岩巷掘进机械化施工工艺探讨

岩巷掘进机械化施工工艺探讨

余家波王崇南

广西高峰矿业有限责任公司547205

摘要：近年来，随着工业用煤数量的不断增加，地下采矿难度也不断的加大。为了加快采煤进度，保证煤炭供应量，新科技设备不断投入采矿作业中去，掘进工艺得到了稳定发展，岩巷掘进机械化施工成为采矿施工的未来的发展趋势。

关键词：岩巷掘进；机械施工；工艺

随着煤矿开采作业的不断深入，可供露天作业的煤矿资源越来越少，为了保证煤炭供应，地下煤炭开采作业量加剧。在地下矿床开拓作业中，岩巷工程施工占有较大的比例，在新型技术的推动下岩巷施工机械化水平不断加快，已经成为地下煤炭开采的主要技术。

一、岩巷掘进机械化施工工艺探讨

（一）钻爆法机械化

目前我国的矿山岩巷在进行机械化施工中，钻爆法是应用较为普遍和成熟的工艺。

1、耙斗产配合气腿式凿岩机

耙斗产配合气腿式凿岩机这是一种比较传统的施工工艺，在进行煤炭开采中可以根据巷道断面的大小选择合适的耙斗产，为了保证生产的顺利进行，需要多台气腿式凿岩机、转载调车以及支护设备。由于施工工艺的差异性导致掘进机械化作业的能力也不相同，不但能够满足不同类型施工要求并且在我国多处矿山中得到普遍应用。月进尺的选择上一般在70米，在进行改革和创新工序后，例如：中深孔的爆破技术，岩巷掘进深度可以达到100米到110米。但是由于我国应用此种工艺时间不长，所以与国外技术还存在一定的差距，还有很大的发展创新空间。

以耙斗产配合气腿式凿岩机的掘进机械化作业，为了保证作业线上打孔作业的效果，在气腿式凿岩机的布置上要保证其数量，凿岩机的具体使用数量，要根据巷道断面尺寸、压风能力和施工队伍专业能力而定。一般情况下1.5平方米到2.5平方米需要配备一台掘进机。在施工作业中实行定点、定人、定机、定位的可以达到设备性能稳定、维修便捷、构造简单的特点，由于这些便捷性，使得生产作业的工作人员不用经过长期培训便可以参与生产。另外这种设备发配方法造价低且作业线广泛，对施工巷道要求也比较少。

2、全液压钻车配合侧卸装载机

全液压钻车配合侧卸装载机在施工工艺上具有凿岩速度快，装岩效率高的特点；相比其它工艺劳动量小，所需人员少，安全性高；对于大断面岩巷全断面可以实现一次性实现钻爆、定炮、起爆、支护，进而保证了岩巷全断面所用支护的完整性。但是此种工艺在应用初期需要投入资金较多，要求施工队伍专业能力和素质比较高，设备维修也比较繁琐，对于维修人员要求也较高，其可靠性也相对较低，因全液压转车和侧卸机都属于覆带行走，使用范围存在一定的局限性，不适用于对于轨道运输为主的矿井。目前岩石钻车钻孔深度在20米左右，最佳中深孔爆破为27米。

（二）岩巷掘进机械化综掘法

1、全岩巷悬臂式掘进机

此种施工工艺又叫部门断面掘进机，在作业中切割头每次操作智能对岩面进行小部门截割，要按照施工要求进行完成断面的尺寸和形状，需要连续作业多次才能达到，在其作业时，要同时实现煤岩破碎、调动行走、装载运输、喷雾灭尘的功能。起作业线主要是由主机搭配后续设备组成，主机主要工作是将岩石切割掉落，再由转运机将破碎的岩石运至所有器械设备尾部进行卸载，碎石在卸载后会由后续的转载机或者运输机运走。悬臂式掘进机其掘进臂可以自由摆动，可以将巷道断面按照要求切割成各种形状，并且切断面较为光滑平整，给后续支护工作创造便利。覆带式行走模式使设备灵活性增加，对于弯道、破路、复杂巷道的适应力增加。使用此种工艺，可以准确掌握巷道结构，减少对周围岩石的破坏性，减少混凝土使用量，提速较快。对于成本较低的悬臂式掘进机与其他设备相比，外形小巧且运转较为灵活。根据破碎岩石方式，部分断面掘进机由于其工作方式不同还可以分为横轴和纵轴两种。

全断面掘进机

与部门断面掘进机相比，全断面掘进机可以一次操作进整个巷道断面完整的掘出，因其驱动功率较大，所以对岩石硬度较高的中硬度全岩道作用较为广泛，所以又称为全岩掘进机。全断面掘进机自身具有设备机身重且长、成产效率高、对于大断面圆形巷道作业简单可以一次成功。在实际施工中可以先用刀盘直径小的掘进机先制成一条引导线，再用扩孔掘进机按照施工要求将施工图形和面积进行确定。此种方法与钻爆法相比具有安全性高、环保节能、快速优质的特点。在国外的隧道作业中应用较多，特别是在2千米-3千米之间的隧道。全断面掘进机对巷道周围的岩石破坏性小，巷道断面挖掘量小，岩石基础稳定，岩石断面较为光滑，后期巷道整修维护费低，机械胡普及度较高、生产效率高。

市面上较为先进的全断面掘进机TBM是由美国成产的，其特点是对于复杂地形适应力较强，特别是硬岩石掘进作业。由于TBM作业时掘进断面呈现圆形，需要其他配套设备铺地和开帮才能实现设计图纸中对形状和宽度、高度的要求，也就是说还需要应用钻爆工艺与之配合。此种设备在购置初期需要投入较多资金，设备的维修费也比较高。

二、岩巷掘进机械化施工工艺未来发展趋势

近年来随着新技术的应用，岩巷掘进机械在外形和细节上都有了很大的提高，未来发展中高性能的传感器和处理器、智能系统的有效运用，都可以极大的提高掘进机的施工效率和安全性。特别是远程操控技术和设备自动化技术的应用，在未来有可能实现岩巷掘进机的无人操作。

三、结束语

我国煤炭储量较大但是我国也是煤炭消耗大国，岩巷掘进机械化施工工艺的发展应用，提高了地下煤炭的开采，对于我国煤炭的持续工艺提供了强有力的保障。

参考文献：

[1]谢师明，胡超，贝家章等.充分运用科学方法提高岩巷掘进机施工效率[J].山东煤炭科技，2012（05）.

[2]田延栋.岩巷快速施工技术[J].能源技术与管理，2013（38）.

[3]肖斌，刘庆刚.岩巷机械化掘进作业线的探索分析[J].科技致富向导，2013（07）.