煤矿巷道快速掘进技术与装备-

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前 言

煤矿巷道是煤矿井下生产的脉络。据不完全统计， 我国煤矿每年巷道（岩巷、煤巷、半煤岩巷）掘 进量已经超过10000km，实现煤矿巷道的快速掘 进，保持其畅通和完好，对矿井正常生产和安全 生产具有重要意义。
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前 言

近几年来，我国煤矿巷道掘进施工技术和装备有 了长足的发展，掘进机械化水平有了较大的提高。 但是，我国煤矿掘进技术水平与世界先进国家相 比，仍有较大差距，特别是岩巷掘进技术差距较 大。以国有重点煤矿为例，每年岩巷掘进进尺 1300～1600km，掘进工作面1600个左右，全国 平均单进水平为60～70m/月。装载机械化水平 80%左右，平均工效约为0.1３m/工。
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
牵引至后部车场，再用皮带转载机将矸石装至矿 车。锚杆支护配7665M、YT28强力风动凿岩机或 单体液压锚杆钻机。 （2）液压钻车+挖斗式装载机（或立爪式抓岩机） +2～3辆梭式矿车+转载皮带机+电瓶车+矿车

该方案选用CMJ17HT全液压钻车打迎头炮孔，中 深孔爆破，利用放炮的积矸，登矸先在迎头最里 侧进行初喷、挂网、联网，用强力气腿式风动凿 岩机打顶板锚杆孔。用挖斗式装岩机或立
3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
炮孔。为满足垂直锚杆孔的施工，上世纪九十年 代中期，我国又研制成功能钻凿巷道顶部垂直锚 杆孔，具有安装、搅拌树脂锚固剂功能的气动凿 岩机—7665M系列双级气腿式凿岩机。实现了岩 巷掘进、锚杆钻装机具一体化。
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
对全液压掘进钻车、侧卸式装岩机、胶带转载机、 手持式风动凿岩机、混凝土喷射机等配套设备进 行了技术改造，性能更优、更可靠。

该机械化作业线的特点是：
机械化程度高、生产能力大，掘进速度快。 配套设备技术先进、性能稳定可靠； 作业线配套简单、合理易行。
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介

停止工作时，先停止供水，用风吹净机体内残余 水滴。 重量轻、操作方便
结构简单，维修方便 与液压凿岩机相比，冲击功小，凿岩速度慢 噪音大，污染大，效率低。 安装锚杆扭矩小。
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（3）特点及不足


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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介

该作业线的特点是：
机械化程度高，且设备均为国产设备，易于配套； 可实现多工序平行、连续作业（喷、锚、装、排 矸等），工效高。 生产能力大，速度快。
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
爪式抓岩机与迎头平行作业。在后部集中清理扒 装放炮崩出的积矸，装入梭车（可配2～3辆梭 车），经过转载皮带机将矸石直接装入副道的空 车皮，电瓶车（8t）负责矸石的运输。作业线配 备2～3辆梭式矿车，可实现扒矸与装矸的连续作 业。
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1概述
巷综掘法施工的试验。这种先进的岩巷施工方法 是上世纪八十年代后期发展起来的，其核心技术 是开发一种集岩石截割、岩石装载和转运、巷道 支护、防尘等功能为一体的综合机械化施工设备， 德国、奥地利、日本、瑞典等都广泛采用掘、钻、 装、锚一体化岩巷掘进机械化作业线，真正实现 了岩巷的快速掘进。
2.1 钻爆法岩巷掘进机械化作业线
2.1.1 气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机组成的 机械化作业线

这种配套方法是目前煤矿岩巷掘进施工中使用最 多、最普遍的机械化配套方式。这种配套方式在 我国岩巷开拓中发挥了重要作用。经过多年的生 产实践，配套内容和施工技术也逐步得到完善。 为充分发挥耙斗式装岩机的生产效能、缩短调车
7655M型气腿式凿岩机
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
（1）主要结构及工作原理

