提高巖巷掘進效率的措施

楊志強

（晉城煤業集團成莊礦，山西 晉城 048000）

1 影響巖巷掘進效率的因素

1.1 機械化設備程度不高

目前現有的巖巷掘進方式為人工打眼放炮+側卸式裝巖機裝矸，人工打眼所用的設備主要是YT-29 型風鉆。使用YT-29 型風鉆打眼，1 人負責操作鉆機，負責開啟風、水閥門，另1 人負責扎眼、更換鉆桿，退鉆時由2～3 人共同配合退出鉆桿。打眼鉆桿配備1.5 m、2.0 m、2.4 m 長的中空六棱風鉆桿和Φ42 mm 的“一”字巖石鉆頭。雖然YT-29 型風鉆操作簡單，但是在打眼過程中頂板不好或站在未支護的空頂區域或未處理的傘檐下作業時，頂矸掉落將作業人員砸傷，易發生人身事故；在更換鉆桿時未進行關風，人員誤操作也容易造成事故。而且YT-29型風鉆動力不足，打孔速度慢、操作人員多。因此，應該用一種新型設備來代替用YT-29 型風鉆。如果用全液壓鉆車代替用YT-29 型風鉆作業，用側卸式裝巖機裝矸相對來說是一種機械化程度比較高的裝巖方式，但由于側卸式裝巖機本身的局限性，使得這種機械并不能對比較大的矸石進行破碎。對于相對來說大的矸石只能人工用風鎬來破碎，這無疑又增加了人力。為了降低作業時存在的風險、提高巖巷掘進效率，需要改變現有的設備，就能有效地提高機械化巖巷的掘進效率，而且還能防止頂板事故對人員的傷害。

1.2 施工水平落后

成莊礦巖巷掘進技術與國外相比還存在一定的差距，主要是因為掘進設備的配套、施工工藝的落后不能滿足現代化礦井生產需要。目前成莊礦巖巷掘進全斷面放炮工藝流程為：交接班→安全檢查→放炮（打眼、保護、裝藥、連線、起爆、等待炮眼吹散）→通風、瓦斯安全檢查→敲幫問頂、找掉→出矸→修邊（備料）→敲幫問頂→臨時支護→掛迎頭護網（一次施工兩排時支護完第一排后再掛迎頭護網）→永久支護→清煤→自檢→下一循環。根據數據統計巖巷掘進人工打眼、放炮、支護所用時間較長，嚴重制約了掘進效率。為了提高掘進效率，需要通過提高裝備水平、優化施工工藝和合理組織生產，來滿足現代化礦井的生產需要。

2 提高巖巷掘進效率的措施

2.1 提高設備配套水平

2.1.1 方案一

把原有的巖巷掘進中占用人員大的地方全部改為機械化，即液壓鉆車+破碎裝巖機+SJ-80 皮帶（SGW-40T 刮板輸送機），實現鉆、裝、運、支全部機械化。具體設備配置見表1。

表1 方案一的具體設備配置

CMM2-15 煤礦用液壓鉆車是為掘進工作面斷面寬度為4～6 m、高度為2.5～4 m 的巷道而設計的，并且液壓鉆車在結構和功能上采用了整體升降的工作平臺，可以根據巷道的不同高度，通過升降平臺來調整人員的作業高度，從而實現巷道頂板、側幫（高度1.5 m 以上）上的錨桿孔、錨索孔、炮眼孔及探測孔的機械化作業施工。液壓鉆車具有鉆進功能全面、工作安全性及效率高、工人勞動強度低等特點，尤其是工人在使用液壓鉆車進行錨桿錨索支護作業時能大大縮短支護作業時間，提高支護效率和支護質量。本鉆車結構合理、機構緊湊、運轉靈活、操作方便，因而液壓鉆車是實現目前國內巷道掘進支護快速、高效、機械化的一種首選裝備為并且在設計上充分考慮功能的多樣化。針對目前礦井有掘必探的要求，利用鉆臂動作靈活性的特點增加了施工探測孔的功能，從而使得該機不僅能施工錨桿（索）孔，而且對處于巷道迎頭的炮眼孔、探水孔及探放瓦斯孔均能方便地進行施工作業，大大擴大了設備的作業面和適用范圍，同時也方便了井下作業，減少了井下設備種類，優化了巷道設備配置。

