到的两种设备，该种作业线属于一种相对较先进的岩巷掘进技术。对于履带式全液压钻车而言，其主要具有下列三种优点:①双臂可实现同时凿岩，且实际凿岩速率相对较高。②机器结构不大，相对较紧凑，具有很高的机动性、灵活性，加之行走机构为履带式结构，具有较强的爬坡能力，可轻松到达断面各处开展施工作业。③该种工艺施工作业中所用的动力为单一动力，耗电量低，产生的噪音小，可很好的改善掘进工作面实际施工环境，且工人作业强度低，可大幅提高生产工作面施工效率与实际施工质量。
对于履带式侧卸装岩机而言，其主要有下列优点;①装载能力较强，生产效率相对较高。②全断面装岩可全部采用机械化作业，工人作业强度显著降低。③借助背板以及溜槽等部件工作面便可进行短距离投送辅助材料。④工作面安全隐患显著降低，通过科学、合理的去除耙斗装岩机钢丝绳，这样便可大幅减少摩擦地面的可能性，可有效防止工作面发火。
该机械化配套作业线所包括的优点主要有:①具有较高的操作安全性，在距工作面较远的地方施工人员便可开展钻眼作业，这样可有效降低施工作业风险。采用侧卸装岩机进行装岩作业，这样将不会存在原耙斗装岩机出现断绳等意外情况造成人员受伤的现象。②能够较为明显地改善掘进的效率，通过使用侧卸装岩机开展装岩工作，实际的工作效率要比普通耙斗装岩机作业效率高一倍。③可明显降低工人作业强度，通过把之前的单纯体力劳动科学、合理地转变为机器操作，在人力，物力，生产成本方面都可取得良好效果。④在进行巷道掘进以后比较容易成形，并且后期处理的工作大大减少，并且可以通过液压钻车来对炮眼的方向进行控制，可使得光面爆破很好的实施。由于掘进快，使得临时支护不能有效跟随实施。
1.3悬臂式掘进机配梭车、带式输送机作业线
这一施工工艺也就是综掘法，最为明显的特点就是具有非常快的掘进束缚，施工的质量与机械化水平都非常高，需要的人员比较少，配套性能以及工作环境也都非常好，在工作过程中也较少受到掘进扰动等的影响，受到了煤矿企业的青睐。但是在应用该技术作业的过程中，也存在很多问题，需要施工人员克服。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一，在掘进过程中对煤岩进行切割时，存在反作用力，为应对这种作用力，需要机器具有较大的体积和较高的机重。这也使得下井存在较大困难，也不适用于掘进断面比较小的巷道。第二，对施工环境要求单抽抗压强度在80MPa以下。第三，由于截齿的服务时间比较短，使得掘进的成本非常大。第四，对于围岩的岩性和地质的构造要求非常高，适应性也非常差。所以，需要有关人员进行不断改进。
2矿井巷道掘进工艺的发展
煤炭开采，掘进先行。随着我国煤矿开采强度与范围的显著增加，巷道掘进技术的不断进步，巷道的适应范围在不断扩大，巷道布置、断面形状、支护方式等出现了以下几个发展方向。
2.1岩巷向煤巷发展
岩巷向煤巷发展是煤矿设计选择的方向，更是大多数矿井提高经济效益的重要手段。
2.2岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展
综采一次采全高工作面的回采巷道大都采用沿煤层底板掘进，巷道留顶煤布置。对厚及中厚煤层的巷道布置，多采用沿顶巷道及全煤巷道。
2.3巷道拱形断面向矩形断面发展
拱形断面虽然能够改善巷道的受力状态，有利于巷道的支护，但对掘进设备的施工工艺要求较高，成巷速度低，难以保证成巷质量，有时还需要破坏顶板，出现矸石。对于回采巷道，拱形断面给采煤工作面端头的支护造成很大困难，采用锚杆、锚索支护，其可靠性已经得到解决，同时，基本上克服了拱形巷道的缺陷。煤层巷道广泛采用矩形断面已成为不争的事实。
2.4巷道从小断面向大断面发展
增大断面的巷道，适应了矿井发展的需要，为矿井机械化程度的提高创造了条件。
2.5单巷布置向多巷布置发展
单巷布置使系统功能小，矿井的抗风险能力小，安全系数低，矿井的安全生产保障能力低。
2.6巷道支护由被动支护向主动支护的方向发展
巷道围岩支护由被动支护向主动支护的方向发展，被动支护大体上有木支架、金属支架、石材整体支架等形式，这些支护形式对围岩均未形成一定的预支撑力，只有等围岩变形或压力增大时，才能起到支撑作用。近年来，随着锚杆支护理论研究的不断深入，各种锚杆支护理论的提出和完善，使锚杆(锚索)与梁网组合支护形式得到了广泛的运用，支护体与围岩一体化主动支撑体系得到广泛运用和发展。
2.4巷道在向满足高地压和多次动压的方向发展
矿井开采力度的加大，上覆地层的高强度移动变形，形成较大的动压，对巷道的破坏较大。锚杆支护设计的研究在向着满足高地压和多次动压的方向发展。从煤矿巷道工程发展的方向来看，研究巷道的掘进工程非常重要。一个矿井，煤巷工程量要占矿井总工程量的75%～85%。在生产矿井的巷道总工程量中，煤巷工程占总工程量的80%以上。减少岩巷工程，尽可能多掘煤巷工程，是矿井提高经济效益的一项重要手段。为此，研究和探索煤巷的快速掘进装备和技术，是生产矿井的一项主要工作。目前的煤巷掘进破岩方式主要有钻眼爆破掘进和掘进机掘进两种。钻眼爆破掘进法，适应性强，但施工工序多，劳动强度大，掘进效率低。而掘进机掘进法，机械化程度高，劳动强度低，效率高，但适应性差，仅适用于煤巷施工。
结束语
煤矿机械生产企业作为技术创新的主体，快速推动了我国煤机产业的发展。当前，我国的煤矿开采和装备技术水平已赶上和超过了发达国家。本研究主要分析岩巷的施工技术及装备现状，阐述全岩巷掘进机的技术发展趋势和矿井巷道掘进工艺的发展方向。
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论文作者:周萌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/8
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