提高岩巷掘进效率的措施

杨志强

（晋城煤业集团成庄矿，山西 晋城 048000）

1 影响岩巷掘进效率的因素

1.1 机械化设备程度不高

目前现有的岩巷掘进方式为人工打眼放炮+侧卸式装岩机装矸，人工打眼所用的设备主要是YT-29 型风钻。使用YT-29 型风钻打眼，1 人负责操作钻机，负责开启风、水阀门，另1 人负责扎眼、更换钻杆，退钻时由2～3 人共同配合退出钻杆。打眼钻杆配备1.5 m、2.0 m、2.4 m 长的中空六棱风钻杆和Φ42 mm 的“一”字岩石钻头。虽然YT-29 型风钻操作简单，但是在打眼过程中顶板不好或站在未支护的空顶区域或未处理的伞檐下作业时，顶矸掉落将作业人员砸伤，易发生人身事故；在更换钻杆时未进行关风，人员误操作也容易造成事故。而且YT-29型风钻动力不足，打孔速度慢、操作人员多。因此，应该用一种新型设备来代替用YT-29 型风钻。如果用全液压钻车代替用YT-29 型风钻作业，用侧卸式装岩机装矸相对来说是一种机械化程度比较高的装岩方式，但由于侧卸式装岩机本身的局限性，使得这种机械并不能对比较大的矸石进行破碎。对于相对来说大的矸石只能人工用风镐来破碎，这无疑又增加了人力。为了降低作业时存在的风险、提高岩巷掘进效率，需要改变现有的设备，就能有效地提高机械化岩巷的掘进效率，而且还能防止顶板事故对人员的伤害。

1.2 施工水平落后

成庄矿岩巷掘进技术与国外相比还存在一定的差距，主要是因为掘进设备的配套、施工工艺的落后不能满足现代化矿井生产需要。目前成庄矿岩巷掘进全断面放炮工艺流程为：交接班→安全检查→放炮（打眼、保护、装药、连线、起爆、等待炮眼吹散）→通风、瓦斯安全检查→敲帮问顶、找掉→出矸→修边（备料）→敲帮问顶→临时支护→挂迎头护网（一次施工两排时支护完第一排后再挂迎头护网）→永久支护→清煤→自检→下一循环。根据数据统计岩巷掘进人工打眼、放炮、支护所用时间较长，严重制约了掘进效率。为了提高掘进效率，需要通过提高装备水平、优化施工工艺和合理组织生产，来满足现代化矿井的生产需要。

2 提高岩巷掘进效率的措施

2.1 提高设备配套水平

2.1.1 方案一

把原有的岩巷掘进中占用人员大的地方全部改为机械化，即液压钻车+破碎装岩机+SJ-80 皮带（SGW-40T 刮板输送机），实现钻、装、运、支全部机械化。具体设备配置见表1。

表1 方案一的具体设备配置

CMM2-15 煤矿用液压钻车是为掘进工作面断面宽度为4～6 m、高度为2.5～4 m 的巷道而设计的，并且液压钻车在结构和功能上采用了整体升降的工作平台，可以根据巷道的不同高度，通过升降平台来调整人员的作业高度，从而实现巷道顶板、侧帮（高度1.5 m 以上）上的锚杆孔、锚索孔、炮眼孔及探测孔的机械化作业施工。液压钻车具有钻进功能全面、工作安全性及效率高、工人劳动强度低等特点，尤其是工人在使用液压钻车进行锚杆锚索支护作业时能大大缩短支护作业时间，提高支护效率和支护质量。本钻车结构合理、机构紧凑、运转灵活、操作方便，因而液压钻车是实现目前国内巷道掘进支护快速、高效、机械化的一种首选装备为并且在设计上充分考虑功能的多样化。针对目前矿井有掘必探的要求，利用钻臂动作灵活性的特点增加了施工探测孔的功能，从而使得该机不仅能施工锚杆（索）孔，而且对处于巷道迎头的炮眼孔、探水孔及探放瓦斯孔均能方便地进行施工作业，大大扩大了设备的作业面和适用范围，同时也方便了井下作业，减少了井下设备种类，优化了巷道设备配置。

