液压钻车作业线在大断面硬岩下山巷道中的应用

液压钻车作业线在大断面硬岩下山巷道中的应用

朱才坤

淮河能源控股集团煤业公司谢桥矿，安徽淮南 232001

摘要：随着采煤机械化程度的不断提高及采煤新工艺的推广应用，矿井采掘持续的紧张局面越来越突出。那么，如何利用现有的设备与技术，提高掘进速度，实现安全快速掘进，是值得人们进行探索和研究的问题。本文根据新汶矿业集团公司华丰矿井的实际做法进行了具体分析和总结，值得推广和借鉴。液压钻车作业线是煤矿大断面岩巷掘进机械化的出路。根据一些煤矿的实践，并结合具体实例论述了在煤矿大断面岩巷中使用液压钻车的优越性、经验及当前存在的问题。

关键词：液压钻车；作业线；大断面；硬岩巷道；应用

就国内目前而言，全岩巷道的掘进始终存在施工组织繁琐、机械化程度低、工人劳动强度大、效率低、噪音大、施工安全难以保证的诸多问题。在煤矿机械化发展过程中，曾经尝试使用过全岩综掘机和液压台车，但效果不令人满意。经过各方面的调查考证，我矿引进了CMJ2-30型液压钻车和P-90型耙矸机岩石作业线，初步在二水平东翼B4煤层底板回风上山应用，根据现场的实际情况，我单位不断进行技术创新、管理创新、施工组织上不断改进，同时向兄弟单位不断取经，摸索出了一套行之有效的方法，彻底改变了全岩巷道中存在的种种弊病。

目前，煤矿岩巷掘进一般采用钻爆法和岩石掘进机机掘法，岩石掘进机需要的断面较大，使用成本较高，对于大多数矿井的普通断面经济性不高，本文中不做讨论，多数矿井还是普遍应用钻爆法掘进，使用几种设备组成机械化掘进作业线。
1主要岩巷掘进设备
煤机市场上大量供应用于钻爆法掘进的岩巷掘进设备主要有以下几大类：钻孔设备主要有煤矿用液压钻车（又称“凿岩台车”，以下简称“钻车”），也有少数矿使用锚杆作业车兼做钻炮孔和锚杆孔使用，装运设备主要有耙斗式装载机（以下简称“耙装机”）、煤矿用侧卸式装岩机（以下简称“侧卸车”）和煤矿用挖掘式装载机（以下简称“扒装机”），还有集钻孔与装运于一体的综合掘进设备煤矿用钻装机（以下简称“钻装机”）等。其中钻孔设备以钻车为主，装运设备主要使用侧卸车和扒装机。
2影响岩巷掘进速度主要因素
各矿的钻爆法工艺流程虽不尽相同，但从使用情况看，目前在应用的各种岩巷掘进机械化作业线，其装药爆破时间大致相同，要使作业线发挥最大的效益，均应该从缩短钻孔时间、提高装载效率和缩短矸石转运时间三方面来考虑。
2.1缩短钻孔时间

许多煤矿都开始使用钻车代替风锤进行炮孔的钻凿作业，缩短了钻孔作业的时间。
2.2提高装载效率

提高装载效率首先应根据所掘进巷道的条件和设备供应情况，尽量选用高效能的装载设备，实现连续装运。
2.3缩短矸石转运时间

有了高效率的装载设备，必须配备高效能的转运设备，使转运设备的能力与装载设备的能力相互协调，才能充分发挥机械设备的效率。

3机械化作业线介绍

近年来，国内各主要煤矿均大量采用钻车加扒装机或侧卸车配套使用的作业线，该机械化作业线可以有效缩短钻孔时间、提高装岩效率，配合大功率皮带机、刮板机或矸石仓等缩短矸石转运时间，达到提高掘进速度的目的，以下是几种典型的配套作业线型式：
3.1钻车打孔、爆破，后由耙装机装矿车

此种方式由于耙装机工作情况限制，除矸效率低，且耙装机上的钢丝绳存在极大的安全隐患，国家相关法规也对耙装机的使用做出严格的限制，目前已经在逐步被淘汰。
3.2钻车打孔、爆破，后由侧卸式装岩机装运

把矸石装运到矿车、皮带机或刮板机上，由于侧卸车具有机动灵活等特点，除矸彻底，效率高，目前应用量很大。这种配套型式的缺点是钻车和侧卸车在工作切换时需要在巷道内错车，错车时还要让开矿车、皮带或刮板机，需要的巷道宽度较宽，并且由于侧卸车行走频繁，对电缆、水管、风管等管路的保护要求较高。
3.3钻车、扒装机配套皮带运输系统

