浅析巷道掘进的现状与发展

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1、浅析巷道掘进的现状与发展引言掘进与回采是煤矿生产的两个关键环节。安全、快速、高效的巷道掘进与支护技术是保证矿井实现高产、高效的必要条件。近年来，我国一次采全高和综采放顶煤为代表的采煤技术得到迅速发展，2005年王庄煤矿综采一队采用全套国产综采放顶煤设备，生产原煤608万吨。如此高的工作面产量和推进速度给巷道掘进与支护提出前所未有的要求，只有大幅度提高煤巷掘进速度，才能满足综采工作面快速推进的需求。1 巷道掘进的现状王庄煤矿建矿40多年，20世纪80年代引进AM50型掘进机，掘进速度较炮掘施工大幅提高。但是近年来随着采掘设备功效、体积越来越大，巷道断面由原来的33m工刹网梯形棚逐步扩大到43m、

2、53.2m、53.5m矩形全锚支护，原有的AM50型掘进机适应断面小和机电事故率高的缺点不能适应现有巷道的掘进要求。2000年大力推广全锚支护技术以来，王庄先后引进EBZ120、EBZ150和EBZ160等大型掘进机。现新掘巷道均采用锚杆、锚索支护，最小断面43.2m。1.1以6202运巷为例简单介绍王庄煤矿的掘进现状1.1.1地质条件6202工作面位于62盘区，东临62猴车巷、630南翼轨道巷，西靠6216工作面。煤层为沁水煤田3#煤，赋存于二叠系山西组地层中，为陆相湖泊型沉积，平均煤层厚度为7.23m，容重1.35t/m3。直接顶为2.53m的泥岩，老顶为3.63m的细砂岩。1.1.2掘进

3、装备掘进机：6202运巷使用王庄矿最先进的EBZ160D型掘进机，最大截割宽度5.5m，最大截割高度4m，割煤能力100t/h，整机重量51.5t。支护工具有MJH-320/630E型机载锚杆钻机1台，MQT-130风动锚杆钻机2台和帮锚杆钻机2台。1.1.3巷道施工通过对6202工作面地质条件及顶底板岩层状况进行分析，以及将来该巷受采动影响状况和服务年限等要求，由北京煤科院潞安矿区煤巷锚杆支护设计系统软件，并根据我矿具体情况和设备选型，确定6202运巷沿煤层底板掘进，断面为53.5m。顶板支护：每排采用22L2400MSGLW-517高强螺纹钢锚杆6根，锚杆排距900mm，间距900mm。锚

4、索加强支护为每隔2.7m布置两根17.8mm的大孔径预应力锚索，锚索孔深8m，锚索长度为8.3m；两帮支护：每帮采用22L2000MSGLW-517高强螺纹钢锚杆5根，帮锚杆排距900mm，间距750mm。帮顶均铺设金属网和双筋双梁钢筋梯子梁。支护断面见图1。具体施工工序如下：（1）、掘进机截割巷道成形掘进机采用底部掏槽，自开缺口，直接进刀的方式，进刀后自左向右，完成巷道左部切割。退机5m摆正机身，向右进机，自右而左进刀，完成右部切割，然后再进行刷帮扫顶，整理巷道成形。截割曲线见图2图1： 6202运巷支护断面图图2： 截割曲线图（2）、循环进尺掘进过程中，遇顶板完整、无片帮、煤层层理、节理不

5、太发育时，循环进尺为0.9m，最大控顶距1.2m，最小控顶距0.3m。帮锚杆滞后顶锚杆2排打设，最大空帮距不得超过2.1m。在顶压较大、岩性不好、煤层层理、节理发育和出现高顶、片帮情况时，循环进尺缩小为0.6m及以下，最大控顶距0.9m及以下，最小控顶距0.3m。帮锚杆不得滞后。（3）、临时支护临时支护采用两根4m长的3吋钢管做前探梁，用专用前探梁卡（四个）固定于巷道第二和第五根锚杆上，用一块3.5m长的优质松木板进行临时支护。a、断面切割成型后，先将掘进机截割头放置于巷道中间位置，并停电闭锁其隔离开关。b、人员站在掘进机上前移前探梁卡，将前探梁卡扭接到最后一排永久支护中第二和第五根锚杆上。c

6、、由班组长用专用敲帮问顶工具，由外向里进行敲帮问顶，找掉帮顶活煤矸，确认无危险后，方可进行临时支护。d、退掘进5m，在工作面最后一排永久支护下搭设工作台，架板搭设在梯子两侧，外露部分不少于300mm。e、将临时支护网片一边与永久支护网局部联网，左、中、右各联一处，每处不少于3扣以上。f、工作台上人员将绞顶大板放到前探梁上。同时，工作台下人员将护帮装置串进前探梁，并挂好护帮网。g、工作台上人员将临时支护网托起，台下人员利用锚杆、钢筋梯子梁等工具将前探梁推进工作面。工作台上人员将手臂伸入空顶区，用大木楔绞实顶板。h、将临时支护网与永久支护网孔孔相联，完成临时支护。（3）、打设顶锚杆a、标眼位：临时

