陳林

摘要：淮南礦業(yè)集團(tuán)針對中小斷面、大傾角、巷道長度較短、較硬圍巖的巖巷掘進(jìn)，通過試用鉆裝機(jī)，改進(jìn)爆破設(shè)計，形成了鉆裝機(jī)+二運+膠帶輸送機(jī)（或礦車）的成套機(jī)械化作業(yè)線，提高了掘進(jìn)工效和施工安全保障能力，減輕了職工的勞動強(qiáng)度，為多層次發(fā)展掘進(jìn)機(jī)械化進(jìn)行了有益的嘗試。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)械化；鉆裝機(jī)；爆破設(shè)計

目前國有煤礦綜合采煤機(jī)械化程度已達(dá)96%以上，大量的礦井實現(xiàn)了全綜合機(jī)械化開采，用人少，工效高，勞動強(qiáng)度低，安全保障大幅度提高，綜采工作面推進(jìn)度已達(dá)1000m/年以上。掘進(jìn)工藝與裝備近年來有所進(jìn)步，2013年國有煤礦綜掘機(jī)械化程度已達(dá)46%，但遠(yuǎn)落后于采煤技術(shù)的快速提升。特別巖巷掘進(jìn)，懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用，解決了巷寬>3.6m、一次掘進(jìn)長度>500m、巖石硬度f<7、巷道坡度≤16°的施工條件較好的巖巷綜合機(jī)械化施工問題，但大多數(shù)掘進(jìn)工作面仍沿用傳統(tǒng)的炮掘工藝，遠(yuǎn)不能適應(yīng)煤礦高產(chǎn)高效的需要。因此，研究和探索中小斷面、大傾角、一次掘進(jìn)長度較短、較硬圍巖的復(fù)雜施工條件下巖巷機(jī)械化掘進(jìn)成套裝備，顯得尤為緊迫。

一、巖巷掘進(jìn)工藝和施工裝備的現(xiàn)狀及問題

在目前設(shè)備制造水平下，采用切削法破巖的懸臂式巖巷掘進(jìn)機(jī)，實際最大經(jīng)濟(jì)破巖能力f≈7，且對巷道斷面、坡度有一定的要求，巖石硬度f>7、一次掘進(jìn)長度較短（<500m）時采用巖巷掘進(jìn)機(jī)施工明顯不經(jīng)濟(jì)。鉆爆法仍然是巖石工程施工的主要方法。

采用鉆爆法施工，目前有兩種方法：

（一）采用人工風(fēng)錘打眼爆破，耙裝機(jī)將矸石裝入礦車或膠帶輸送機(jī)進(jìn)行排矸。該方法靈活機(jī)動，適應(yīng)各種施工條件，但用人多，工效低，作業(yè)環(huán)境惡劣，安全威脅大。一般掘進(jìn)工作面需配備70～75人/隊，平均單進(jìn)一般維持在80～120m/月·隊。

（二）采用鑿巖臺車打眼爆破，側(cè)卸式裝巖機(jī)將矸石裝入礦車或膠帶輸送機(jī)進(jìn)行排矸。該方法單進(jìn)水平雖然與傳統(tǒng)的炮掘工藝相近，但工效可提高20～30%，且作業(yè)環(huán)境、施工安全得到改善。由于鑿巖臺車和側(cè)卸式裝巖機(jī)需前后更換位置，仍受巷道寬度的限制，使用率不高。

通過試用鉆裝機(jī)，改進(jìn)爆破設(shè)計，形成了鉆裝機(jī)+二運+膠帶輸送機(jī)（或礦車）的機(jī)械化作業(yè)線，較好地解決了復(fù)雜施工條件下機(jī)械化掘進(jìn)的難題，提高了掘進(jìn)工效和施工安全保障能力，減輕了職工的勞動強(qiáng)度，為多層次發(fā)展掘進(jìn)機(jī)械化進(jìn)行了有益的嘗試。