气腿式凿岩机主要由推进气动支腿、操纵把手、 气动凿岩机、风管、水管、注油器等几部分组成。 气动凿岩机主要由冲击机构、配气机构、转钎机 构、排粉机构几部分组成。
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介

要提高岩巷掘进速度，必须从破岩（钻爆法或截 割）、装矸、运输、支护等主要工序入手，从提 高装备水平、改进爆破方式等方面全面考虑。 下面介绍几种典型的岩巷掘进机械化作业线：
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
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Baidu Nhomakorabea
3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
3.1 凿岩机械
3.1.1 气腿式凿岩机

气腿式凿岩机是煤矿岩巷钻爆法施工中钻凿迎头 炮孔、锚杆孔的凿岩钻孔机具，目前大量使用的 机型有7665M系列、ZY系列、ZT系列。气腿式凿 岩机适用于在中、硬岩石上钻凿水平和倾斜
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1概述

在煤矿生产矿井的井巷开拓工程中，岩巷快速掘 进占有很重要的地位，岩巷是构成生产矿井采区 或生产水平接替的主要链锁工程项目；在生产矿 井井巷开拓工程量中，岩巷占有很大比重，约占 巷道开拓总量的20%。近几年，随着开采方法和 技术的发展，岩巷在巷道开拓总工程量的比重不 断下降，但对于老矿区来说岩巷在巷道开拓总量 中仍占15～20%。同时不少矿井随着生产能力的

作业线机械化程度高，多工序平行作业，工效高。
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
岩巷掘进机械化配套设备主要包括凿岩机、 全液压钻车、装岩机、综掘机、混凝土喷射机等， 目前，我国研制生产的岩巷掘进配套设备的种类、 型号亦很多，现就几种主要设备的性能参数、结 构及原理、特点作简要介绍，以便在组织岩巷机 械化作业线时选用。
2016年5月份跨专业学习课件
煤矿巷道快速掘进技术与装备
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目 录
第一部分 岩巷快速掘进
1 概述 2 岩巷快速掘进机械化作业线简介 3 岩巷快速掘进机械化作业线配套设备及选择
第二部分 煤及半煤岩巷快速掘进
1 2 3 4 5 概述 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线简介 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线简介 煤及半煤岩快速掘进配套设备及选择 影响煤及半煤岩巷快速掘进的因素分析

该作业线特点是：


配套设备为常规设备，结构简单、性能可靠、维 修方便；
适用范围广，单轨、双轨，上下山、斜巷、弯道
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
均可采用；

机动灵活、使用方便。
2.1.2 全液压掘进钻车+正装侧卸装式岩机作业线

以全液压掘进钻车、侧卸式装岩机为主的岩巷掘 进机械化作业线二十世纪九十年代初先后在新汶、 开滦、兖州、阳泉等矿区推广使用。在大断面岩 巷掘进中曾创造月进200m的好成绩，直接工效 4.12m3/工，是我国煤矿大断面岩巷钻爆法施工 中较为理想的机械化作业线。十多年来，我国又
性能 工作气压/MPa 气管内径/mm 水管内径/mm 钎尾尺寸/mm 凿孔直径/mm 凿孔深度/m B22 B19 28～42 5 25 7655M 7655MZ ZY-24M 0.4～0.63 19(25) 13 B22 32～42 25 25 19(25) ZY26 ZY28 YT24
冲击能/J
2.2 大断面（＞25m2）岩石平巷综掘机械化作 业线
（1）设备配臵及运行方式 全岩掘进机→矸石转载机→大型梭式矿车
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
（2）作业特点

全岩掘进机选用奥钢联AHM-105重型掘进机或 ABM20掘进机或德国哈泽玛珞公司TM250、 TM300多功能巷道掘进机，该型掘进机具有掘、 锚一体化功能，实现掘进和锚杆支护同时作业 （主要技术性能见表）。
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介 2.1.3 大断面（＞14m2）岩巷钻爆法掘进机机械化 作业线 （1）液压钻车+侧卸式装岩机+梭式矿车+电瓶车 +矿车机械化作业线

