摘要：随着经济建设的不断进行，我国对不可短缺的矿产资源仍大量需求。矿井实现“无人则安、少人则安”， 必须依靠科技创新,开展机械化、自动化、信息化、智能化技术改造。加强岩巷快速掘进，提高效率，降低劳动强度，逐步实现机械化作业线。本文就岩巷机械化快速掘进技术的应用进行了探究。
关键词：岩巷；机械化；快速掘进
1影响综掘速度的因素
1.1掘进、支护设备
掘进、支护设备的选择，直接影响掘进循环时间长短，淮南矿业集团张集煤矿现采用旧式掘进机的煤巷存在进退频繁、机底下陷问题，直接影响综掘效率；支护所用锚杆钻机需要人工进行频繁移动，进一步限制了进尺水平提升，掘进机的开机率也受到严重影响。
1.2支护工序
经测算，支护工序、破岩工序、运输工序所占总时间分别为51%~60%、21%~30%、11%~15%，可见支护工序占用时间最长。
1.3施工工艺
悬臂式掘进机配合单体锚杆钻机、后配锚杆（锚索）钻车和胶带输送机的综合机械化掘进属于淮南矿业集团张集煤矿应用最为安全高效的掘进工艺，该工艺施工流程为：“综掘机破岩→临时支护→顶板锚网（索）支护→掘进机铲底、出货→掘进机后撤→帮部支护→进入新工作面→循环作业，其中喷浆、顶部锚索滞后综掘机电缆车后方，方便平行作业。长期实践中发现，该掘进工艺在大巷掘进中，在短掘短支、一掘一支循环作业时比较安全、高效。
2巷道掘进层位选择
2.1工程概况
本文以淮南矿业集团张集煤矿-820m水平西翼胶带机大巷为例，该矿开拓505队对此大巷进行施工，掘进方向从-820m水平西翼轨道大巷拨门施工进料联巷，施工巷道总长约1780m。巷道开口炮掘施工约180m，15°斜巷后到胶带机机头段（-785m标高），上平巷施工40m，为掘进机组掘进提供有效空间。巷道剩余1660m采用EBZ260H型岩石掘进机掘进施工。-820m水平西翼胶带机大巷主巷掘进宽度为5.6m，净宽为5.4m；掘进高度为4.3m，净高为4.2m；巷道喷浆厚度为100mm，巷道掘进断面为20.71m2，净断面为19.55m2。
2.2当掘进巷道为坚固性系数＜4的不坚固岩石（包括煤巷）时，因岩石掘进机自身重量达到81t，加上第二运输部机架、除尘风机重量，在切割循环行走时，经常出现机组被陷，导致行走不力。排除困难花费时间太长。通过对每天掘进进尺的研究分析得出结论：巷道底板层位选在岩石坚固性系数为<6的岩体中为最优；同样巷道切割层位选在坚固性系数4~6的岩体中最佳；切割层位选在坚固性系数6~8的岩体中进度效果次之。
2.3当掘进巷道为坚固性系数>8的坚硬岩石时，因其岩石硬度过大，机组在整个切割过程中截割头磨损加剧，尤其对镐形截齿和齿座的磨损消耗最大。继而使得截割部机械故障率大大增高。因岩石硬度过大，机组切割的矸石较细，产生的粉末越多，造成巷道岩尘增加。
2.4岩石硬度过大，机组切割行进过程中阻力增大，同等条件下，机组在坚硬岩石（f>8）中掘进进尺相当于中等坚固岩石（4<f<6）掘进进尺的35％。岩石硬度过大必然使得掘进速度满足不了快速掘进的需要[1]。
2.5施工巷道沿4-2煤层布置，4-2煤厚0.2~0.4m，根据相关规定，巷道掘进每60m施工一组70m前探孔，防突效果检验合格后循环掩护掘进。
2.6通过对以上机掘层位的分析，要确定EBZ260H岩石掘进机最适合层位，就需要对前方未知巷道围岩进行探测和分析。措施如下：①首先通过查阅设计图纸资料获取巷道相关的岩性、煤层底板等高线、地质柱状、巷道坡度、地层含水等详细信息来选择适合层位。②通过对已掘相邻巷道岩层的瓦斯地质资料的分析比较来选择适合层位[2]。③通过在巷道正前方施工超前探孔，在巷道底板施工竖直向下探煤孔，向巷道前方顶板施工探孔等方式取得探孔第一手资料，再绘制巷道地质预想图和地层柱状图，从而确定巷道走向合理层位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3巷道掘进与配套系统