7、支护将顶背实绞牢后，按照设计位置标定眼位，并用洋镐将眼口刨平。启动掘进机，切换到锚杆机工作模式，操纵轨道伸缩机够操作阀手柄，将基座推到滑轨最前端；操纵钻臂伸缩油缸操作阀手柄，将伸缩臂伸出至最大行程；操纵钻臂升降油缸操作手柄，使钻臂降到最低位置；分别操纵摆动油缸和伸缩油缸操作阀手柄，对准标定的钻孔位置。b、打眼：操纵钻架上支撑油缸操作阀，将上支撑顶板撑紧巷道顶板。将钻箱降低至适当位置，当掌钎工检查钻杆和钻头无缺陷后将1.2m钻杆插入钻机夹盘内。操作钻箱操作阀手柄，使钻箱缓慢上升，上升至距顶板50mm以内处，启动钻机给水，打开钻进旋转手柄，钻头上部出水后方可推进。钻孔到位后，下降钻箱、停止旋转并关

8、水。c、照上述操作程序完成2.4m钻杆打眼。d、安装锚杆：先把锚垫、半圆球、快速安装器套在锚杆上，再把树脂药卷依次装入钻孔内，并用锚杆将树脂药卷送到孔底。将专用搅拌器插入钻机夹盘内，钻机操作人员操作钻箱操作阀手柄使钻箱缓慢上升，直至树脂药卷全部进入，锚杆进入1/3以上，方可启动钻进旋转手柄边搅拌边推进，直到将锚杆推入孔底，搅拌时间不少于40s。e、紧固锚杆：等待1分钟，将专用顶锚杆倍增器插入钻机夹盘内，钻机升起使倍增器套入锚杆螺母。然后将反力臂的链条逆时针方向拉展，将挂钩挂在顶网上。开始缓慢转动钻机，待反力臂链条撑紧后加快转速将锚杆紧固到350Nm。f、锚杆紧固后，停止钻机运转，工作台上人员顺

9、时针转动反力臂使链条松动，摘下挂钩。下缩钻机，取下倍增器。g、按照上述程序打设后面5根顶锚杆。（4）、打设上部帮锚杆a、联网：先用洋镐敲掉两帮活煤矸，搭好工作台，铺设帮网与顶网及上一排帮网对接，孔孔相联。b、打眼：由验收员标定眼位，操作钻架旋转油缸操作阀手柄，将钻机旋转至帮锚杆打设位置，分别操纵摆动油缸和伸缩油缸操作阀手柄，对准标定位置。操纵钻架上支撑油缸操作阀，将上支撑顶板撑紧巷道帮壁。将钻箱推至适当位置，当掌钎工检查钻杆和钻头无缺陷后将1.2m钻杆插入钻机夹盘内。操作钻箱操作阀手柄，使钻箱缓慢前进，至距帮壁50mm以内处，启动钻机给水，打开钻进旋转手柄，钻头上部出水后方可推进。钻孔到位后，

10、后退钻箱、停止旋转并关水。c、按照上述操作程序完成2m钻杆打眼。d、安装锚杆：刨平眼口并将搅拌器、锚垫及半圆球套在锚杆上，再把树脂药卷按标准装入钻孔内，安好钢筋梯子梁后用锚杆将树脂药卷送入孔底，将专用搅拌器插入钻机夹盘内，钻机操作人员操作钻箱操作阀手柄使钻箱缓慢推进，直至树脂药卷全部进入，方可启动钻进旋转手柄边搅拌边推进，直到将锚杆推入孔底，搅拌时间不少于40s。e、紧固锚杆：后退钻箱，卸下搅拌器，等待1分钟。用倍增器或风动扳手将锚杆紧固到350Nm。f、按照上述程序打设剩余的3根上部帮锚杆。（5）、打设锚索a、钻孔：采用机载锚杆钻机完成，分别操纵摆动油缸和伸缩油缸操作阀手柄，对准锚索眼位。钻

11、孔打眼操作顺序同顶锚杆施工，钻到钻杆最大孔深后，下缩钻箱续接钻杆。锚索孔深8m，第7根钻杆剩余400mm时，停止钻进，下缩钻箱。b、锚固：采用3支树脂药卷，孔底一支为（CK+Z）2360，外面两支为Z2360，按先后顺序用锚索锚固头轻轻送入孔底，用锚索搅拌器将锚索和钻箱连接起来。操作钻箱操作阀手柄，使钻箱缓慢上升，边推进边搅拌，搅拌30s，同时将锚索推进孔底，等待1分钟，下缩钻箱，卸下搅拌器。c、张拉锚索：树脂药卷凝固至少40分钟后，将锚索托盘、半圆球、锁具按顺序安装在锚索上。一人手持风动张拉泵千斤插入锚索，另一人操作风动张拉泵缓慢启动，同时观察张拉泵压力表读数。锚索锚固力140KN，按照锚索

