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[摘 要]浅析煤矿半煤岩回采巷道的特点、支护设计方法、施工与机械设备配置、爆破参数设计与优化、采用的劳动组合方式，以及施工应注意的事项等。
[关键词]半煤岩回采巷道；快速掘进；施工方法；煤矿
中图分类号：TD82文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
1 引言
朔里矿业近两年来开采的工作面多为薄煤层工作面，相应在对其回采巷道的掘进施工方法、支护方式、掘进配套设备等方面，与过去中厚煤层布置的巷道就有些不同。经过不断第进行研究和改进，现已总结出了薄煤层回采巷道提高掘进单近水平的快速掘进技术，并连续取得了很多成功的效果和施工经验。
2 半煤岩巷特点
工作面回采巷道多为半煤岩巷道，巷道围岩岩性基本如下：煤层顶板为十下灰岩，岩性坚硬，普氏硬度12～14，煤层平均厚度0.9m左右，倾角平均3°。煤层直接底板为铝质泥岩，团块状结构，遇水膨胀，普氏硬度f=2～3。其下为灰色细砂岩，泥质胶结，局部相变为粉、中砂岩，普氏硬度f=4～5。地质构造较简单，断层落差一般在1-3m内，属低瓦斯煤层。巷道围岩特点是：顶板岩性好，两帮煤、岩松软，地应力较小，倾角小。
3 巷道支护设计
根据顶板岩石的岩性，顶板支护锚杆选为为Φ20mm、长2.2m的高强度螺纹钢锚杆，树脂药卷加长锚固，每根锚杆用2支Z2550树脂药卷，锚固长度1.4m；锚杆排距900mm，锚杆间距900mm。同时，巷道每隔2700mm打1组锚索梁。
巷帮下部为铝质泥岩。该岩层吸水性强，遇水膨胀，岩性软弱。初期施工时帮部不设支护，但裸露泥岩历经夏季吸水潮解，岩体膨胀分解，片落严重，造成巷帮较大范围片帮，影响使用。直接采用喷浆支护虽能解决上述问题，但施工巷道需有轨道运输条件。考虑支护方式与施工工艺匹配，确定对该岩层进行锚网支护。采用Ф18×2000mm 高强螺纹锚杆，树脂锚固剂，配合金属网，仅在巷帮泥岩部分进行锚网支护，锚杆间排距选为0.9×0.9m。
4 巷道施工方法与机械设备设置
巷道施工采用钻眼爆破方法施工，采用耙装机出煤、出矸石，双向胶带输送机连续运输方式运送煤矸。
耙装机选型有P-30B 與P-60B 两种，主选P-60B型。30B虽机型适于低矮巷道应用，但对长距离巷道而言，其生产能力低，故障多，维修困难。而60B型尽管机型较高大，低矮巷道移机困难，但生产能力大一倍，故障率低，适于快速出矸施工。所以，采用改进机高方法可解决低矮巷道应用困难问题。
（1）耙装机的固定。预制一搭长为4m的固定轨道，用卡轨器把耙装机固定在轨道上，然后用地锚把轨道固定在巷道底板上。
（2）耙装机与胶带输送机尾衔接。机尾三面安装挡煤板并连接耙装机，耙装机卸料口对准下部胶带，使煤矸沿卸料口顺利卸入有挡煤板的胶带上。
（3）胶带输送机选型。选用SPJ-800型，其优点是胶带上层可连续运输煤矸，运矸效率提高多倍。
（4）移动耙装机方法。使用JH-5型慢速绞车，采用动滑轮组方式牵引，将皮带机尾与耙装机同时牵引到掘进迎头，延长胶带机，固定耙装机。
5 巷道爆破参数设计与优化
