掘进钻车机械化作业线在大断面岩巷快速掘进中的应用

掘进钻车机械化作业线在大断面岩巷快速掘进中的应用
发布时间：2022-09-28T07:59:02.835Z 来源：《建筑创作》2022年3月第5期作者：王要国常松帅
[导读] 传统方法的"风动凿岩机钻孔处理—耙装机装矸处理—矿车出矸处理"岩巷掘进施工工序中，实际应用的炮眼施工、出矸效率呈现较低的问题，是使得大断面岩巷掘进效率明显偏低的主要影响因素。

要想不断强化大断面岩巷的掘进速度和强化效率，要将原有的岩巷掘进施工工序进行转变与优化。

王要国常松帅
河南省耿力工程设备有限公司
471100
摘要：传统方法的"风动凿岩机钻孔处理—耙装机装矸处理—矿车出矸处理"岩巷掘进施工工序中，实际应用的炮眼施工、出矸效率呈现较低的问题，是使得大断面岩巷掘进效率明显偏低的主要影响因素。

要想不断强化大断面岩巷的掘进速度和强化效率，要将原有的岩巷掘进施工工序进行转变与优化。

基于此，本文中笔者将以大屯煤电公司孔庄煤矿-1015轨道的大巷实际案例为例进行解析，期间主要采取"液压掘进钻车钻孔处理—挖掘装载机装矸处理—胶带输送机出矸处理—卧式矸石仓转运处理"的岩巷机械化作业线，实践证明，该岩巷机械化作业线的使用极大程度上强化了岩巷的掘进速度，在明显降低劳动强度的同时还可以实现作业环境的极大优化，强化施工的安全性。

关键词：液压掘进钻车机械化作业线；大断面岩巷快速掘进；应用
大断面岩巷在实际施工期间，由于施工的炮眼数量相对较多、且矸石量较大，传统的作业线存在一定弊端问题，产生负面影响，由此对掘进工作的效率产生较为明显的制约影响作用。

要想解决传统方法应用期间作业线的不足问题，同时强化岩巷掘进的机械化水平，降低劳动强度就需要针对作业线和施工进行优化处理。

本文中选取的孔庄煤矿-1015轨道大巷，通过深入研究和分析提出岩巷机械化的优化作业线，投入使用后成效较为理想，可以有效规避传统的作业线问题，同时一定程度上强化掘进工作的进展和效率[1]。

一、作业详细流程
本机械化的作业线主要应用了使用液压钻车施工炮眼，挖掘装载机装运工作面的矸石在此基础之上借助胶带输送机的使用可以将矸石运输到卧式矸石仓内，借助耙装机的使用完成矸石的装车处理，最后应用矿车将矸石运出。

期间涉及的主要掘进工艺流程为：施工炮眼处理—装药进行爆破—临时支护施工技术的使用—施工顶部锚杆处理—挖装机耙净迎头矸石—帮部支护处理—喷浆处理[2]。

转运车场的出矸、钉道均可以和工作面的钻眼进行平行作业，借助矸石仓的转运可以实现工作面的连续岀矸，期间不受矿车供应的束缚，极大程度上提高工作面的岀矸效率。

二、作业线主要设备
1 液压掘进钻车
-1015轨道大巷应用的型号为CMJ2-17煤矿用液压掘进钻车展开本次的所有钻孔作业，钻车的总功率为55kW，总质量高达8.6t。

2转载带式输送机
应用了DZQ80/35/15转载带式输送机，其运输能力为300 t/h，运输的长度在25m，带的宽度为 800 mm，悬挂于挖掘装载机机架的后部位置，矸石经过转载机的运输槽机构输送至运输槽的尾端，之后卸载至转载带式的输送机，再将其转至胶带输送机上进行运出处理[3]。

3胶带输送机
采用DSJ100/63/2×75 胶带输送机，运输能力为600t/h，运输的长度为1300 m，带宽度为1000 mm，工作面矸石借助胶带输送机的使用可以快速运输至矸石仓。

三、作业线的特性分析
（一）液压掘进钻车钻眼，呈现安全的优势
1钻眼的速度快，工作效率更高
在砂质的泥岩中开展钻眼施工，施工眼的深度在2.2 m，借助液压掘进钻车，每个的炮眼定位和钻进的时间平均90秒，借助风动凿岩机施工1个深度为1.8m炮眼用时5分钟。

如果作业面为高×宽=4000mm×4600mm 的直墙半圆拱形巷道，需要应用到共70个炮眼，液压钻机能在1.5小时内完成所有的工作，换成2台风动凿岩机施工，则需要耗时6小时。

除此之外，液压钻车的钻眼作业只需两名工作人员即可完成，而风动凿岩机的作业至少需三名工作人员完成，分工为两人打眼，一人掌钎[4]。

2岩性和眼的深度呈现适应能力强的优势
风动凿岩机以压风为动力，呈现冲击能小的情况，打眼的速度一定程度上受到岩性的影响，于坚硬的砂岩中完成一个炮眼的施工，总共耗时超10分钟，严重影响到巷道的实际施工进度和效率。