12、损失率计算，风动张拉泵必须张拉倒200KN（40MPa）方可停止张拉。d、卸下张拉千斤，用8#铅丝或专用装置捆绑锚索，防止锚索崩断坠落伤人。（5）、打设下部帮锚杆a、使用机载锚杆钻机打设顶锚杆、锚索及上部帮锚杆完成后，操纵钻臂升降油缸操作手柄，使钻臂升到最高位置；操纵钻臂伸缩油缸操作阀手柄，将伸缩臂收缩到最小行程；操纵轨道伸缩机构操作手柄，将基座收缩到滑轨最里端。切换到掘进机操作模式，退机5m。b、滞后工作面两排，使用帮锚杆钻机打设下部帮的6根锚杆。帮锚杆打设完毕后，退下临时护帮装置和绞顶板，将使用的工器具整齐摆放在非行人侧。人员退出工作面，掘进机进机进行下一循环。1.1.4施工组织6202运

13、巷实行“三八制”作业，每天三个生产班，每班八小时。上午10:0012:00停机检修2小时。劳动组织见表1表1： 劳动组织表类别0点班8点班检修4点班合计直接生产工队干11114班组长22228掘进机司机2226锚杆工66618皮带司机1113煤溜司机1113辅助工验收员1113清巷工1113干粮工112皮带检修工22掘进机检修22运料工55总计1516121659每个循环掘进900mm，包括割煤40分钟、临时支护20分钟、打锚杆60分钟。每班打设锚索2根，掘进2.7m，每天掘进进度为7.29m，每月掘进240270m。0点班循环作业图表见表2表2： 循环作业图表序号工序时间工作量0点班2345

14、67891交接班202延长机尾202割煤403临时支护204打锚杆60顶6帮105打锚索4026清巷15主要经济技术指标见表3表3： 主要经济技术指标项目单位指标项目单位指标巷道断面m217.5掘进出煤t/m23.6日进尺m8.1日出勤人59循环进尺m0.9掘进工效m/工0.14日循环数个9支护材料锚杆、金属网、梯子梁1.2影响掘进速度的因素1.2.1设备因素（1）EBZ160D型掘进机为纵轴截割头，采用底部掏槽，自开缺口，直接进刀的方式，进刀后自左向右、自下而上完成左部切割。然后再自右而左，自下而上完成右部切割。再进行刷帮扫顶整理成型。每个循环掘进机进退机至少3次，巷道成形不好把握、截割效率

15、低，每个循环需要40分钟左右。（2）MJH-320/630E型机载锚杆钻机为EBZ160D型掘进配套设施，安装在掘进机上部。割煤工作完成后，在工作面搭设工作台进行临时支护并上顶网和顶钢筋梯子梁。再拆除工作台，人员撤离工作面，启动掘进机切换到锚杆机工作位置，展开机载锚杆钻机系统，调整钻机角度、高度，按照设计要求打设顶锚杆、锚索和上部2根帮锚杆。机载钻机施工完毕后，掘进机退机5m，人工使用帮钻机施工剩余的帮锚杆。虽然机载钻机打眼、搅拌推进速度很快，但该系统还存在三个问题：一是程序繁琐，工作面先临时支护，再拆除工作台进行钻机施工，最后退机后人工打设剩余锚杆；二是机载钻机机动性不强，精度不高。钻机系统

16、展开需要10分钟时间，而调整钻机角度、高度每根锚杆定眼位也需要23分钟；三是扭矩不够，现我矿要求22的高强螺纹钢锚杆预紧扭矩达到350Nm，而机载钻机额定扭矩为320 Nm，锚杆打设完成后需要二次紧固。这三个问题是造成锚杆支护时间长的主要原因。1.2.2人员因素直接从事工作面掘进、支护的职工，不能保证每班达到15人，往往是一人多岗、多责。掘进割煤期间，除掘进机正副司机割煤外，其余人员参与准备支护材料、搞文明生产、看机尾、洒水等辅助工作。每班8个小时没有休息、休整的空闲，劳动时间长、强度大、工作环境差对工作效率有一定的影响。1.2.3外界影响外界影响主要是工作面风压问题，如果使用风动锚杆钻机打设

17、顶锚杆，工作面铺设的2吋钢管流量不能满足两台风动设施同时施工，即顶、帮锚杆施工需要交替进行，特别是巷道延长到1000m以上时，压风流量明显不足，这也延长了锚杆、锚索的支护时间。外界影响的因素还有辅助运输系统，王庄矿掘进工作面仍采用较为落后的底皮带运输支护材料的系统，每班进入工作面前必须将当班的各种材料通过底皮带运到工作面，增加了班前准备时间。当遇到工作面大型设备需要更换时，则需要人工抬运、车拉运，更大的设备甚至需要钉道、安绞车进行运输，延长了事故影响时间。另外主运输系统对掘进工作面的影响也不可小视，虽然掘进工作面每个循环出煤时间仅为40分钟，每班也只有120160分钟。但是掘进工作面的每个循环

