阳煤集团岩巷普掘快速掘进技术

范 照

（阳泉煤业集团 生产技术部，山西 阳泉045000）

随着煤矿回采设备的飞速发展，工作面的回采速度逐年提高。为了保证矿井生产的正常衔接，一个高产高效矿井必须提高巷道的掘进速度。改进掘进装备，是提升掘进速度的一个最有效手段。随着掘进机功率的提升，煤巷综掘的单进水平有了明显提升。但是，煤矿岩巷普掘的掘进速度一直徘徊不前，并成为制约高产高效矿井产能提升的主要因素。从岩巷普掘工艺的生产环节入手，改进各环节的生产设备，实现了煤矿岩石巷道快速掘进。

1 阳煤集团岩巷普掘工艺情况

1.1 岩巷普掘工艺的主要生产流程

岩巷普掘的主要施工流程为：打眼、爆破落岩、排矸、支护、喷浆。

1.2 岩巷普掘作业使用的主要设备发展情况

（1）截止2011年底，阳煤集团在岩巷普掘工艺中使用的设备都比较落后，主要设备情况如下：

打眼爆破落岩：现岩巷打眼使用的主要设备为7655和YT－29A型风动凿岩机。

排矸：现岩巷排矸使用的主要设备为耙岩机和侧卸式装岩机配矿车。

支护：现煤矿的主要支护方式为锚杆、锚索、网联合支护，施工锚杆、锚索的主要设备为MQT－130型锚杆钻机。

喷浆：阳煤集团现使用的喷浆机主要为PC－8U型潮式混凝土喷浆机。

（2）2012年阳煤集团在岩巷普掘工艺中引进的主要设备

为了有效提高岩巷普掘的单进水平，解决高产高效矿井衔接紧张的局面，2012年阳煤集团引进了大量较先进设备。

引进的主要设备：施工炮眼的液压钻车，排矸用的扒渣机配套搭接梭式矿车（移动矸石仓），喷浆用的湿式喷浆机。主要设备参数见表1、表2、表3、表4。

表1 CMJ17HT型液压钻车基本参数

表2 ZWY－120／45L型煤矿用挖掘式装载机（扒渣机）基本参数

mm 2470行走速度／m／s 0.25±5%刮板链运输机构形式 双链双驱／单链单驱适用巷道坡度 ≤32°总功率／kW 55最大物料通过尺寸（宽×高）／mm 620×740外形尺寸（长×宽×高）／mm 11080×1980×2680适用巷道断面（宽×高）／m ≥挖取距离／2.8×2.8

表3 SSD25型搭接梭式矿车基本参数

表4 JPC5U－L型湿式喷浆机基本参数

2 新、旧设备生产效率的对比

以阳煤集团一矿施工的北翼回风巷为例，巷道为半圆拱形，掘进断面16.21m2，每循环平均施工炮眼70个，炮眼深度1.6m，每次放炮循环进度1.5m，松散系数按1.6计算，每放一茬炮产生34m3矸石。

2.1 使用旧式设备各工序用时情况

使用的旧式设备主要为：7655型风动凿岩机、P－60B耙岩机、MQT－130型锚杆钻机、PC－8U型潮式混凝土喷浆机。

施工炮眼用时：施工70个炮眼，平均用时178min。

排矸：使用P－60B型耙岩机，每个循环排矸用时200 min。

支护：平均每排顶部施工1.5根Φ17.8mm×6200 mm锚索和7.5根Φ20mm×2200mm锚杆；两帮各施工1根Φ20mm×2200mm锚杆，平均每排支护用时147min。

喷浆：每小时喷浆3t，每小班喷浆15t。

2.2 新旧设备生产效率对比

施工炮眼效率提高情况：液压钻车有两个钻臂，并且与气动凿岩机相比，钻速可提高50%～100%。以阳煤集团寺家庄公司施工的中央盘区胶带巷为例，液压钻车施工70个炮眼平均用时79min，生产效率提高55.62%。