二、鉆裝機(jī)的主要技術(shù)特點

鉆裝機(jī)是集鑿巖與裝載、排矸于一體的綜合掘進(jìn)設(shè)備，主要用于中小斷面（巷寬3.6m左右）、巷道坡度≤20°、巖石硬度f>7的巖巷掘進(jìn)施工。該設(shè)備體積小，拆裝靈活，通過鉆臂實現(xiàn)打眼作業(yè)，還能進(jìn)行爆破后的連續(xù)排矸作業(yè)，迎頭設(shè)備配置少，避免了窄巷多種設(shè)備作業(yè)時的錯車問題，有較好的施工適應(yīng)性，降低了工人的勞動強(qiáng)度，保障了人員的作業(yè)安全，提高了巖巷掘進(jìn)效率。其主要特點：

（一）集打眼與裝載為一體，能在爆破后快速切換至裝載作業(yè)。

（二）打眼鉆進(jìn)效率高，尤其是對硬巖效果更好。

（三）采用刮板運輸機(jī)進(jìn)行矸石轉(zhuǎn)運，可與礦車或膠帶運輸機(jī)靈活配合。

（四）具有手動和遙控兩種操作方式，其中行走和扒裝可采用無線遙控操作。

（五）采用中高壓液壓系統(tǒng)先導(dǎo)閥控制，系統(tǒng)保護(hù)齊全，工作平穩(wěn)。

三、鉆裝機(jī)作業(yè)條件下的爆破設(shè)計

在人工打眼、耙裝機(jī)裝載的作業(yè)條件下，由于耙裝機(jī)保護(hù)要求低，為提高爆破效果，通常采用斜眼掏槽方式，掏槽眼角度一般為77°，其主要缺點是掏槽眼角度控制困難，爆破后矸石拋擲距離遠(yuǎn)（18-20m）；爆堆分散不集中，矸石清理工作量大，明顯不適合鉆裝機(jī)作業(yè)。

在鉆裝機(jī)作業(yè)條件下，鉆裝機(jī)液壓管路多，保護(hù)要求高，既要提高掏槽眼爆破效果，又要確保爆破后的矸石集中堆積和合理塊度，方便裝載作業(yè)，經(jīng)多次現(xiàn)場試驗，將原斜眼掏槽改為中深孔不同階微差斜眼掏槽的方法。

根據(jù)鉆裝機(jī)性能，設(shè)計掏槽眼深2100mm，掏槽眼角度增加至87°以方便鉆裝機(jī)打眼；增設(shè)空眼并裝1～2支藥卷，保證在掏槽眼起爆時把殘巖進(jìn)一步破碎和拋出，增加掏槽有效深度。輔助掏槽眼角度90°；周邊眼左側(cè)比右側(cè)多裝炸藥0.5卷/眼，將左側(cè)矸石集中崩向右側(cè)，集中在鉆裝機(jī)前方，方便爆破后鉆裝機(jī)的裝載排矸。

通過上述改進(jìn)，爆破后可將60%矸石集中在迎頭5m范圍內(nèi)，迎頭向后5m～20m范圍內(nèi)矸石較少；巷道左側(cè)迎頭向后15m以外幾乎無矸石，爆破后矸石塊度均勻且集中，便于鉆裝機(jī)裝載作業(yè)；縮短了鉆裝機(jī)的后退距離，減小了保護(hù)設(shè)備占用時間，提高了工時利用，炮眼利用率達(dá)95%左右，取得了較好的爆破效果。

四、結(jié)語

鉆裝機(jī)是集鉆孔、裝載、運輸、行走、噴霧滅塵于一體的綜合打眼與裝載設(shè)備，具有施工適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)械化程度高、經(jīng)濟(jì)實用等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的人工打眼炮掘工藝相比，具有機(jī)械化程度高、用人少、效率高、操作安全的優(yōu)點；與鑿巖臺車作業(yè)線相比，具有掘進(jìn)迎頭的設(shè)備配置少，對巷道寬度適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點；與巖巷綜掘作業(yè)線相比，具有投資省，對圍巖硬度、巷道坡度有較為廣泛適應(yīng)性的特點。特別是在中小斷面、較大坡度及硬巖巷道的掘進(jìn)施工中，具有明顯的優(yōu)勢，有很好的的推廣價值。

參考文獻(xiàn)：

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