18、中各工序衔接非常紧密，线条单一。如果在割煤期间主运输影响没有出煤，直接影响下一工序不能正常进行。并且掘进施工循环比较完整，有时影响1020分钟就会影响一个循环。比方说在实践施工中常出现这种现象，虽然还不到交接班的时间，而剩余的时间已不足一个循环。实践施工中职工常常会把剩余的这段时间浪费掉。1.2.4支护技术6202运巷顶每排采用22L2400MSGLW-517高强螺纹钢锚杆6根，锚杆排距900mm，间距900mm。两帮支护：每帮采用22L2000MSGLW-517高强螺纹钢锚杆5根，帮锚杆排距900mm，间距750mm。锚杆预紧扭矩350Nm，预紧力可达到50KN。锚索加强支护为每隔2.7m布

19、置两根17.8mm的大孔径预应力锚索，锚索孔深8m，锚索长度为8.3m，锚索预紧力140KN。相对锚杆、锚索数量多、支护密度大，支护时间长，劳动强度大，质量难以保证。支护每排锚杆需要60分钟左右，每2根锚索需要40分钟。1.3现有条件下实现快速掘进的途径目前王庄矿采用的是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合工艺，是传统的综合机械化掘进工艺。由掘进机割煤、装煤，机载钻机或单体锚杆钻机打设锚杆。机械化程度相对低下，程序繁琐，工作环境差，职工劳动强度大，月进度在270m左右。为煤巷快速掘进，在现有装备水平条件下，针对以上问题有以下几点需要改进：1、通过不断改进，完善机载锚杆钻机的施工工艺，实现机载锚杆钻机

20、程序简化、定位准确、快速的要求。2、保证工作面人员的配备，一是适当减轻职工的劳动强度；二是各岗位专职有利于技术水平的提高。3、将现有掘进头面2吋风水管路全部更换为4吋，保证两台甚至更多风动机具同时使用。再就是在每个掘进工作面配套压风机。4、引进先进的辅助运输工艺，一是人员能快速达到作业地点；二是支护材料、设备配件能直接到达作业地点。以节省交接班、更换设备时间。5、引进先进支护理论、支护技术，引进先进的支护工器具，减轻职工劳动强度，加快支护速度和精度，保证支护质量；先进支护理论主要是加大锚杆、锚索支护强度，在保证支护效果和安全的前提下，减少锚杆、锚索的打设数量，降低支护密度，缩短支护时间。2 国

21、内外先进的煤巷快速掘进技术巷道掘进主要与掘进设备及施工工艺有关，实现煤巷快速高效掘进的主要途径是采用综合机械化掘进技术。综合机械化掘进技术是由掘进机、转载机、运输机等组成的综合性配套技术，可以实现巷道掘进、转载、运输、支护机械化作业。2.1国内外的先进掘进工艺概况2.1.1采用连续采煤机与锚杆台车交叉换位掘进连续采煤机割煤、装煤，运煤车运煤，锚杆台车打设锚杆，交叉换位作业。这种掘进方式月进可达10003000m，最高日进尺达到200m。连续采煤机与锚杆台车交叉换位的掘进施工工艺，只适用于顶板条件好，多巷布置的工作面。每次换位时空顶距达到1530m。若顶板较差，空顶距小于5m，则连续采煤机与锚杆

22、台车之间的交叉换位过于频繁，导致辅助时间过长，功效会大幅度下降。国内以神东公司为代表的矿区，顶板条件好。采用连续采煤机与锚杆台车交叉换位掘进，2004年，上湾矿连采二队使用12CM2711D型连续采煤机，在巷道断面64.4m的条件下，创日进尺163m、双巷掘进月进尺3070m的记录；大柳塔矿连采二队一分队年进尺达到24507m；2005年，榆家梁矿4个连采队全年完成掘进进尺63368m，其中月进尺最高达7802m；补连塔矿在掘进煤巷中采用4套连续采煤机，全年完成掘进进尺70173m。2.1.2掘锚一体化技术采用掘锚一体化技术，通过掘进设备与锚杆钻机设备的一体化技术，使机组即可完成切割、装煤工序

23、，又具备钻孔、安装锚杆功能，实现割煤后基本不调动掘进机即能及时进行锚杆支护，甚至在割煤的同时进行锚杆支护，实现掘锚平行作业。掘锚一体化工作面动力单一，操作方便，掘锚速度快，可实现连续、安全生产，这种方式最高日进尺超过100m。具有代表性的掘锚机组为奥钢联公司的ABM型，美国JOY公司的12CM型。在国内神东、兖矿、晋城、晋兴等矿区在对国内外掘锚机组生产与使用情况进行详细考察的基础上，先后引进了先进的掘锚机组，并在井下应用中取得较好的效果。如神东公司购置了美国JOY公司生产的12CM1515DDVG型掘锚机，在乌兰木伦矿井下应用，提高了巷道掘进与支护速度；晋城煤业集团购置了奥钢联ABM20型掘锚

