摘要：岩巷快速掘进一直是个困扰煤矿发展的难题，尤其是坚硬岩石岩巷快速掘进更是困扰着煤矿技术人员，为此，本文结合实际，提出了利用钻装机、液压锚杆钻车等技术提高掘进速度的新尝试，取得较好的效果。
摘要：新技术；钻装机；液压锚杆钻机；应用
岩巷机械化是提高岩巷掘进速度的主要发展方向，目前比较理想的机械化施工方式是综掘机＋皮带机综合作业系统，基本上能够实现破岩、装岩、运输等主要环节的机械化作业，达到快速、高效掘进的目的。但该系统存在一个主要问题，当掘进巷道岩石硬度较高（Ｆ≥８）时，综掘机将不再具备优势，截齿大量脱落、截割头磨损、液压系统油温居高不下，甚至出现根本割不动的情况。当处于这种施工条件下，只能选择放炮掘进。传统炮掘施工工艺比较落后，速度较慢，如何才能提高硬岩巷道的炮掘速度呢？以钻装机打眼、液压锚杆钻车支护为代表的新设备、新工艺，推进炮掘生产方式转变。
1 问题提出
某矿施工的轨道大巷，设计长度800Ｍ，采用综掘机+皮带施工，支护形式为锚网索喷，锚杆间排距：0.8m×0.8m，喷射混凝土强度C20，喷厚70mm。，排矸辅助系统为１台耙矸机、1部皮带机。该巷道掘进初期，揭露岩性主要为砂质泥岩，施工较为顺利；中后期揭露岩性主要为砂泥岩互层、中砂岩，岩石硬度系数Ｆ能够达到8～10，掘进速度急剧降低。为了解决该问题，我们组织了相关技术人员攻关，将原用于综掘施工且应用成熟度较高的液压锚杆钻车引入岩巷炮掘作业线中，用钻装机打眼出货取代综掘机，和综掘机械化具有异曲同工之妙，新工艺设备的使用不仅减轻了职工劳动强度，保障了作业安全，更重要的是有效促进了炮掘安全高效进尺。
2基本概念
钻装机集凿孔和装岩 作业于一体的机械。适用于煤矿中小断面的平巷掘进 中钻凿炮孔、锚杆孔及装载作业；按装载方式分为耙斗式、侧卸式、后卸式、 扒爪式四种;按工作臂杆安装形式分为固定式和可拆 卸式两种。
液压锚杆钻车是指在岩石中钻孔井安装锚杆的自行式支护机械，用于地下矿山采场、巷道及其他地下工程锚杆支护施工。可钻装锚杆长度达5m，直径为16-45m。按锚杆型式分为钢筋砂浆锚杆钻装车、树脂锚杆钻装车、楔缝式锚杆钻装车、胀管式锚杆钻装车和万能锚杆钻装车。按功能分为专用和联合机组两类。
3 使用该技术的优点
与传统风锤打眼、放炮相比，使用液压锚杆钻车和钻装机施工工艺，具有以下优点：一是安全，操作人员站在机载临时支护平台上作业，可有效消除空帮、空顶安全威胁，避免片帮伤人等事故发生。二是高效，打眼成孔质量高、速度快。以往打眼遇到软岩夹钎子，硬岩打不动，有时遇到特殊地质条件，支护尤其浪费时间和人力，使用该项技术后打1根锚杆约8分钟，且扭矩大，快速紧固，一完成一炮顶板支护1小时左右就可以完成。使用风锤打眼，为了便于操作，节省人力、时间，每循环炮眼深度一般维持在2m以内，单循环爆破进尺1.8m左右；而使用液压钻车施工炮眼，则不存在人力、时间上的掣肘，炮眼深度可以达到2.3m～2.4m之间，每循环爆破进尺可达到2.1m～2.2m，大大提高了单循环爆破效率。三是确保职工身体健康，使用该设备，粉尘少，噪音小，对人体伤害小，职工劳动强度得到有效降低。四是效益，原来迎头支护、抱锤、运料大概需要9个人，现在4个人轻轻松松动动手柄即可完成。
4 保障措施
4.1 加强技术培训