该方案选用CMJ17型全液压掘进钻车打迎头炮眼， 中深孔爆破，排矸采用ZCD-100RJ型侧卸式装岩 机配合ST-8/6B、ST-14/6B梭式矿车装岩，梭车 采用8t电瓶车牵引，梭车矸石经皮带转载装入标 准矿车。当矿车供应不及时，可将梭车装满，然 后
1432～1678 38～44 29
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（2）注意事项

开机前必须加注润滑油，耗油量控制在2.5～ 3ml/min，每隔1h加注一次；


禁止长时间空车运转；
水压应低于工作气压0.05MPa为宜，水压过高会 造成气水联动机构失灵，易造成水进入机体，影 响凿岩机正常工作，水压过低，影响排粉，降低 凿岩速度；
3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
液压凿岩机与气动凿岩机效率比较表
项目 气动凿岩机 液压凿岩机 流体功能效率 自身冲击效率 综合效率 空压机65% 液压泵90% 20% 45% 13% 40%
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
3.1.2 全液压掘进钻车

全液压掘进钻车是岩巷掘进机械化作业线中一种 主要的配套设备，它是将数台液压凿岩机安装在 行走台车钻臂的导轨上，钻臂和导轨根据作业面 炮眼位臵和方向，在一定范围内任意调整和变换 位臵，来完成钻凿各种炮眼。
冲击频率/Hz 耗气量/L· S-1 伸展高/mm 收缩高/mm 机重/kg
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34 55 1748～4148 1100～1900 38.1～45.3
55
30 47 955～1745 1390～3760 38.5～42.5
58
34 55
62
36 65
55
34 47
1430 38～44
1755 39～45
3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
双级气腿式凿岩机结构简图
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介

气动凿岩机的工作原理与液压凿岩机相似，气动 凿岩机对钎子的冲击能都是活塞在气缸中做往复 运动来完成的，工作时，通过配气机构，使压气 交替作用于活塞两端，并形成压差，迫使活塞在 缸体内作往复运动，完成冲击钎子、破碎岩石的 目的。凿岩机的冲击功可通过改变活塞面积、供 气压力、或活塞冲程进行调节。气腿式气动凿岩 机的转杆机构是利用活塞返回时能量来转动钎子
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2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介
时间，装岩机常配以气动调车盘或胶带转载机。 钻眼配7665或ZY24M、ZY28气腿式凿岩机，运 输配2.5t或5t防爆型蓄电池电机车，喷射混凝土 配转子型潮式混凝土喷射机。从而实现掘进→装 岩→调车→运输→支护组成一条机械化作业线。
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1概述

为了进一步提高我国岩巷掘进机械化装备水平， 加快岩巷掘进单进，近年来我国在不断完善以钻 爆法为主的岩巷掘进机械化作业线的同时，在综 掘法岩巷机械化作业线成套装备的研究开发方面 也取得了突破，特别是大功率重型掘进机的研制 成功，为我国煤矿岩巷快速掘进技术的发展奠定 了基础。
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介
（通常叫转钎机构），结构紧凑、与液压凿岩机 的外转钎机构不同。排粉机构采用压气、水或气 水混活物排粉。

国产气腿式凿岩机主要技术性能见下表。
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3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介 国产气腿式凿岩机主要技术性能表
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1概述
不断扩大，矿井开拓延伸速度更快，导致采掘关 系更为紧张。因此，不断提高岩巷掘进速度，对 保证煤矿采掘关系正常发展尽快形成采区或生产 水平的生产系统，改善采掘接替紧张局面，保证 矿井稳产、高产都具有十分重要意义。

国内煤矿巷道掘进施工工艺主要有两种方法，即 钻爆法和综掘法。目前，我国煤矿岩巷掘进主要 以钻爆法为主。单进水平一般60～70m/月。近 几年，我国部分煤矿也在进行探索研究，开发岩