综掘机掘进巷道最大、最小控顶距依据机掘循环进度和锚杆支护参数来确定。现阶段在张集煤矿相同断面机掘巷道中普遍采用带帽点柱进行临时支护，型号为DWB25—30—100矿用液压轻型单体。规定最小控顶距为300mm，一掘两排，最高循环进度不超过1900mm；一掘一排，最高循环进度不超过1100mm。为了提高机组单进水平，减少临时支护时间，必须从改进临时支护方式、增大临时支护支撑力两方面着手。通过对EBZ260H岩石掘进机运用过程问题及意见的搜集再反馈回厂家，通过市场调研，项目部购置由山东天河科技有限公司生产的与EBZ260H岩石掘进机配套的机载临时支护装置。此临时支护装置使用后，缩短了支护时间，凸显了支护效果，保证了作业人员的安全，增加了机掘循环进度。
4出矸系统配置
为解决出矸问题，保证掘进过程矸石不囤积在工作面，对出矸系统进行了优化。东五盘区胶带输送机巷工作面出矸系统流程为：-820m水平西翼胶带机大巷工作面矸石→掘进机机载铲板→第一运输机→第二运输机→DSJ80皮带输送机6部（集控）→南仓→二副井箕斗提升装置→地面1.2m皮带输送机→运至张集煤矿矸石山。其中二副井筒箕斗提升系统矸石提升量为平均每10min提升1次，提升7.1m3矸石。每小时提升42.6m3矸石，EBZ260H岩石掘进机在-820m水平西翼胶带机大巷的掘进4.8~6.4m/d,矸石量约为150~200 m3。南仓容积为920 m3，足够储存矸石，保证该工作面掘进，每天保证提升5小时。
5劳动组织管理和工序优化
5.1劳动组织管理
5.1.1采用“三八”制作业形式，每班设跟班队长（或跟班干部）1名，跟班指挥，跟班随机排查隐患，检测工程质量、文明生产；设正副班长各1名，领导全班工作；综掘机司机、皮带司机持证上岗；安全岗员在各班组内发挥应有作用促进安全生产，班组实行工作面岗位交接班。
5.1.2值班干部24h井上值班，及时处理施工中的各种问题，协调各班生产。
5.1.3严格按措施规程施工，责任明确，互相配合[3]。严格执行岗位责任制。
5.1.4搞好职工思想教育工作，全体职工必须牢固树立“安全第一”思想，严格遵守纪律和规章制度。
5.2施工工艺
5.2.1工艺流程
综掘机施工工艺流程：交接班（安全检查）→掘进机铲底、出货→帮部支护→延皮带→割岩（出矸、运料）→敲帮问顶→挂网临时支护→顶部打锚杆→下一个循环，其中喷浆与打锚索在综掘机后方平行作业。
5.1.2作业方式
采用EBZ260H岩石掘进机掘进。出矸采用掘进机自带溜子和第二输送机，转运至带式输送机至南仓、二副井箕斗提升出矸。采用“三八”制作业，每班8h作业，另外配备1个机电维护班，1个标准化辅助班。
5.1.3切割方式
截割流程如下：安全检查（检查掘进机、皮带、瓦斯、支护等）→给皮带司机打信号开皮带→开第二输送机皮带→开切割头割岩（按进刀顺序割岩）→出矸（运料）。
5.1.4工序优化
分层施工，降低顶部支护高度，免去搭设支护平台，顶部支护至矸石堆往上0.5m，铲底后再进行帮部支护，帮部滞后迎头2~6排，降低人员贴近迎脸作业安全威胁；锚索使用CMM2-21全液压锚杆锚索钻车施工，锚索与喷浆作业均可以与迎头支护时平行作业。
结束语：
总之，岩巷机械化快速掘进技术的应用，能够有效地提高矿产开采的效率。当前我国经济发展背景下，对矿产需求量大，通过技术工艺的改进，能够更好的满足经济发展的要求。
参考文献：
[1]崔朋辉. 坚硬岩巷机械化快速掘进技术在屯留矿的应用[J]. 中州煤炭,2013(10):58-60.
[2]祁雨鹏. 快速掘进方法在煤矿岩巷中研究与应用[J]. 能源与节能,2015(03):186-187.
[3]刘华. 岩巷机械化快速掘进在北阳庄矿560区域的应用[J]. 科技展望,2016,26(02):64.
论文作者:冯依赞,信同表
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：巷道论文; 岩石论文; 矸石论文; 作业论文; 掘进机论文; 工作面论文; 淮南论文; 《防护工程》2019年第5期论文;