该液压掘进钻车与YT-29 型风钻相比有以下优点：设有两组钻臂及钻孔推进机构，均由液压系统控制，且两组钻臂及钻孔推进机构可独立并同时作业；两组钻孔推进机构可实现不同位置和角度的旋转，可进行全方位的顶板、侧帮、锚杆、锚索、迎头炮孔及探测孔的施工作业；设有可升降的前部支撑机构装置，在迎头空顶下可对作业人员进行保护。

ZCY-60 煤矿用全液压侧卸式装岩机是一种可提高岩巷掘进效率，降低工人劳动强度的岩巷快速装载机械。

2.1.2 方案二

利用岩巷掘进机进行割矸、出矸，即节省了放炮时间又能大大提高掘进速度，即：岩巷掘进机+液压锚杆钻车+皮带或溜子出矸，全部实现机械化。具体设备配置见表2。

表2 方案二的具体设备配置

EBZ260 岩巷掘进机是一种可提高岩巷掘进效率，降低工人劳动强度的岩巷快速掘进机械，主要有以下特点：截割硬度不大于110 MPa；最大定位截割面积可达31 m2；最大爬坡能力18°。

2.1.3 方案三

利用挖掘机配合机组出煤：通过机组切割头、铲板、耙爪、机组小溜将煤抛至机组后方，挖掘机在后方通过挖斗将煤挖至溜子上，通过溜子、皮带转载最终运出工作面，即：岩巷掘进机+挖机+液压锚杆钻车+皮带或溜子出矸，全部实现机械化。具体设备配置见表3。

表3 方案三的具体设备配置

通过三种方式在井下施工过程对比发现，方案一还需要人工进行放炮作业，一般工作面放炮时间基本上在三四个小时左右，影响时间较长；方案二减少了放炮时间，EBZ260 岩巷掘进机在割矸过程中一次成型，集割、装、运与一体；方案三与方案二在掘进效果相同的条件下，设备配套较多，成本投入大，不符合降本增效的要求。

2.2 合理组织生产

为了提高岩巷掘进效率，实现高产高效，满足现代化矿井要求，在不断改变掘进设备和施工工艺、方法的同时，还要根据现场情况，合理组织作业人员，在安全得到保障的同时，有效地组织生产。

2.3 完善施工方法和工艺

目前为了提高岩巷掘进效率，我们要改变旧的掘进方法，通过新装备、新技术的组合，结合现场实际情况来逐步改变掘进工艺，提高岩巷掘进效率。首先在施工工艺上必须保持连续，实现不同工序间的平行施工。最主要的是使用先进的掘进设备，从提高装备水平上下功夫，来提高岩巷掘进的速度。

利用方案二的施工步骤：

1）应用EBZ260 岩巷掘进机进行割矸、出矸，一次成巷。每个班循环进尺为1～2 m，每次循环作业时间大约在1～2 h。

2）运输。应用EBZ260 岩巷掘进机桥式转载机SJ-80 带式输送机（SGW-40T 刮板输送机），实现煤（矸）运输全部机械化。

3）支护。EBZ260 岩巷掘进机把工作面矸石出完后，退出掘进机。然后液压锚杆钻车进入工作面，利用液压锚杆钻车进行顶帮支护，这样就能够有效地降低工人的劳动强度，提高岩巷支护速度。

3 应用效果

目前这种岩巷掘进和锚杆钻机车配合进行岩巷作业的施工工艺在成庄矿15 号煤的掘进生产中已经被投入使用，效果良好。与以前的岩巷掘进技术相比，依靠EBZ260 岩巷掘进机割矸、出矸，利用锚杆钻机车支护，既能很好地解放劳动力又能增加掘进进尺。

以“人工支护+侧装机出煤”的炮掘工作面掘进工艺为例，这种掘进方式一般一个工作面需要的人数为8 人，一天三班生产，就需要24 个人。如果换成“锚杆钻车支护+岩巷掘进机出矸”这种掘进方式，一般一个班有6 人就足够了，相对于原来的掘进方式一个班减少了2 个人，三个班就减少6 个人。这样既减少了人员数量，又提高了掘进进尺。