（1）巷道爆破参数的优化确定。①周边眼：合理的周边眼间距是确保巷道成型的关键，要达到光面爆破效果，对不同硬度的岩层，以及底角炮眼而言，周边眼间距不宜相同的。经实验，在煤中的周边眼间距为400mm，泥岩与中细砂岩中以及底角眼间间距为350mm为宜。最小抵抗线为400～500mm。装药量：煤眼150g/m，岩石炮眼225g/m。因爆破软岩，爆破之后眼痕率不明显，但壁面平整。②辅助眼：间距与最小抵抗线分别为500mm，600mm，装药量450g/m。③掏槽眼：间距为500mm，装药量450g/m。④底眼与顶眼分别为225g/m，300g/m。另外底角与顶角适当多装药。根据现场观察，泥岩虽松软，f值与煤层相等，数值较小，但比煤更“吃药”，一般与f值为4～5的中砂岩基本相当。
（2）掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤层布置1对，在泥岩中布置1～2对。对数以爆破工作面距耙装机距离确定，最近时为2对，以避免抛掷煤矸埋耙装机，正常后增大至3对，已提高爆破效果。（见图1）
（3）炮眼深度的确定。采用中深孔爆破。选多组炮眼深度进行试验比较，结果如下：炮眼深度分别为1.6m、1.8m时，装药量最少，残眼最浅，爆破抛掷距离最近，这时进尺效率最低。选炮眼深度为2.2m时，装药量最多，残眼最深，打眼速度却降低，不能完成当班整数循环作业。所以，经比较，最终确定为正常进尺条件时炮眼深度为2.0m，每班能完成3个循环进尺。耙装机移机之后，炮眼深度暂时宜改为1.8m。
（4）炮眼直径确定。因爆破铝质泥岩，所以选用柱齿大钻头打眼，以提高其爆破效率。
（5）选择炸药型号、装药结构与起爆方法。采用2号煤矿许用水胶炸药。正常条件下采用反向装药，全断面一次起爆。但耙装机移机之后3～5茬炮采用正向装药，以避免抛掷矸石埋没与损坏机械设备。
6 采用的劳动组合方式
采用三八制方式作业。早班检修，之后能完成2个正规循环进尺，其余班次完成3个正规循环进尺，地质条件正常时，每循环进尺平均1.9m，每圆班进尺最高达15m，过断层全岩巷进度是正常条件的50%，进尺3个圆班移机一次，移机、帮部支护作业共耗用一个圆班时间。正常情况下，月度总进尺最高达330m。正常作业时，迎头布置2 部凿岩机，3～4人操作，后方1人耙装平行作业，1人从事后勤准备工作。按照输送机数量，配置胶带输送机司机。
7 施工应注意的事项
（1）每帮的周边眼水平角度必须一致，且要布置在同一铅垂面内。
（2）周边眼要封足水泡泥，达到封黄泥之后炮眼封满为止。填水泡泥比留空气柱能使封泥严实，避免封孔不严爆破效果差。同时爆破之后减缓爆轰压力，能明显提高周边眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖现象。
（3）要严格限制周边眼装药量。不得多装，爆破之后观察巷帮超挖量可判定装药量。
（4）煤层中施工要求布置掏槽眼。煤层槽眼较高，一是确保掏槽效果，二是能增大抛掷距离。
（5）增大泥岩钻孔直径，提高吹眼效果。铝质泥岩极易出现塌孔，小钻孔吹眼器不能疏通淤积，使装药不能到达眼底，造成残眼深，影响进尺效率。
（6）控制耙装机作业时间，进行间歇作业。在长时作业时，电机温升会出现过高，极易烧毁电机，应注意此问题。
8 结束语
半煤岩巷采用钻爆法掘进施工，胶带输送机连续运输煤矸，这也是最经济而普遍采用的施工方法。它相对综掘施工有如下优点：适应性强，产尘量小，投入小，掘进成本低；采用胶带输送机，既提高了普掘机械化程度，节省铺设轨道的人力物力与工时，同时又减少了生产环节与不安全因素，并显著提高了掘进效率。但是，美中不足的是：耙装机移机工序较复杂，耗时较长，有待新型设备研制与应用。
参考文献
[1] 朱焕然，等.大断面巷道快速掘进与锚杆支护技术[J].煤矿支护，2007， 3.