該液壓掘進鉆車與YT-29 型風鉆相比有以下優點：設有兩組鉆臂及鉆孔推進機構，均由液壓系統控制，且兩組鉆臂及鉆孔推進機構可獨立并同時作業；兩組鉆孔推進機構可實現不同位置和角度的旋轉，可進行全方位的頂板、側幫、錨桿、錨索、迎頭炮孔及探測孔的施工作業；設有可升降的前部支撐機構裝置，在迎頭空頂下可對作業人員進行保護。

ZCY-60 煤礦用全液壓側卸式裝巖機是一種可提高巖巷掘進效率，降低工人勞動強度的巖巷快速裝載機械。

2.1.2 方案二

利用巖巷掘進機進行割矸、出矸，即節省了放炮時間又能大大提高掘進速度，即：巖巷掘進機+液壓錨桿鉆車+皮帶或溜子出矸，全部實現機械化。具體設備配置見表2。

表2 方案二的具體設備配置

EBZ260 巖巷掘進機是一種可提高巖巷掘進效率，降低工人勞動強度的巖巷快速掘進機械，主要有以下特點：截割硬度不大于110 MPa；最大定位截割面積可達31 m2；最大爬坡能力18°。

2.1.3 方案三

利用挖掘機配合機組出煤：通過機組切割頭、鏟板、耙爪、機組小溜將煤拋至機組后方，挖掘機在后方通過挖斗將煤挖至溜子上，通過溜子、皮帶轉載最終運出工作面，即：巖巷掘進機+挖機+液壓錨桿鉆車+皮帶或溜子出矸，全部實現機械化。具體設備配置見表3。

表3 方案三的具體設備配置

通過三種方式在井下施工過程對比發現，方案一還需要人工進行放炮作業，一般工作面放炮時間基本上在三四個小時左右，影響時間較長；方案二減少了放炮時間，EBZ260 巖巷掘進機在割矸過程中一次成型，集割、裝、運與一體；方案三與方案二在掘進效果相同的條件下，設備配套較多，成本投入大，不符合降本增效的要求。

2.2 合理組織生產

為了提高巖巷掘進效率，實現高產高效，滿足現代化礦井要求，在不斷改變掘進設備和施工工藝、方法的同時，還要根據現場情況，合理組織作業人員，在安全得到保障的同時，有效地組織生產。

2.3 完善施工方法和工藝

目前為了提高巖巷掘進效率，我們要改變舊的掘進方法，通過新裝備、新技術的組合，結合現場實際情況來逐步改變掘進工藝，提高巖巷掘進效率。首先在施工工藝上必須保持連續，實現不同工序間的平行施工。最主要的是使用先進的掘進設備，從提高裝備水平上下功夫，來提高巖巷掘進的速度。

利用方案二的施工步驟：

1）應用EBZ260 巖巷掘進機進行割矸、出矸，一次成巷。每個班循環進尺為1～2 m，每次循環作業時間大約在1～2 h。

2）運輸。應用EBZ260 巖巷掘進機橋式轉載機SJ-80 帶式輸送機（SGW-40T 刮板輸送機），實現煤（矸）運輸全部機械化。

3）支護。EBZ260 巖巷掘進機把工作面矸石出完后，退出掘進機。然后液壓錨桿鉆車進入工作面，利用液壓錨桿鉆車進行頂幫支護，這樣就能夠有效地降低工人的勞動強度，提高巖巷支護速度。

3 應用效果

目前這種巖巷掘進和錨桿鉆機車配合進行巖巷作業的施工工藝在成莊礦15 號煤的掘進生產中已經被投入使用，效果良好。與以前的巖巷掘進技術相比，依靠EBZ260 巖巷掘進機割矸、出矸，利用錨桿鉆機車支護，既能很好地解放勞動力又能增加掘進進尺。

以“人工支護+側裝機出煤”的炮掘工作面掘進工藝為例，這種掘進方式一般一個工作面需要的人數為8 人，一天三班生產，就需要24 個人。如果換成“錨桿鉆車支護+巖巷掘進機出矸”這種掘進方式，一般一個班有6 人就足夠了，相對于原來的掘進方式一個班減少了2 個人，三個班就減少6 個人。這樣既減少了人員數量，又提高了掘進進尺。