鲍飞
淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿，安徽淮南 232001
摘要：机械化已成为我国煤炭生产和安全高效矿井建设必不可少的技术支撑。本文对张集煤矿岩巷炮掘机械化作业线在生产中的进行了相关技术研究，并在生产中得到具体的应用，并取得较好效果，最后指出该作业线需要改进的方向，并提出改进措施。
关键词：岩巷炮掘；机械化；作业线；研究
张集矿为了贯彻落实煤业公司关于生产方式转变的要求，提高岩巷炮掘机械化水平，减人增效，满足矿井采掘接替需要，解决岩巷炮掘施工人员不足、人员年龄结构不合理、施工机械化水平低、工人劳动强度大、效率低等问题，在-820m水平西翼轨道大巷组建了张集矿第一支机械化组合硬岩大断面巷道快速炮掘作业线。
1 工程概况
-820m水平西翼轨道大巷设计总长度2888m，直墙半圆拱断面，掘进面积21.87㎡：宽×高=5700×4450mm，采用锚网（索）喷联合支护。顶、帮部锚杆规格为φ22×2500mm，间排距700×700mm，锚索规格为φ22×6300mm，间排距1000×1000mm，喷射混凝土厚150mm。巷道位于4-2煤底板，巷顶距4-2煤层底板法距为18.4～40m。巷道揭露岩性为花斑泥岩、砂岩、砂质泥岩及砂泥岩互层。
该巷道于2016年4月开始掘进，先后由矿开拓五区和中煤七十一处施工，采用普通炮掘工艺，耙矸机+皮带+矸石仓出货，至2020年2月底，累计施工2400m，平均55m/月。目前，由中煤七十一处712队采用机械化组合硬岩大断面巷道快速炮掘作业线进行施工。
2 传统炮掘施工情况
传统的炮掘施工采用风锤打眼、锚杆机支护、耙矸机出矸，施工过程中存在以下问题：
（1）不能做到一次成巷，需要集中停头成巷，巷帮空帮时间长，巷帮易风化不利于支护；且停头成巷时间长，每40～60m成巷一次，每次成巷时间3～7天；作业环境复杂，不利于机械化设备的应用。
（2）耙矸机使用过程中，安装、挪移、出矸等存在一定安全隐患，钢丝绳牵引无法用于巷道揭煤。
（3）风锤打眼、锚杆机支护，需要人员多，作业环境差、职工劳动强度大，且人员贴近迎头施工，安全威胁大。
（4）机械化程度低，需要人员多，效率低，施工进度慢。
3 机械化组合硬岩快速炮掘作业线施工情况
3.1 作业线简介
为解决传统岩巷炮掘施工的问题，张集矿二水平项目部经过调研、比较，在-820m水平西翼轨道大巷组建了扒渣机+液压钻车+锚杆钻车机械化作业线，中煤七十一处712队负责具体施工。利用扒渣机代替传统的耙矸机出矸；双臂液压钻车代替人工风锤打眼；双臂锚杆钻车代替人工锚杆机进行巷道支护，实现打炮眼、巷道支护、出矸机械化、连续化，达到了减人增效的目的。
由于是首次采用机械化作业线，项目部对施工工艺和工序进行了调整、优化，使各种机械设备有序交替使用，充分发挥机械设备的作用.