[2] 胡超，王廷进.国内首台MK3岩巷掘进机的使用与改进[J].煤矿机械， 2007，28（7）：129-131.
[关键词]半煤岩回采巷道；快速掘进；施工方法；煤矿
中图分类号：TD82文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-01
1 引言
朔里矿业近两年来开采的工作面多为薄煤层工作面，相应在对其回采巷道的掘进施工方法、支护方式、掘进配套设备等方面，与过去中厚煤层布置的巷道就有些不同。经过不断第进行研究和改进，现已总结出了薄煤层回采巷道提高掘进单近水平的快速掘进技术，并连续取得了很多成功的效果和施工经验。
2 半煤岩巷特点
工作面回采巷道多为半煤岩巷道，巷道围岩岩性基本如下：煤层顶板为十下灰岩，岩性坚硬，普氏硬度12～14，煤层平均厚度0.9m左右，倾角平均3°。煤层直接底板为铝质泥岩，团块状结构，遇水膨胀，普氏硬度f=2～3。其下为灰色细砂岩，泥质胶结，局部相变为粉、中砂岩，普氏硬度f=4～5。地质构造较简单，断层落差一般在1-3m内，属低瓦斯煤层。巷道围岩特点是：顶板岩性好，两帮煤、岩松软，地应力较小，倾角小。
3 巷道支护设计
根据顶板岩石的岩性，顶板支护锚杆选为为Φ20mm、长2.2m的高强度螺纹钢锚杆，树脂药卷加长锚固，每根锚杆用2支Z2550树脂药卷，锚固长度1.4m；锚杆排距900mm，锚杆间距900mm。同时，巷道每隔2700mm打1组锚索梁。
巷帮下部为铝质泥岩。该岩层吸水性强，遇水膨胀，岩性软弱。初期施工时帮部不设支护，但裸露泥岩历经夏季吸水潮解，岩体膨胀分解，片落严重，造成巷帮较大范围片帮，影响使用。直接采用喷浆支护虽能解决上述问题，但施工巷道需有轨道运输条件。考虑支护方式与施工工艺匹配，确定对该岩层进行锚网支护。采用Ф18×2000mm 高强螺纹锚杆，树脂锚固剂，配合金属网，仅在巷帮泥岩部分进行锚网支护，锚杆间排距选为0.9×0.9m。
4 巷道施工方法与机械设备设置
巷道施工采用钻眼爆破方法施工，采用耙装机出煤、出矸石，双向胶带输送机连续运输方式运送煤矸。
耙装机选型有P-30B 與P-60B 两种，主选P-60B型。30B虽机型适于低矮巷道应用，但对长距离巷道而言，其生产能力低，故障多，维修困难。而60B型尽管机型较高大，低矮巷道移机困难，但生产能力大一倍，故障率低，适于快速出矸施工。所以，采用改进机高方法可解决低矮巷道应用困难问题。
（1）耙装机的固定。预制一搭长为4m的固定轨道，用卡轨器把耙装机固定在轨道上，然后用地锚把轨道固定在巷道底板上。
（2）耙装机与胶带输送机尾衔接。机尾三面安装挡煤板并连接耙装机，耙装机卸料口对准下部胶带，使煤矸沿卸料口顺利卸入有挡煤板的胶带上。
（3）胶带输送机选型。选用SPJ-800型，其优点是胶带上层可连续运输煤矸，运矸效率提高多倍。
（4）移动耙装机方法。使用JH-5型慢速绞车，采用动滑轮组方式牵引，将皮带机尾与耙装机同时牵引到掘进迎头，延长胶带机，固定耙装机。
5 巷道爆破参数设计与优化
（1）巷道爆破参数的优化确定。①周边眼：合理的周边眼间距是确保巷道成型的关键，要达到光面爆破效果，对不同硬度的岩层，以及底角炮眼而言，周边眼间距不宜相同的。经实验，在煤中的周边眼间距为400mm，泥岩与中细砂岩中以及底角眼间间距为350mm为宜。最小抵抗线为400～500mm。装药量：煤眼150g/m，岩石炮眼225g/m。因爆破软岩，爆破之后眼痕率不明显，但壁面平整。②辅助眼：间距与最小抵抗线分别为500mm，600mm，装药量450g/m。③掏槽眼：间距为500mm，装药量450g/m。④底眼与顶眼分别为225g/m，300g/m。另外底角与顶角适当多装药。根据现场观察，泥岩虽松软，f值与煤层相等，数值较小，但比煤更“吃药”，一般与f值为4～5的中砂岩基本相当。
