摘要：目前，我国煤矿巷道掘进绝大多数为煤巷、半煤岩巷，为了提高掘进效率，首先必须掌握地质情况、水文条件、煤层赋存、煤岩性质以及瓦斯浓度等条件；其次要合理选择巷道施工工艺，安排钻爆工作、施工设备、运输及转载等环节，科学编制施工组织图表，贯彻“正规循环、一次成巷、精心组织、严把质量关、杜绝返工”的方针,从而提高掘进速度。
关键词：煤巷；快速掘进；钻眼爆破；综掘；炮掘；巷道支护
1、选用合理的钻爆工艺
1.1炮眼布置方式。通常情况下，掘进工打眼多凭经验，布置炮眼带有较大的盲目性，掏槽眼的位置、炮眼间距往往不符合要求，辅助眼与周边眼数目偏少，结果造成掏槽效果不好以及巷道周边欠挖等。不但浪费了人力、物力，且推进速度不高。炮眼布置方式多采用楔形和锥形掏槽。通常应将掏槽眼按对称巷道中心偏下布置；辅助眼应考虑到自由面的扩大范围；周边眼要考虑巷道帮因爆破作用而产生的爆破松动，其松动范围与煤层的性质有关，硬煤为150～220mm，中硬煤220～250mm，软煤为250mm。因此，周边眼眼位要与顶、帮轮廓线保持适当的距离，并适当减少装药量，避免发生超挖现象。
1.2炮眼角度、深度。布置炮眼要注重炮眼角度的控制，若工作面楔形掏槽角度偏小，则眼底间距大；反之，角度大，眼底就会提前钻穿，使炮眼深度缩短。周边挑顶，插边太多超穿大，致使爆轰波叠加减弱，爆破效果差，炮眼利用率低，爆破后遗留的眼残孔大，影响爆破效果。因此，掏槽眼深度要大于其他炮眼深度200mm，同时其他炮眼底应落在同一截面上。
1.3装药结构及装药量、炮眼封泥量。在瓦斯矿井掘进煤巷、半煤岩巷道时，应采用正向装药结构，根据炮眼深度不同，起爆药卷放在距眼口最近位置上，雷管与所有药卷的聚能穴朝向眼底，药包起爆后爆轰波由孔口向孔底传播，既有利于破煤，又可保证安全。不同性质的炮眼装药量应根据煤层的硬度系数确定，以免影响爆破效果。超过1.0m 的炮眼，封泥应不小于0.5m。炮孔堵塞质量对于爆破效果非常重要，目前现场掘进对此往往不够重视，不少情况下为不堵塞或一把炮泥堵塞。若炮眼的封泥填塞长度不够，遇到多装药则会产生冲炮现象，造成巷道断面不平整，并降低炸药爆炸能量的利用率，影响爆破效果甚至会酿成安全事故。
1.4爆破顺序。按照炮孔的性质装好不同的雷管段别，采用多段毫秒电雷管，按巷道掘进作业规程和爆破图表所规定的起爆顺序装炮，实现全面一次爆破，且总延时不得超过130ms，可以显著加快爆破工序的作业时间。掏槽眼与辅助眼不能同时起爆，更不得与周边眼同时起爆。
2、科学安排施工组织
2.1多台凿岩机同时钻眼，在半煤岩巷掘进(岩石占70%)中，以6.1m2 的梯形断面巷道为例，打眼设备使用YT-23型或7655型凿岩机，打一2.0m深的炮眼需约3min，全断面打眼25个，用单机打眼需75min；用2台凿岩机同时打眼只需35min左右；若配合得当，可用3台凿岩机打眼，仅需20min即完成一个循环的打眼任务。
2.2采用平行交叉作业，掘进中应充分利用巷道有效空间和施工顺序，除放炮通风工序外，其他工序均可与主要工序平行交叉作业:①交接班与安全质量检查、验收；②看中、腰线与准备凿岩机接风管；③工作面打眼与打锚杆眼;④打眼与钉道辅轨、移耙矸机；⑤架棚与工程质量自检、清理施工现场；⑥装药与瓦斯检查、撤离掩护设备工具；⑦装运煤与清理水沟。
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2.3掘进溜煤眼，采用快速调车方法，煤巷及半煤岩掘进机械化作业的选择要与全矿的生产系统相适应，使作业线的正常生产能得到充分保证。掘进煤巷时，在条件许可的情况下应在工作面起点附近选掘一条与溜煤上山相通的溜煤眼，以减少推车运输时间。随着工作面的延深、运输距离的增加，应合理地选择调车设施及调车方式，减少调车次数、缩短调车时间，增加耙矸机的连续作业时间，加快空、重车的调度速度。以P-30B型耙斗装岩机为例，该耙斗每装1车(1t)煤需45～65s，若人力推车调车，则时间过长。显然缩短调车时间对提高装车速度极为重要。若采用临时车场设临时转车道岔存车，可缩短转车距离达到快速调车的目的。另外还可以加长耙矸的过渡槽，使每次装煤能同时装2车。