24、机组，在成庄矿进行了井下试验。综采放顶煤工作面沿煤层底板掘进的回风巷中，最高日进尺达到40m；兖矿集团公司在引进国外掘锚机组的基础上，研制开发了适合我国矿井巷道断面小、地质条件复杂登生产条件的掘锚一体化快速掘进成套设备与工艺，并对配套设备、辅助运输、支护材料和工艺及通风、防尘等技术进行了研究，实现了截割与支护的平行作业。与国际先进的掘锚机组相比，该机整体外形尺寸小、空顶距短，可满足巷道断面相对较小且顶板松软、破碎条件下的煤巷快速施工要求，在鲍店矿井下工业性试验中，月平均进尺达到1005m，最高日进尺53m，最高班进尺21m。同交叉换位施工工艺相比，掘锚一体化适用范围更广，锚杆支护可在切割后立即

25、进行，甚至可与切割落煤平行作业，顶板一经暴露即可得到及时支护；同时利用掘锚机组的强力临时支护系统的顶推力，可大幅提高锚杆的预紧力，从而使锚杆及时主动支护的效果更为显著。另外掘锚机组掘进实现一刀成巷，巷道成形质量好。因而引起了世界采煤界的广泛关注。目前掘锚机组在国外已日趋成熟，并得到比较广泛的应用。2.1.3悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合工艺。悬臂式掘进机配合单体锚杆钻机是传统的综合机械化掘进工艺。相对于上述两种掘进工艺，机械化程度低，掘进速度慢，比较好的月进度可达到600m左右。但这种工艺实应范围广，类似于我们前面介绍的王庄矿现有的掘进工艺，仍然是国内煤巷综合机械化掘进的最主要方式。2.2连续

26、采煤机快速掘进技术设备配套及施工工艺以神东集团上湾煤矿12106工作面副运、回风顺槽掘进为例简单介绍连续采煤机设备配套和施工工艺。2.2.1配套设备a、连续采煤机：采用12CM2711D连续采煤机，该机采高2657mm5000mm，采煤能力2035T/min。由截割机构、装运机构、行走机构、液压机构、电气系统、冷却喷雾、除尘装置以及安全保护装置等组成。b、锚杆机：使用澳大利亚生产的ARO四臂锚杆机进行支护，该机功率为90KW，可同时支护四根锚杆。是连续采煤机工作面的主要配套设备。与连续采煤机配套的锚杆机大都以液压为动力，完成钻孔和安装锚杆两项功能，在连续采煤机完成截割、装运工序后，锚杆机立即进

27、入掘进工作面钻孔、安装锚杆，对裸露的顶板及时支护。d、运煤设备：连续采煤机后配套设备包括运煤车（梭车）、铲车和给料破碎机，主要用来运输煤炭和材料。运煤车是一种短距离内运输煤炭的主要设备，目前多采用蓄电池运煤车；铲车可实现装、运、卸三种作业功能，在连续采煤机工作面铲车可用来清理连续采煤机留下的浮煤，还可以完成其他辅助性运输工作，例如运送锚杆、拖运其它设备等。2.2.2截割工艺a、切槽采垛：采用连续采煤机进行截割煤和装煤。在每次掘进巷道前，司机先开动煤机调整在巷道前进方向左侧，并按激光线确定位置，其中激光线距巷道左帮3.4m（沿掘进方向，帮激光仪距两順槽右帮400mm）。开始向前方煤壁切割直至割入

28、深度达一个循环进度15m，即为切槽；然后退出煤机，再调整到巷道右侧，开始截割剩余部分，即为采垛，连采机就是以切槽和采垛工序来完成巷道的掘进。切槽采垛截割工序见图3图3 切槽采垛工序图b、截割方式：无论是切槽还是采垛工序，连采机截割时，首先将煤机截割头调整至巷道顶部，将截割头切入煤体，然后逐渐调整截割头高度，由上向下截割煤体，当割到巷道底板时，煤机稍向后退，割完底煤，使巷道底板平整，并装完余煤，将煤机截割头调整在巷道顶板，接着进行下一个循环，这样截割循环往复进行，直至掘进进尺达到一个循环进度时，连采机就得移到下一条巷道进行作业。截割工艺流程见图4图4 截割工艺流程图2.2.3装煤采用连续采煤机自