为适应不同的围岩条件，液压掘进钻车于凿岩机推进油路上一般都会设置节流调速阀、逐步打眼阀，工作人员可以按照不同的岩石对钻进的速度和钻进压力进行调整，于相对较坚硬的岩石中，仍能维持稳定的钻进速度和工作效率。

一般情况下，风动凿岩机的常用钎杆长度不会超过2 m，钎杆的过长开眼会导致后续的施工困难问题，钻机的稳定性明显较差，无法达到理想状态。

一般钻眼深度超2m 时，工作人员需先应用短钎杆进行施工，待钻进相应的深度之后再更换长钎杆进行施工处理，使用长钎杆后导致钻头的动能损耗逐步增长，钻进的速度也明显呈现降低的趋势。

由于中途需要进行钎杆的更换，一定程度上致使后期钻进速度的降低。

如钻眼深度由1.8m改为 2.2m时，单孔的施工时间将增长一半的时长[5]。

3钻孔质量高
使用传统的气腿式凿岩机钻眼时，由于人工打眼，因此很难使钻孔达到"平、直、齐、准"的要求，钻孔质量差;而采用液压掘进钻车钻眼时，眼孔质量较高，爆破后的迎头面较平整，有利于下一循环的施工。

4改善作业环境，提高安全系数
液压掘进钻车钻眼时，噪声降低，改善了作业环境;钻车操作人员距离工作面 5～7 m，不需要人员掌钎，不会因冒顶、片帮而发生人员伤亡事故，也不会出现断钎伤人现象,提高了施工安全系数;工作面积矸少,巷道底板平整度大大提高，人员移动更方便快捷，搬运物料、支
护、喷浆等作业更安全，效率更高。

（二）连续排矸系统，提高出研的效率
1工作面排矸
传统方法的耙装机结合矿车排矸系统无法达到既定的连续出矸效果，空车、重车的调车时间明显超过装车的时间，由此导致装岩排矸耗时较长，占据岩巷钻爆施工循环作业时间的一半，因此已成为严重影响岩巷掘进速度加快的重要因素。

且耙装机的出矸不彻底，巷道两帮的墙角处矸石需进行人工的定时清理;多次拆装挪移回头轮，使得片帮冒顶增加伤人的风险。

借助挖掘装载机—胶带输送机—矸石仓—耙装机—矿车的连续排矸系统使用，挖掘装载机更加灵活自如，扒矸的范围更大且无明显的死角存在，避免了传统期间的人工清理步骤，借助胶带输送机就可实现连续出矸的目的，强化工作面的出矸效率。

-1015轨道大巷掘进断面为18.4 m2，循环进尺2m，完成爆破后用时90分钟就可将矸石出净，排矸在进行循环作业的过程中，时间应用占比仅为之前的五分之一。

矸石暂时放置于矸石仓之中，由矿车进行外运处理，由此实现矿车出矸和工作面的掘进平行作业目的[6]。

2卧式矸石仓转运
借助矸石仓可在极大程度上缩短工作面的单独出矸时长，实现出矸、工作面掘进的同时作业。

矸石的仓容积为90 m3，可以解决由于矿车数量不足、供应不及时所导致的工作面积矸情况。

3专用矸石转运车场，提高装车效率
耙装机的装车地点均，就要设计转运车场，蓄电池机车牵引空车道矿车，之后依次进入装载点进行装矸处理，等到一列车全部装满之后需要由重车道进行运出处理。

使用该车场的过程中，空车、重车有各自的专用车道，不会影响各自的作业情况，实现了连续装车的目标。

结束语：
液压掘进钻车机械化作业线的使用具有降低工作面噪声、优化作业环境的优势，极大程度强化了施工的安全性，炮眼施工的速度不会过多受岩石硬度、钻孔深度的负面影响，工作面的出矸受矿车的供应影响程度较小，作业线的施工稳定性有明显增长的趋势，同时，工作面的排矸、矸石装运效率越来越高，钻眼的机械化程度也有所增长，工作人员的工作量和工作强度明显降低，月度的进尺保持90m以上，由此可达到既定的理想应用成效，实现岩巷的安全、快速、高效掘进。

参考文献
[1]王兴, 杜广立. 液压掘进钻车机械化作业线在大断面岩巷快速掘进中的应用[J]. 能源技术与管理, 2020, 45(4):3.
[2]王新刚. 短距定向爆破抛掷技术在岩巷快速作业线掘进中的应用[J]. 山东煤炭科技, 2020(3):3.
[3]马力, 牛志军, 姚强岭. 恒源矿深井大断面岩巷快速掘进技术的研究与应用[J]. 中国矿业, 2020, 29(3):8.
[4]宁廷洲, 陈德重, 顾鹏. 快掘高效钻车机械化作业线在大断面岩巷掘进中的应用[J]. 山东煤炭科技, 2012(5):2.
[5]周帅. 大断面岩巷掘进机械化作业线的应用实践[J]. 煤炭与化工, 2013(7):3.
[6]马立强, 张东升, 周明,等. 深井大断面岩巷快速掘进机械化作业线配置[J]. 煤炭科学技术, 2009(8):6.。