与传统炮掘作业相比，采用机械化作业线，施工工艺和工序相对简化，打眼、放炮、出矸、支护依次进行，实现了一次全断面打眼、一次成巷。
3.2 机械化组合硬岩快速炮掘作业线主要设备特点
3.2.1 ZWY-180型履带式挖掘装载机（扒渣机）
采用电动全液压传动，结构紧凑，推进力大，扒取范围广，可以全断面装岩，不留死角，不需人工辅助清理工作面，能够实现一次成巷，创造良好的作业环境，为其他机械化设备应用创造条件。同时，无钢丝绳牵引，安全可靠，设备操作简单，出矸速度快，效率高。
3.2.2 CMJ2-30型液压掘进钻车
液压驱动，凿岩速度快，效率高。经试验对比，在同类岩石和孔径条件下，凿岩孔可比气腿式凿岩机速度提高两倍以上，特别适用于砂岩等坚硬岩石。操作简单，仅需2人即可完成操作；相对于气腿式凿岩机，职工作业条件改善，劳动强度降低，更加有利于安全生产。钻孔深度达到2.6m，每循环进尺2m以上，有效提高了单进。
3.2.3 CMM2-21型锚杆锚索钻车
主要用于巷道支护作业，还可以用于前探孔（瓦斯、水）施工。机构紧凑、运转灵活，钻臂可以旋转和升降，能够满足不同断面巷道施工需要。设有临时支护和可升降平台，可对作业人员进行有效保护，同时方便职工操作，提高工作效率，降低职工劳动强度。
3.2.4 PS7Ⅰ-J型湿式混凝土喷射机
利用设备本身余风产生负压做为除尘动力源，不需要额外动力装置，便于调节，操控性强。除尘装置配备气动振动器，振动过程中会弹掉滤布上的粉尘，不需要额外除尘操作。喷浆作业结束后，可用正压气源快速清理机器粉尘，压风清理设有单独操作阀，操作简单，易于维护，除尘效果较好。
3.3 施工工艺改进
在机械化作业线试运转过程中，遇到了一些问题，如设备的保护、设备电缆的吊挂，项目部和施工单位共同研究，通过以下措施，及时解决了问题，确保了作业线正常运转。
3.3.1 机械设备软保护研究及应用。
采用扒渣机、液压钻车、锚杆钻车等设备，首先需要解决设备防炮崩的问题。液压钻车和锚杆钻车在放炮前可以退至安全距离以外，但是扒渣机由于二运长度（21m）限制，离迎头较近，如何在有限的距离内将设备保护好，比较困难，单纯采用木板进行保护不仅工作量大，而且大板已断，保护效果差。项目部经过思考和反复的试验，采用废旧皮带作为软保护+大板对设备进行保护，取得了较好的效果。即放炮前，在扒渣机前设置2道皮带软保护，在帮部打锚杆、挂钢丝绳，废旧皮带悬挂在钢丝绳上进行全断面防护，皮带上加工有挂钩，便于操作；最后用70mm大板靠在扒渣机上做为第3道保护。采用此种保护，易于操作，且设备得到有效的保护，设备不会被矸石崩坏、皮带机机尾不会被矸石掩埋。
3.3.2 设备电缆吊挂装置研究及应用。
该巷道采用3台大型机械化设备，电缆多，来回移动不方便，且放在地上易被压坏。经过试验，采用钢丝绳+滑轮，自制电缆吊挂装置，将所有设备电缆吊挂在巷道顶部，实现了电缆安全快速移动。此种装置，不仅可以应用在电缆吊挂，而且可以应用于视频探头、监控探头的吊挂，避免了出矸时经常损坏视频线、监控线，放炮时可以迅速挪移各种探头。
4 效果分析
使用该作业线的施工队仅50人，2019年10月筹建机械化作业线，2020年3月建成。经过不断摸索、改进、优化施工组织，3月6日复工至5月26日累计进尺236m，平均综合单进87m/月。
5 存在问题及下一步改进
机械化组合硬岩大断面巷道快速炮掘作业线在使用的过程中，机械化组合硬岩大断面巷道快速炮掘作业线使用的CMJ2-30型液压掘进钻车、CMM2-21型锚杆锚索钻车、ZWY-180型履带式挖掘装载机（扒渣机）为新设备，配件无供货渠道，设备维修不方便，更换设备配件周期长，影响正常掘进。
这就要求施工单位和管理部门，要对易损件进行摸排，统计好各配件使用周期，列好清单，提前做好备件供应计划；同时积极与上级部门沟通，争取开通急用件绿色通道。
另外要加强对职工培训，在不影响安全生产的前提下，在后方空闲地段对职工进行超作操作培训，提高职工操作熟练程度。
参考文献：
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