这种配套型式是由钻车、扒装机配套皮带运输系统，将矸石通过二运皮带转载到井下的大皮带运输系统，从而实现矸石的连续运输。这种配套型式由于扒装机可停在皮带前方，错车时需要的巷道宽度比钻车和侧卸车配合要窄一些，作业过程中需要给在主皮带运输机上给二运皮带的龙门架铺设一定距离的轨道来实现安全躲炮距离。
3.4 钻车、扒装机配套矿车运输系统

这种配套型式是由钻车、扒装机配套矿车运输系统，将矸石通过二运皮带转载到矿车进行运输作业，这种作业型式需要的配套设备较少，维护工作量较小。但其出矸效率需要靠矿车的调动效率和整个矿井的运输能力来保证。

4 具体应用

4.1概况

我矿二水平东翼B4煤层底板回风上山施工中，大断面硬岩下山施工中，采用多台气腿式风动凿岩机人工打眼，劳动强度大，打眼困难，施工时间较长，导致劳动效率底下,月进尺低,严重影响岩巷正常掘进速度，无法实现快速掘进的要求。为此我们为了解决大断面硬岩下山施工打眼困难掘进效率低、职工劳动强度大、安全风险大的问题，决定采用液压钻车作业线。

4.2具体实施方式

在二水平东翼B4煤层底板回风上山组建了液压钻车作业线。主要装备是由CMJ2-30型液压钻车和P-90型耙矸机。

4.2.1施工流程

支护→迎脸防护→喷浆→轮尺定位→耙矸机倒货→人工平底→进液压钻车→打眼（耙矸机出货）→人工平底→退液压钻车。

放炮后先进行支护、迎脸防护、喷浆，然后采用耙矸机进行倒矸、出货，倒货到位后需人工平底，对液压钻车行驶路线的底板平整，液压钻车司机将液压钻车开至距迎头4~5m处，按照点好的眼位进行打眼，后方设置警戒，耙矸机出矸与液压钻车打眼平行作业，打眼结束后再次进行人工平底，将液压钻车退至后方安全地点。

4.2.2 相关保障措施

（1）施工单位加强出货，积矸高度不大于1m，且日常出货期间做到勤移耙矸机回头滑子，实现均匀出货，保障耙矸机出货后底板尽量平整。（2）优化爆破参数，合理布置炮眼，从源头解决大矸石的产生，减少、减轻平底工作量。（3）倒货环节要求倒货距离尽量拉长，避免矸石集中堆积，杜绝底板起伏明显现象，实现底板坡度一致。（4）加强泵水，合理组织，杜绝迎头积水，避免因水影响液压钻车运行。（5）实现设备包机制度，专人检修维护，配备易损配件，减少机电事故影响。

4.3 经济社会效益

4.3.1实现了减人增效

传统炮掘迎头需要采用4部风锤打眼，安排5-6人在迎头作业；采用液压钻机作业线，迎头仅需要2名钻臂司机和1名监护人员，大幅减小迎头作业人员。

4.3.2提高了施工效率

该巷道全断面砂岩，传统风锤全断面打眼需要6小时，采用液压钻车施工全断面打眼仅需要2小时，打眼时间减幅达66%。

4.3.3减轻了劳动强度

采用机械化打眼有效提高工作效率，也减轻了职工劳动强度，避免了下山风锤拔钎等难题。

4.3.4保障了施工安全

液压钻车机械化作业线的组建，避免了“贴身近战”，安全系数大幅度提高。一是施工人员远离迎脸作业，避免了炮掘打眼贴近迎脸作业带来的安全威胁；二是避免了传统的风锤打眼迎头人员密集交叉作业的弊端，极大提高了安全系数。

5 结束语

总而言之，新技术新设备的应用，改变了传统的岩巷掘进工艺，各种煤矿岩巷掘进机械化作业线的使用大大提高了煤矿的生产效率及安全性，减轻了工人的劳动强度，体现了以人为本的理念。先进、高效的技术和装备已经成为现代化矿井的一个重要标志。

参考文献：

[1]洪峰.刍议煤矿岩巷安全高效掘进技术[J].科技展望，2016，26（36）：134.

[2]苏永红.煤矿岩巷快速掘进技术[J].科技经济导刊，2017（14）：103.

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