29、装煤方式，连采机割煤时，煤落入收集头上，装在收集头上的圆盘耙爪连续运转，将煤装入中部运输机，中部输送机将煤装卸到搭接在连续采煤机后面的梭车内。2.2.4运煤工作面选用梭车来完成运煤工序。由梭车、给料破碎机、顺槽皮带、大巷和主井胶带机共同完成煤炭运输。2.2.5清煤选用UN488型铲车清理巷道内的浮煤、淤泥，保证巷道干净、畅通。每个掘进循环完毕以后使用UN488型铲车清理巷道内的浮煤。2.2.6支护工序及具体要求掘进完一个循环后，将锚杆机开到支护区域进行顶锚杆支护，支护完成后将锚杆机开到另外一条巷道进行支护，或停在不影响生产的区域等待下一个循环的支护。每个循环最大空顶距为17米，最小空顶距为7米

30、。掘进循环与支护顺序见图5图5:2.2.7各工序配合掘进完一个循环后，用连续采煤机铲板将工作面浮煤初次清理干净，后退至破碎机和梭车处，用铲车将工作面浮煤彻底清理干净，然后将锚杆机开入准备进行支护，然后再将连续采煤机开到另外一条巷道进行下一个循环掘进，实现掘进与支护平行作业。2.2.8工作面掘进时最大空顶距根据工作面顶板具体情况，若顶板稳定较好无裂隙、无构造时，最大空顶距为17m，当遇顶板破碎、离层、遇构造带时，最大空顶距控制在7 m以内，并短掘快支。在正常情况下联巷分两次贯通；若顶板不稳定有裂隙、构造、漏顶时联巷掘进最大控顶距控制在7m以内。2.2.9联巷掘进及抹角要求两顺槽联巷中对中75m，

31、两顺槽间留设21.35m宽的净煤柱。掘进时，每隔70m由胶运顺槽向辅运顺槽方向掘进联巷。联巷与辅运顺槽呈90o夹角，联巷长为21.35m。一般联巷开口大抹角不大于33m,小抹角不大于11m；每8个联巷开一个调车联巷，调车联巷在辅运侧抹两个33m大角，所有抹角都为圆弧状。2.2.10选用ARO四臂锚杆机来完成打眼和安装工作。a、打眼前依据激光线，将锚杆机调整在巷道的正中间位置并检查巷道高度是否符合标准，同时将钻架主托架移到距工作面最近一排锚杆排距处（按一排锚杆的排距停机），停止行走，伸出支撑臂进行临时支护，根据设计好的锚杆的间、排距，将要打锚杆的位置预先标好，并在钻杆上标出钻进的深度。同时，检查

32、钻具的完好状况和安全情况。b、打钻时，先用1000mm的短钻杆打眼定位，定位眼钻孔必须达到深度后，换2200mm的长钻杆在进行打眼；先在钻箱上装好钻杆，一手握住钻杆，轻轻动作，给进控制阀，使钻头顶到顶板，摆动阀使钻头刚好顶在打眼的位置上，然后轻轻动作给进阀杆，稍微用力先刚好顶个小窝，然后打200mm左右深的孔。c、开动快速给进阀，钻眼达规定的深度，退出钻杆。退钻杆时，严禁高钻速带动钻杆。d、安装锚杆，先给眼内塞进1卷树脂药卷，推到孔底，然后将已上托板和螺母的锚杆尾部套上钻机，起动钻机捅破药卷并搅拌，同时将杆体推至孔底，搅拌时间10-15秒后，停止推进与旋转，必须等待20秒后，只给旋转力，直至螺

33、母将销子切断并紧固到位，钻箱泻压停止转动，使螺纹钢锚杆锚杆扭力不小于100 Nm，锚固力不小于8T。e、由于现在使用单螺母一次性机械快速紧固锚杆，锚杆机必须加设旁路减压装置（即卸压阀），并将最大扭矩调整为120Nm。f、打锚杆时必须严格按定位、钻眼、装药卷、装锚杆、搅拌、紧螺母的顺序来操作。2.2.11生产组织a、生产组织：采用四个生产班，一个检修班的劳动组织形式。即四个生产班按“四六”作业方式三个生产班生产，其中一个生产班顶替休息，一个检修班在早班进行检修，为生产做准备工作。b、为了充分利用工时，采用各工种平行与顺序作业相结合的劳动组织形式，各工种之间尽可能组织平行作业，各负其责，互相配合，

34、共同完成工作面的落煤、装煤、运煤、支护、接风筒、更换电瓶、运送材料及清理巷道等工作。2.2.12劳动组织a、工作面采用一次掘进成巷循环作业方式，生产班完成落煤、装煤、运煤、支护和清理原煤等工作，检修班对机电设备负责进行全面检修与保养，同时负责工作面机电设备搬迁，接水管、电缆的延伸与吊挂；辅助班负责延皮带、接风筒、维护路面和各种材料的运送等工作，为生产班的正常生产做好一切准备工作。劳动组织见表4表4： 劳动组织表工 种出 勤 人 数小计一班二班三班四班检修班管理人员班长（司机）111115副司机1111兼职4梭车司机1111兼职4锚杆司机3333113铲车司机兼职兼职兼职兼职兼职给料司机1111

