岩巷综掘机械化掘进几点意见超级实用.docx
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岩巷综掘机械化掘进几点意见超级实用
岩巷综掘（机械化掘进）几点意见（超级实用）
近几年随着国民经济的快速发展，对能源的需求也在不断增长，由于煤炭作为主要能源，所以，建设大型煤炭基地和现代化矿井已成为国家的重要战略决策。
目前，由综掘机、转载机及皮带输送机组成的综合掘进机械化作业线已经成功应用在煤巷掘进中，大大提高了煤巷掘进速度。
岩巷由于岩石硬度高，一般硬度系数为f≈4—8，个别可能达到14或更高，所以，岩巷的掘进更加困难，岩巷掘进成为制约煤矿发展的一个瓶颈，如何提高岩巷机械化作业线的效能成为急需解决的问题，下面谈一下关于岩巷机械化作业线的几点认识，希望起到抛砖引玉的效果，同时，错误之处请各位专家、领导指正。
一、岩巷的分类：
1．从作用分：
运输巷、进风巷、回风巷、联络乡、硐室等
2．从断面分：
小断面（小于10m²）；中、大断面（10--25m²）；超大断面（大于25m²）
3．从岩性分：
软岩（f≤6）、中硬岩（f＝6～12）、硬岩（f﹥12）
4．从倾斜角度分：
上山、下山、平巷
二、掘进用设备及相关数据：
1．手风钻、耙斗装岩机：
人工成本1875元/延米（人工工资2000元/月，每掘进队75人）；平均月进尺80延米。
型号
YT28
数量
6
人数
8
孔径
Ø43mm
孔深
2m
用时
4h
适用断面
≤10m²
适应岩石硬度
f≤10
生产厂家
三河、天水、浙江志高等
2．全液压掘进钻车、挖斗式装岩机：
人工成本833元/岩米（人工工资2000元/月，每掘进队50人）；平均月进尺120延米；设备费4万元/月，折合333元/米；比第一种方式动力节约150元/米，综合成本节约859元/米。
型号
CMJ17
数量
1
人数
3
孔径
Ø43mm
孔深
2m
用时
2h
适用断面
12-25m²
适应岩石硬度
f=6-16
生产厂家
宣化华泰公司
3．综合掘进机
型号
MK3
EBZ200
EBZ160
EBZ120
适用断面
18-30m²
15-26m²
12-24m²
10-16m²
适应岩石硬度
标定f≤13
实际f≤7
标定f≤10
标定f≤8
标定f≤7
机重
96t
78t
48t
40t
生产厂家
英国DOSCO公司、三一重装、佳木斯
三、装渣用设备及相关数据：
1．耙斗装岩机：
型号
P15B
P30B
P60B
P90B
出渣能力m³/h
14--25
35--50
70--110
95--140
生产厂家
泰安华光、锦州北方、徐州苏煤
优点
单台成本低，便于维护
缺点
需打迎头绳轮锚杆，易产生火花，高突巷不能使用
2．侧卸式装岩机：
型号
ZCD-60R
ZCD-100R
ZCY-45
ZCY-60
出渣能力m³/h
70
80-100
0.45m³（斗容）
0.6m³³（斗容）
生产厂家
浙江小浦、
江阴矿山器材厂、徐州苏煤
优点
成本较低，结构成熟
缺点
来回移动频繁，易压电缆，不能连续出渣
3．挖斗式装岩机：
型号
ZDY-80
ZDY-160
LDWZ100
LDWZ160
出渣能力m³/h
80
160
100
160
生产厂家
贵州三环、江西鑫通、萍乡城南
优点
可连续出渣
缺点
价格较高，目前轨轮式不能打上下山，体积较大
四、运渣设备及相关数据：
1．固定式及底卸式矿车：
型号
MG1.1
MG2.2
MD3.3
容积m³
1.1
2.2
3.3
载重量t
1
2
3
生产厂家
烟台同太、山东金岭
2．梭式矿车：
型号
SD（B）
14
SSD（B）
16
SSD（B）
20
SSD（B）
5
SSD（B）
30
SS（B）
40
容积
m³
14
16
20
25
30
40
载重量
t
28
32
40
48
55
75
自重
t
12.9
17.8
19.84
29.3
29.3
37.5
外形
尺寸
mm
长*宽*高
11255
1710
2300
12940
1670
2400
12960
1800
2680
16050
1800
2750
19500
1850
2980
22500
1850
3100
生产厂家
江西鑫通
3．蓄电池机车：
产品型号
XK5-6.7.9
/90
XK8-7.9
/132
XK8-6.7.9
/144
XK12-6.7.9
/192
整车备重
t
5
8
8
12
轨距
mm
600/762/900
762/900
600/762/900
600/762/900
最大牵引力kN
12.26
19.62
19.62
29.43
外形总长mm
2960
4430
4470
4740