（2）掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤层布置1对，在泥岩中布置1～2对。对数以爆破工作面距耙装机距离确定，最近时为2对，以避免抛掷煤矸埋耙装机，正常后增大至3对，已提高爆破效果。（见图1）
（3）炮眼深度的确定。采用中深孔爆破。选多组炮眼深度进行试验比较，结果如下：炮眼深度分别为1.6m、1.8m时，装药量最少，残眼最浅，爆破抛掷距离最近，这时进尺效率最低。选炮眼深度为2.2m时，装药量最多，残眼最深，打眼速度却降低，不能完成当班整数循环作业。所以，经比较，最终确定为正常进尺条件时炮眼深度为2.0m，每班能完成3个循环进尺。耙装机移机之后，炮眼深度暂时宜改为1.8m。
（4）炮眼直径确定。因爆破铝质泥岩，所以选用柱齿大钻头打眼，以提高其爆破效率。
（5）选择炸药型号、装药结构与起爆方法。采用2号煤矿许用水胶炸药。正常条件下采用反向装药，全断面一次起爆。但耙装机移机之后3～5茬炮采用正向装药，以避免抛掷矸石埋没与损坏机械设备。
6 采用的劳动组合方式
采用三八制方式作业。早班检修，之后能完成2个正规循环进尺，其余班次完成3个正规循环进尺，地质条件正常时，每循环进尺平均1.9m，每圆班进尺最高达15m，过断层全岩巷进度是正常条件的50%，进尺3个圆班移机一次，移机、帮部支护作业共耗用一个圆班时间。正常情况下，月度总进尺最高达330m。正常作业时，迎头布置2 部凿岩机，3～4人操作，后方1人耙装平行作业，1人从事后勤准备工作。按照输送机数量，配置胶带输送机司机。
7 施工应注意的事项
（1）每帮的周边眼水平角度必须一致，且要布置在同一铅垂面内。
（2）周边眼要封足水泡泥，达到封黄泥之后炮眼封满为止。填水泡泥比留空气柱能使封泥严实，避免封孔不严爆破效果差。同时爆破之后减缓爆轰压力，能明显提高周边眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖现象。
（3）要严格限制周边眼装药量。不得多装，爆破之后观察巷帮超挖量可判定装药量。
（4）煤层中施工要求布置掏槽眼。煤层槽眼较高，一是确保掏槽效果，二是能增大抛掷距离。
（5）增大泥岩钻孔直径，提高吹眼效果。铝质泥岩极易出现塌孔，小钻孔吹眼器不能疏通淤积，使装药不能到达眼底，造成残眼深，影响进尺效率。
（6）控制耙装机作业时间，进行间歇作业。在长时作业时，电机温升会出现过高，极易烧毁电机，应注意此问题。
8 结束语
半煤岩巷采用钻爆法掘进施工，胶带输送机连续运输煤矸，这也是最经济而普遍采用的施工方法。它相对综掘施工有如下优点：适应性强，产尘量小，投入小，掘进成本低；采用胶带输送机，既提高了普掘机械化程度，节省铺设轨道的人力物力与工时，同时又减少了生产环节与不安全因素，并显著提高了掘进效率。但是，美中不足的是：耙装机移机工序较复杂，耗时较长，有待新型设备研制与应用。
参考文献
[1] 朱焕然，等.大断面巷道快速掘进与锚杆支护技术[J].煤矿支护，2007， 3.
[2] 胡超，王廷进.国内首台MK3岩巷掘进机的使用与改进[J].煤矿机械， 2007，28（7）：129-131.