35、兼职4皮带司机2222兼职8电钳工兼职兼职兼职兼职1414辅助工11111216管理人员88合计10101010288762.2.13生产定额a、进尺正常掘进时的循环进尺为15m，每个生产班平均各完成1.5个循环22.5m，日完成3个循环，每日完成22.53=67.5m。因设备故障、系统影响等，每月按27.5日计算，则每月完成进尺67.5m27.5=1856.25m，每年=27.512=330天，每年完成进尺67.5m330=22275m。b、产量与工效每日完成进尺67.5m，则每日产煤67.56.054.51.3=2388.99T（式中6.05为胶、辅运巷的平均宽度，巷高均为4.5m，煤的比

36、重为1.3T/m3）每月产煤2388.9927.5=65697.23T，每年产煤1388.99330=788366.7T每月全队共完成进尺1856.25m，全队定员76人人均日工效：1856.253062=0.997m（式中76为每日正常出勤人数，每天均有1个带班队长和一个生产班休息，检修班每天3人休息，共计每日休息总人数为14人）。2.3 掘锚一体化快速掘进技术设备配套及施工工艺以西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿11采区辅助运输巷为例简单介绍掘锚一体机的设备配套和施工工艺。2.3.1设备配套斜沟煤矿11采区辅助运输巷配备一台奥钢联MB670型掘锚一体机。主要由截割系统（横轴宽截割滚筒）、锚杆

37、系统、临时支护系统、装载系统、行走系统、降尘系统、液压系统、主机架、电气系统等组成，主要性能参数如下：外形尺寸11.55.53.1m，总质量95T，最大截割断面5.54.1m，锚杆钻机6台（4台顶钻机，2台帮钻机）紧靠截割滚筒后面布置，这种设计使截割和打锚杆可以同时进行。2.3.2施工工艺割煤临时支护铺顶网，打注顶锚杆及锚索铺帮网及打注帮锚杆清底出煤下一循环。顶板及帮上部锚杆、锚索由掘锚机施工，帮下部锚杆人工施工。a、截割成形：掘锚机割煤时，从掘进机断面上进刀开1个槽，然后自上而下把煤割下来，完成全断面截割，最后进行清底。截割、装煤、运煤、清煤工艺和连采机工艺相似。b、临时支护：将钢带、金属网

38、放在顶板液压支撑架横梁上。靠2个液压缸把液压支撑架顶到顶板位置，2个尾部液压稳定架缸稳定住掘锚机，并辅助支撑顶板。c、永久支护：在液压缸把液压支撑架顶到顶板位置的同时，锚杆钻机开始工作。操纵钻臂左右摆动阀，使两钻架准确到达钻眼位置，根据巷道高度及设计眼深装入钻杆，操纵钻机旋转阀及进给阀，进行钻眼。当钻杆钻入顶板深度达到规定长度时，停止钻进，继续保持钻杆旋转，将钻杆退出。按规定将树脂药卷装入眼内，用锚杆顶住药卷，将锚杆装入搅拌套内，升起钻机将药卷推至眼底，然后转动，进行搅拌，边旋转边推进锚杆，约1020秒将锚杆托板推至顶板位置，将托盘紧贴顶板，停止旋转，保持推力约60秒。待树脂凝固后（约60s）

39、，缓缓下移钻架，使搅拌套与锚杆（注意不能给进）脱开，卸掉搅拌套，人工卸掉锚杆上的推进螺母。调整摇臂和钻架位置进行下一根锚杆的钻眼工作。按照上述程序完成顶锚杆、锚索、上部帮锚杆的施工。下部帮锚杆紧跟掘锚机人工进行施工，同单体帮锚杆钻机施工工艺。d、在打锚杆眼和安装锚杆的同时，滑动机架推着截割装置向前移动来进行掏槽，最大滑动距离1m。装煤装置和运输机也同时向前移动，将截割下来的煤运走。截割断面完毕后，缩回滑动机架和装、运煤装置，便于锚杆施工完毕后，掘锚机整体前移进行下一循环。2.3.3劳动组织负责辅助运输上山施工的综掘六队，在册115人，其中管理干部6名，维护工18名。人员配备见表5表5： 井下人

40、员配备表班次0点8点4点小计跟班队长1113班长2226顶部支护工88824清底工2226刮板机司机11131号车司机2226帮部支护工66618维护工44412掘锚机司机2226胶带机司机2226运料工2226合计323232962.3.4循环作业图表巷道掘进采用正规循环作业方式，“三八制”生产作业，0点、8点正常生产，4点班检修两小时。正规循环作业图见表6表6： 正规循环作业图表序号工作内容0点班工时/min循环时间123456781交接班202临时支护203割煤4204挂顶网，打顶锚杆4205挂帮网、打帮锚杆4406运材料4007清理602.3.5生产定额a、每个圆班按照70个循环（0点