3、煤巷快速掘进的措施
3.1选用性能优良的掘进机，提高设备可靠性，掘进机是实现煤巷快速掘进的关键设备。巷道掘进效率及其经济效益的提高取决于选择适应工作状况和条件的掘进机。掘进设备的工作对象是煤岩及部分矿物，工作时振动冲击大，加之井下环境恶劣，因此要根据使用条件进行选择，要求掘进设备必须保持长期连续工作。通过引进和国产化工作，我国掘进机的制造水平和使用已迈上了新台阶，开始了我国掘进机技术的自主发展。国产掘进机在液压、电气、元件的选用上，必须严格筛选，严把质量关，对部分国内产品难以过关的关键元器件应当选用先进国家的产品。在齿轮传动装置及机械连接装置方面，尽量减少串联系统，采用独立部件或组件。在有条件的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构，采用模块组装方式，既可简化结构，便于机械的拆装检修，又可大大提高设备可靠性。最终达到机器稳定性好，截割效率高，操作、维修方便，运行安全可靠的目的。
3.2采用现代化测控技术，提高机电一体化的程度，首先是掘进机操作实现自动控制，包括推进方向监控、切割电机功率自控调节、切割断面轮廓尺寸监控等；其次是实现掘进机工况监测和故障诊断，包括供电电压测控、电机负荷和温度、液压系统油压、油温及污染等监测。通过采用现代测控技术，对掘进机的工况监测、故障诊断和离机控制系统加以改进和完善，实现机电一体化，可以最大限度地提高掘进机的使用效果，有利于改进和完善煤巷快速掘进技术。
3.3推广锚杆支护，改进运输方式，提高设备综合配套能力，煤巷掘进效率低、机械不能充分发挥作用，在很大程度上与配套能力低、配套不完善有关。巷道掘进系统中的主要配套环节多、包括支护、转载、运输、供电、供水、通风、降尘等，要提高煤巷掘进效率、充分发挥机械化作用，必须提高设备综合配套能力，使之进一步完善。特别是支护和运输工作量大，占用时间多，必须解决好这两个关键环节，才能充分发挥综掘设备的潜力。
4、结束语
我国高产高效矿井建设过程中，随着综采技术水平的提高，采煤工艺的发展，单产、效率和综采机械化程度等指标逐年提高，采煤工作面数目大幅度减少，实现了增产靠增人、增面到增产、减人、减面的转变，步入了良性发展的道路。采用综合机械化掘进技术，提高了煤巷综掘机械化水平，实现了煤巷快速掘进。随着技术的更新进步，重型化、掘锚一体化、自动控制及远程遥控是掘进机的发展方向，在煤巷锚杆支护技术方面，主要是积极开展巷道围岩地质力学测试，研究与推广煤巷锚杆支护设计方法，制定锚杆支护材料系列及相应标准，完善锚杆支护施工机具，提高锚杆施工质量检测与监测技术，从而扩大煤巷锚杆使用范围，提高煤巷快速掘进水平、促进高产高效矿井建设。
参考文献
[1]姚庆汉，余开清.地质条件与开采安全[J].矿山压力与顶板管理.2002.
[2]侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护[M].徐州:中国矿业大学出版社.1999.
论文作者:罗利伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/31
标签：炮眼论文; 巷道论文; 作业论文; 凿岩机论文; 设备论文; 工作面论文; 掘进机论文; 《电力设备》2017年第24期论文;