外形总宽mm
9961243
1354
10501350
1600
轨面至
顶棚高
mm
1550
1550
1600
1600
生产厂家
江西鑫通、湘潭南方、济宁山矿
4．皮带输送机：
型号
DTL
65/20/22
DTL
80/40/2*40
DTL
100/63/125
DTL
120/150/2*200
输送量t/h
200
400
630
1200
皮带宽
650
800
1000
1200
倾角
-5～5
0～16
0～18
0～18
生产厂
焦作市新立康、山东山矿
五、支护用设备及相关数据：
锚杆、锚索钻机：
型号
MQS
-50/1.8
MQT
-130
MYS
-50/400
MYT
-120
MYT
-150
额定转矩
50Nm
130Nm
50Nm
120Nm
150Nm
动力形式
气动
气动
液压
液压
液压
工作压力
0.4-0.63
MPa
0.4-0.63
MPa
12
MPa
15
MPa
16
MPa
主机重量
11Kg
58Kg
20Kg
53Kg
53Kg
六、目前岩巷掘进的几种工艺：
→挖斗式装岩机装岩→
1．手风钻钻孔→爆破→→侧卸式装岩机装岩→→矿车出渣
→耙斗式装岩机装岩→
1.1优点：
初期投入小,多台钻可同时工作。
1.2缺点：
工人劳动强度大;由于多人同时在迎头工作,危险性高;钻孔速度低。
1.3适用断面：
不受断面大小影响,适应于不便机械化施工的较小断面,我们认为不大于10m²较为合适。
→
梭式矿车出渣
2.综合掘进机割岩→→矿车出渣→支护
→皮带输送机出渣
2.1优点：
无爆破震动，不会破坏围岩；可连续出渣。
2.2缺点：
2.2.1为了克服切割时的反作用力，机重较重,体积大，不便于下井。
2.2.2由于本身体积大（MK3岩巷掘进机长13.75m，宽4m，高2.5m），不适用于小于19m²的断面。
2.2.3所掘进岩巷岩石硬度受限制
2.2.3.1以下摘自2007全国矿山建设学术文集（P528页、作者胡超）
淮南矿业集团于2006年初从综掘机国际知名生产厂家（英国DOSCO公司）引进国内首台MK3岩巷掘进机，该设备投放到潘二矿南翼胶带机石门进行试掘进，经过几个月的运行，总结出该设备存在以下几个主要问题：
a.机组的外形尺寸及施工的安全空间决定了所选巷道的合理断面为：
矩形断面19--35m²，拱形断面18--30m²。
b.厂家提供的检测报告，其最大经济切割硬度可达13MPa,此时的截割效率为12m³/h，但根据我们长期的实际数据统计测算，当岩石硬度系数达f7.2时（安徽理工大学10月20日的检测报告），该机组的切割效率已明显下降至10m³/h，同时机组震动较大，截割齿和密封件等消耗明显加剧，因此，所选巷道岩性应在f7以下。
按安徽理工大学的测试数据，计算进尺，全断面掘进速度0.5m/h（断面20m2），考虑支护时间，日进尺6m，月进尺180m，正规循环率80%，月进尺144m。
2.2.3.2据我公司人员到山东新汶矿务局孙村矿了解,该矿曾选购了三一重装一台综掘机,因不适用而退回,具体情况不详。
→侧卸式装岩机装岩
3．全液压掘进钻车钻孔→爆破→→挖斗式装岩机装岩
→耙斗式装岩机装岩
→矿车出渣→
→→梭式矿车+蓄电池机车+皮带输送机+矿车出渣→→支护
→皮带输送机出渣→
3.1缺点:
3.1.1由于设备需相互错车,不适用于较窄断面,目前钻车宽1.2m，梭车的宽度为1.8m，则巷道断面宽不应小于3.8m。
3.1.2结构较复杂，技术含量高，对维修人员要求较高。
3.2优点：
3.2.1炮孔深度、角度便于控制，利于光面爆破，节约出渣费用、支护材料。
3.2.2降低了打眼工人劳动强度，操作者远离迎头（约5m），处于支护下作业，同时，人员相对较少，提高了安全性。
3.2.3降低噪音、粉尘，改善了工作环境，减少职业病（尘肺病）的发生。
3.2.4提高了钻孔速度、提高了施工进度
3.2.5相对风动凿岩，由于采用了液压凿岩机凿岩，能量利用率高，动力消耗少，液压凿岩机能量利用率达30％～40％，风动凿岩机仅15％，动力消耗仅为风动凿岩机的1/2～1/4。
七、关于岩巷机械化作业线的建议：
基于以上内容，请各位专家主要对综合掘进机+皮带输送机出渣、全液压掘进钻车钻孔+侧卸式装岩机装岩+矿车出渣及全液压掘进钻车钻孔+挖斗式装岩机装岩+蓄电池机车+梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣三条作业线予以讨论：
1.综合掘进机+皮带输送机+矿车出渣作业线（见图一）
—综合掘进机
—皮带输送机
图一
前已叙及综合掘进机的优缺点及现状,制约其在岩巷使用的主要原因是截齿寿命,相信在不久的将来,随着新材料的发展,在岩石硬度小于f10的岩巷有望得以推广使用。
