煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状及探讨

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摘要：本文简单的介绍了煤矿岩巷掘进的工艺以及其特点，并且主要分析了全液压钻车作业线。以期了解目前国内的煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状，从而有效地提高掘进机械化作业线的工作效能。

关键词：煤矿；岩巷；掘进；机械化作业线；应用现状

中图分类号：X752文献标识码： A

随着近些年我国国民经济的迅速发展及进步，需要越来越多的煤炭能源。我国目前的煤炭产量已经达到了30多亿吨，正向40亿吨的方向发展，每年大约掘进12000km的巷道。其中岩巷约为2000km，煤矿岩巷的施工工期长、施工难度系数大，而岩巷又是煤炭生产接续及新井建设的“咽喉”工程。岩巷岩石的硬度非常高，通常来说硬度系数处于4至8之间，甚至个别的可以达到14以上，另外我国目前的煤矿岩巷掘进技术还处于相对落后的阶段，种种因素导致岩巷掘进极大地限制我国煤炭工业的发展。因此，本文着重分析了我国煤矿岩巷掘进机械化作业线的应用现状，希望可以有效地提高煤矿岩巷掘进机械化作业线的工作效能。

一、煤矿岩巷掘进的工艺和其特征

目前我国多是采用手风钻钻孔，然后依次进行爆破、装岩机装岩（侧卸式、挖斗式、耙斗式）、矿车出渣、支护，这种施工工艺广泛运用于一些中小型煤矿，其具有初期投入成本低，使用灵活，可多台钻同时进行工作并且不受断面大小的影响等优点，因此其适应于施工断面小而不便机械化施工的煤矿区。然而这种施工工艺的人工成本过高、工作环境差、劳动强度大、钻孔速度低且危险系数高，这一系列的缺点表明我国煤矿岩巷掘进的施工工艺必须朝着机械化发展。

以下是我国目前较为经常使用的几种机械化施工工艺：

（1）全液压钻车作业线，先进行全液压掘进钻车钻孔，然后依次进行爆破、挖斗式（侧卸式、耙斗式）装岩机装岩、蓄电池机车+矿车、梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣，最后进行支护。该种施工工艺的优点有很多：炮孔深度及角度易于控制，非常利于光面爆破，并且可以有效地节约出渣费用和支护材料；降低了工人的劳动强度，由于操作人员在操作时远离迎头，是在支护下作业，提高了安全性；降低了粉尘、噪音，有效地改善了工作环境，从而减少了工作人员尘肺病的发生；相对于风动凿岩，全液压凿岩机凿岩的能量利用率得到了提高；钻孔速度及施工进度也得到了有效地提高。然而，全液压掘进钻车作业线也具有缺点：设备的结构相对比较复杂，技术含量高，这也就要求维修人员及操作人员具有较高的素质；另外由于设备需要进行相互错车，在断面较窄的矿区无法使用，当前梭式矿车宽为1.8米，全液压掘进钻车的宽度为1.2米，那么也就是说岩巷巷道的断面宽应该要大于等于3.8米。

（2）钻装机组（钻装锚机）作业线，是把凿岩机械、装载机械综合于一台机械设备上，就是所谓的“一体化”产品，尽管机械化的程度很高，但是实际使用时掘进速度并不是那么的理想，并不能被称之为“高档机械化”的技术设备。但是钻装机组也有一定的优点，其在小断面的巷道中及掘进速度要求不高的巷道中可能会有比较大的优势。

（3）综合掘进机作业线，其施工工艺主要是先使用综合掘进机进行割岩，然后采用矿车、梭式矿车或者是皮带输送机进行出渣处理，最后进行支护。该种工艺由于没有爆破震动，所以不会导致围岩遭到破坏，并且可以连续出渣。然而也具有难以克服的缺点，主要有以下几点：截齿寿命低，使用成本过高；掘进岩巷的岩石硬度受到了限制，要求巷道岩石的硬度在f7以下；为了克服掘进机在切割时所产生的反作用力，而且由于设备的体积较大、机重也较重，该种施工方法不适用于断面小于19平方米的巷道且不便于下井。