鉴于“钻装机、液压锚杆钻车”炮掘作业工艺在该矿首次运用，为了突破技术瓶颈，该区从强化人员保障入手，选拔优秀技术工人，尤其是迎头液压锚杆钻车司机、钻装机司机和机电维护人员，全力投入到此项工作中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为保障机械化设备发挥应有作用，该矿成立了钻车大师工作室、岩巷炮掘支护机械化创新小组，加大创新工作室创建力度，提高技术攻关能力，为新工艺推广扫清了技术障碍。该区不断深化师徒结对子、技术比武等活动，形成“培训、练兵、比武”为一体的长效机制，激励职工练绝活、传技能、解难题。不断加大专业技能人才的培养力度，邀请设备厂家人员理论授课，选送骨干至厂家实操学习，提高了人员操作技能和设备维修技能，更加适应岩巷炮掘机械化发展需要。
4.2 加强设备维护保养
机械化作业线对系统要求极高，必须加大对辖区系统整治力度，如轨道、车场、风管、皮带机、亮化工程、供电设备更换等，做好机电设备配件保障。同时，狠抓设备管理，强化设备日常检修，严格执行强检制度，注重抓好设备的预防性检修，重点做好液压系统、转动部位等易出故障点的检查，力求把设备隐患消灭在萌芽状态，减少因检修维护不到位造成的设备损坏。严格实行设备检修包机到人，小班作业机电人员明确现场交接班，实现闭环保障。
4.3 合理分配任务
现场施工管理中，该区详细制定了月度小班分解计划表，按照时间节点，重点抓正规循环，明确了循环率、循环单进，确定了钻装机二运延皮带时间节点、位置，同时抓好平行作业、技术创新和安全生产标准化工作。
4.4 科学安排工序
根据现场施工进展，合理安排工序衔接。在确保安全的前提下，要求迎头打眼与拱部复喷平行作业，迎头支护与后方标准化整治平行等，避免窝工，提高工效。迎头作业人员少了，退下来的人员参与到其他工序的作业中，大力整治安全生产标准化，作业环境好了，施工场地更整洁了。
4.5采用高效炸药
该大巷施工揭露岩石以砂泥岩互层、砂岩为主，岩石硬度系数较高，岩石所受夹制作用强，爆破效果较差，使用液压钻车施工2.3m～2.4m深度的炮眼，爆破进尺平均不足2.0m，中深孔爆破效果不理想。即使采取了多打眼、多装药的策略，爆破进尺仍然不理想，且易造成炮眼利用率低，岩石碎块抛掷远，爆堆不集中，周边超挖量大，成型质量差等后果，炮眼利用率一般在60％～80％。
为解决爆破效率差，进尺不理想的情况，我单位积极与顾桥矿生产技术一科沟通，率先采用新型的高威力煤矿许用三级水胶炸药，该水胶炸药爆破威力为煤矿许用二级水胶炸药的90％，爆破效能远高于煤矿许用三级水胶炸药。
4.6 优化爆破参数加强爆破管理
首先要优化炮眼布置，减小炮眼间距，增加炮眼数量；采用深眼套浅眼的方式布置炮眼，从不同深度炸裂岩石，通过反复现场试验，我们将浅眼的深度最终确定为1.2m，并且确保每循环1.2m的浅眼数量不少于20个。其实是液压钻车施工炮眼速度较快，可以在炮眼周围加打一些眼孔，不装药，以增大爆破自由面。最后要规范职工装药操作行为，确保每位操作职工均能掌握炮眼布置及装药量，装药均匀，确保装药时能捣实，提高炮泥质量，确保封口泥符合要求；制定奖惩措施，严格把控打眼、装药各个施工环节，确保爆破效果。
5 结束语
在施工过程中，我们需要善于问题，勤于思考，逐步解决问题，逐渐摸索出一条硬岩巷道快速掘进的道路。实践证明，该项技术值得推广使用。
参考文献：
[1] 韦正锋.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用实践[J]. 城市建设理论研究 2015年03期.
[2] 李中宇，高永坤，刘永生.基于煤矿岩巷快速掘进技术研究[J].科技致富向导，2014（5）.
论文作者:宋 凯
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
标签：炮眼论文; 作业论文; 锚杆论文; 进尺论文; 岩石论文; 液压论文; 装机论文; 《工程管理前沿》2019年第09期论文;