2.全液压掘进钻车钻孔→侧卸式装岩机装岩→矿车出渣作业线（见图二）
—全液压掘进钻车
—侧卸式装岩机
—矿车
—蓄电池机车
图二
目前大部分矿井采用该工艺，主要存在作业不连续，装岩机来回移动频繁，易压电缆等问题，不再细论。
3.全液压掘进钻车钻孔→挖斗式装岩机装岩→蓄电池机车+梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣作业线（见图三）
—全液压掘进钻车
—挖斗式装岩机
—梭式矿车
—皮带输送机
—矿车
—蓄电池机车
图三
3.1全液压掘进钻车钻孔
以下摘自鹤壁中泰矿业有限公司岩巷机械化作业线施工报告:
岩巷机械化作业线在中泰公司轨道暗斜井间－450m水平中段平巷使用的实录：
3.1.1巷道概况
轨道暗斜井间－450m水平中段平巷，东从－240m水平轨道暗斜井开始掘进，西到－530m二1煤层底板等高线为界，与回风暗斜井间－440m水平中段平巷平行间隔27m。
地面标高164.6～180.7m,二1煤层底板标高－420m～－530m,埋藏深度600m～694m,掘进揭露岩性是深灰色中粒砂岩、黑色砂质泥岩，上伏灰色中粒砂岩，岩石普氏硬度系数f＝6.37～10.5。
3.1.2钻孔及进尺情况
3.1.2.1使用YT28型凿岩机、耙岩机作业,掘进断面为16.7m²,每月平均进尺45m,而使用液压钻车和侧卸式装岩机作业,试运行时每月平均进尺能达到90m,能够有效提高进尺100﹪,如不是出渣影响,进尺还会更高.
3.1.2.2使用YT28型凿岩机打炮眼深为2m,每打一个眼需要时间为5min,因打眼质量比较差，不能保证炮眼平直，掘进断面为16.7m²,设计炮眼101个，平均打眼时间需要4小时（5部钻），作业人员6人。
相同的工况，使用液压钻车每打一个炮眼时间需要1min，全部炮眼平均需要2小时，作业人员为3人，能保证炮眼的平直，提高光爆效果，减少超挖量。
3.2挖斗式装岩机装岩
目前国内挖斗式装岩机有轨轮式和履带式两种。
轨轮式挖斗式装岩机的优点是价格较低，每台30万元左右；缺点是作业时需铺设临时轨道，比较费时；另外，目前的轨轮式挖斗装岩机无刹车及抱轨装置，不适合在上下山巷道作业。
履带式挖斗装岩机的优点是作业机动灵活，可以在25﹪的坡度上作业，缺点是价格较高。
以下摘自2007全国矿山建设学术文集《挖斗式装岩机在煤矿井巷施工中的使用》（P483页、作者平永生）
3.2.1经在沙曲矿井试验，挖斗式装岩机，具有高效、节能、噪音低、出渣速度快、性能稳定等特点，比较适合煤矿井巷施工中的工作环境，同时很好地解决了《煤矿安全规程》第75条关于高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域巷道掘进工作面，严禁使用钢丝绳牵引耙装的问题。
3.2.2装渣效率
根据现场使用情况总结,调车道岔距工作面10m时，使用WZB160B挖斗式装岩机排矸量为24车/小时，折合72m³/h。
调车道岔距工作面40m时，排矸量为16车/小时，折合48m³/h。
挖斗式装岩机出渣速度是P60耙斗装岩机的两倍。
如果使用梭式矿车，效率还可大幅度提高。
3.2.3存在问题
3.2.3.1在斜巷该机器无法使用，应安装自动卡轨器或采取其他措施。
3.2.3.2整机体积大，后溜槽短，不便于下井及装多部矿车。
3.2.3.4打眼和出渣不易平行作业。
3.3蓄电池机车+梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣
3.3.1为了能从迎头连续出渣，减少循环作业时间，同时要解决矿车调度及提升能力等方面的影响，可在巷道中设置渣仓，但存在二次装运不方便的问题；若采用梭式矿车加皮带运输机来储渣则不存在二次装运问题。
3.3.2据我们调查了解，山东新汶矿务局孙村煤矿现采用一台12吨电机车、2台SSD（B）20、1条长约80米的吊挂式皮带运输机及若干矿车出渣的工艺，取得了良好效果。
综上所述，采用该机械化作业线，掘进钻车钻孔深度可达3米，若按每天两掘一喷作业，每天循环进尺可达5米，月进尺可达150米。
八、尚需解决的问题：
1、对岩巷机械化设备进行改造，使其具备一定爬坡和防止下滑的能力，提高岩巷机械化作业线的适应性；
2、研究使用凿岩台车或是侧装机施工锚杆，从而提高设备的综合性能，从根本上提高施工速度；
3、利用侧装机或是台车做好工作面的安全防护（临时支护或工作保护平台），在安全防护的前提下进行工作面支护。
宣化华泰矿冶机械有限公司
2008年11月
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