二、全液压钻车作业线

1、技术发展的关键

液压钻车效能的根本保证是凿岩控制系统和高性能的液压凿岩机，因此，选择合适的液压凿岩机，并使液压钻车的参数、结构等同液压凿岩机的性能相互匹配，已经成为了全液压钻车使用和发展的关键。从21世纪初开始，我国国产的液压凿岩机的可靠性以及关键性能就开始出现滑坡现象，许多劣质的产品以低价的形式广泛地存在于国内市场，从而导致钻车同液压凿岩机的性能结构、参数不匹配问题普遍存在。比如说液压凿岩机的冲击力最高只能达到14MPa，冲击功率达不到16MPa时的四分之三；转速低于200r/min，转矩低于250N.m，凿岩的速度降低15%以上，也就是说本来完成一个凿岩循环只需要80min左右，但是现如今却要100分钟以上。液压凿岩机蓄能器隔膜、侧供水密封以及液压回转马达等各种元件的安全可靠性大大降低，导致安全事故发生率高。究其原因，主要有以下两个方面：液压钻车厂家忽视液压凿岩机的基础性能，只是延续了20年前液压系统的参数；有些液压凿岩机厂家为了降低生产成本，盲目地修改设备技术参数，加大供液流量。所以国内市场应该加强液压凿岩机的生产规范，做好监督工作。

另外，要想充分地利用液压钻车作业线，就必须选择合适的装载机械，目前我国主要使用侧卸式装岩机。近几年，也有一些煤矿使用挖斗式装载机同其配套使用，该种配套模式可以实现连续装载，减少履带行走机构的故障，避免装岩机前后反复运动；然而能否可以适用于各种煤矿岩石的条件，比如说岩渣块度尺寸较为大，煤矿岩石腐蚀性大，煤矿巷道必须使用装岩机清底等，这些都需要在实践应用中作进一步的考核。

2、运行方式

该种掘进机械化作业线适用条件为斜井、平巷，最小断面在14m2以上、进尺米数在300m以上。运行的方式为：使用液压钻车打眼，光面控制爆破，工作面的矸石使用挖斗装载机将其耙入梭式矿车（1号）内，梭式矿车（3号）上的矸石经胶带转装载机，直接把矸石装至标准矿车。然后每一台电机车牵拉16辆标准矿车，从而满足一组梭式矿车上的矸石都由一列车同时拉出的要求，保证装岩和耙矸的连续性，从而实现装卸的同步化。梭式矿车的底部有一台刮板输送机，在将梭式矿车拉到卸载目的地时，开动刮板输送机卸载出岩渣。另外梭式矿车可以和各种装岩机配套使用，适用于弯曲平巷或直巷施工。梭式矿车的结构非常特殊，它既可以单台使用，也能多台搭接组合使用。把梭式矿车搭接组列使用，可以一次将放炮爆破的岩石渣全部运走，进而确保工作面上的装岩机可以连续装岩。实际生产经验表明，在进行岩巷掘进工程时，采用梭式装载运输方式有许多优点：投入低、降低掘进成本、提高掘进速度以及简化运输系统等。

三、我国目前需要解决的问题

首先，改造现有的煤矿岩巷机械化设备，使得设备具有防止下滑的能力以及一定爬坡的能力，从而提高岩巷机械化作业线的适用性；其次，在使用全液压掘进钻车以及侧卸式装岩机时必须做好安全防护措施，比如工作面保护平台和临时支护，从而有效地降低安全事故的发生率；最后，研究分析使用挖斗式装岩机施工锚杆或全液压掘进钻车，提高设备的综合性能，从而从根本上提高施工的速度。

结束语

根据煤矿岩巷巷道及其作业面的具体情况，比如巷道的长度和断面，科学合理的选择施工工艺和作业设备，并且对机械化设备进行改进，提高我国煤矿岩巷掘进的机械化水平，减少人工劳动强度，从而提高生产效率，而且可以有效地降低煤矿安全事故的发生率。

参考文献

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[2]赵宏伟.我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望[J].煤炭科学技术,2012(01).

[3]郭孝先.煤矿岩巷掘进机械化发展探讨[J].建井技术,2011(06).