排矸效率提高情况：使用扒渣机出完34m3矸石，平均用时150min，较耙岩机用时少50min，出矸效率提高25%。

喷浆效率提高情况：湿式喷浆机喷浆前需要用水润管，喷浆后需要洗管，两个工序用时约40min（润管10 min，洗管时间30min。正式喷浆后每小时喷浆4.5t，每小班喷浆21t。每个小班湿式喷浆机比潮式喷浆机多喷6t，效率提高40%。

根据以上较先进设备与旧式设备效率对比，每个循环平均节省时间149min。

2.3 掘进速度提高对比

（1）2011年阳煤集团一矿在使用旧式掘进设备的情况下，全年施工北翼回风巷896m，平均月进尺74.67m，最高月进95m，日均进尺2.489m，最高日进尺4.5m。

喷浆情况：日均喷浆成巷5m，月均成巷150m。

（2）2012年5月份开始使用较先进设备，5～10月累计施工进尺548m，平均月进尺91.33m，最高月进尺为112m，日均进尺3.04m，最高日进尺7.5m，掘进速度提高22.31%。

喷浆情况：日均成巷6.5m，月均成巷195m，喷浆效率提高30%。

3 新旧设备其他方面情况对比

岩巷普掘先进设备与旧式设备相比，除了在生产效率方面有较明显优点外，在其他方面也有较明显的优点。

3.1 液压钻车与风动凿岩机的对比

液压钻车与气动凿岩机相比具有许多优越性，输出功率大，能量利用率高，冲击力、冲击速度、冲击频率、扭矩、转速、推进力等凿岩参数均可调节，对岩性变化的适应性更强。减少能量消耗50%～70%，劳动消耗降低20%～30%，噪声降低15%～25%。保证了安全，避免了误钻瞎炮造成的伤亡事故。

3.2 挖掘式装载机（扒渣机）配合梭式矿车（移动矸仓）与耙岩机配合一般矿车的对比

（1）行走装置采用履带式，操作灵活、移动快捷、装矸范围大，实现了全断面装载，装矸干净、无尾工。

（2）扒渣机利用二运装置，可以和煤溜、皮带、梭式矿车配套使用，实现装载运输连续作业。

（3）扒渣机配套的冲击锤，可以破碎大块矸石，辅助挖掘水沟，减少放炮环节。

（4）扒渣机采用定向耙装，安全性高，避免了耙岩机钢丝绳伤人事故，同时可以实现掌头打眼和外部出矸平行作业。

（5）移动矸仓储存矸石量大，最小的达到14m3，最大可达25m3。采用移动矸仓临时装矸，实现了运输连续作业，解决了矿车运力不足影响出矸的问题，缩短了排矸时间。

（6）可以实现矸石分装分运。针对没有独立排矸系统的岩巷，采用移动矸仓临时装矸，减少了系统环节改造工程。

3.3 湿式喷浆机与潮式喷浆机的对比

（1）湿喷机的混凝土输送采用泵送式，喷射距离达到150m以上，比潮式喷浆机增加100m。

（2）回弹率低。湿喷机回弹率均在10%左右，与潮式喷浆机相比回弹率平均降低20%。

（3）粉尘浓度低。喷浆作业时粉尘浓度比干式喷浆机降低50%以上，改善了作业环境。

（4）湿式喷浆机集搅拌、输送、喷射于一体，设计合理。除进行巷道喷浆使用外，还可以做为巷道底板铺底使用。

（5）泵送式湿喷机可以在开拓大巷远距离作业，转子式湿喷机可以在采区准备巷、横贯等断面较小的巷道使用。

4 结语

岩巷普掘使用较先进设备，在生产效率上得到了明显提高，掘进速度提高22.31%，可以有效地改善高产高效矿井衔接紧张的局面。先进设备除了在生产效率表现较为突出外，在安全生产和改善作业环境方面相比旧式设备都有明显提高。因此，煤矿岩巷普掘使用先进设备，并充分发挥设备效能，是高产高效矿井的发展方向。