41、、8点每班25个循环，4点每班20个循环），每个循环0.8m，日循环进尺56m。每月按27.5天计算，月进尺1540m。b、产量与工效每日完成进尺56m，则每日产煤565.54.11.3=1641.64T（式中5.5为辅助运输巷的平均宽度，巷高均为4.1m，煤的比重为1.3T/m3）每月产煤1641.6427.5=45145.1T，每年产煤1641.64330=541741.2每月全队共完成进尺1540m，全队定员115人人均日工效：15403082=0.626m（式中82为每日正常出勤人数，按照115人每周休息2天机算）。3 煤巷快速掘进技术的改进与发展尽管我国煤巷掘进技术取得了较大进展，但

42、是与先进的综采技术相比还比较落后。很多矿区巷道掘进已经无法满足综采工作面的快速推进的要求，给矿井正常接续带来了巨大的压力。有些矿井不得不大量增加掘进队伍，给生产管理和安全带来很多问题。因此，应加大发展煤巷综掘技术的力度，以显著提高煤巷掘进速度与工效。通过以上介绍，我们对三种煤巷掘进施工工艺的优缺点进行比较：3.1悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合的施工工艺3.1.1悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合的施工工艺优缺点优点：该工艺适应性强，适合我国多数巷道断面和顶板松软、破碎的条件。单体锚杆钻机机动性强。缺点：a、掘进速度慢，机械化程度低。每月掘进300m左右，通过技术改造、优化生产组织等措施，在条件允许

43、的情况下最快也只能达到450m左右。b、掘进断面小，特别是随着一次采全高技术的推广，对巷道的高度要求一般在4.04.5m以上，单体锚杆钻机支护的难度很大，安全系数小。多数需要采取二次成巷技术，更降低了掘进速度和工效。3.2连续采煤机与锚杆台车交叉换位掘进工艺3.2.1连续采煤机与锚杆台车交叉换位掘进工艺优缺点优点：该工艺最大的优点就是掘进速度快，机械化程度高，工效高。满足大断面、多巷掘进的要求。缺点：该工艺只适用于条件比较好的矿井应用，每次换位时最大空顶距要达到612m，割煤时安全系数小。若空顶距要求比较小的矿井，换位频繁，工效会大幅下降。3.3掘锚一体化掘进工艺3.3.1掘锚一体化掘进工艺优

44、缺点优点：a、支护及时，顶板一经暴露即可得到支护，临时支护快速，有效控制顶板垮落。临时支护最大控顶距1.22.2m，永久支护距工作面1.92.9m。b、解决了掘进工作面割煤的同时不可以进行支护的难题，节约时间，提高效率。缺点：a、机身尺寸大，重量重，搬家倒面时间长。b、适应地质条件能力相对于悬臂式掘进机和单体锚杆钻机差。在倾斜巷道和坡度较大巷道内施工难度较大。3.4掘进技术的改进与发展3.4.1提高设备可靠性掘进设备的工作对象是煤岩及部分矿物，工作时震动冲击大，加之井下环境恶劣，维护、保养、更换配件难度大，因此保证掘进设备长期连续工作必须提高设备的可靠性和便于机械的拆装检修，在掘进机设计时最好

45、采用独立部件或组件，采用模块式组装方式。3.4.2提高机电一体化程度应用现代化的测控技术，对掘进机的工况监测、故障诊断和离机控制系统加以改进和完善，实现机电一体化。首先是掘进机实现自动控制，包括掘进机方向监控、切割电机自控调节、切割断面轮廓尺寸监控；其次是实现掘进机工况监测和故障诊断，可以最大限度地提高掘进机的使用效果。3.4.3提高设备综合配套能力煤巷掘进效率低，设备能力不能充分发挥，在很大程度上与配套能力低、配套不完善有关。巷道掘进主要工序中，掘进割煤和支护的时间最长。掘进割煤采用悬臂式掘进机，进退机次数和刷帮时间最关键，并且割煤成形控制不好，又直接影响帮顶锚杆的打设，建议推广横轴式滚筒割

46、煤。支护时间取决于锚杆、锚索的数量，以及锚杆钻机的操作精确控制能力和钻孔速度。一方面应该优化锚杆支护形式和参数，在保证支护效果和安全的前提下，降低支护密度；另一方面，应根据巷道围岩条件选择合理的锚杆施工机具，并优化施工工艺。3.4.4推广应用连续采煤机在条件适宜的矿井，应大力推广连续采煤机配合锚杆台车交叉换位的施工工艺，它是掘进速度最快的一种工艺，但也是对条件要求最苛刻的一种工艺。3.4.5采用掘锚一体化工艺掘锚机组的应用，很好的解决了掘进工作面长期未能解决的掘进和支护平行作业的问题，掘进速度远远大于悬臂式掘进机和单体锚杆钻机的施工工艺，是煤巷掘进与支护技术的跨越式突破。在适宜的条件下应积极推广应用掘锚一体化工艺。在应用的同时还要对掘锚一体化设备进行积极改造，以适应更广泛的地质条件。