引言
随着我国经济社会的发展，对能源的需求不断增加。煤炭作为我国的主体能源，为我国经济的特续高速发展提供了稳定的能源保障。掘进和回采是煤矿生产的重要环节，近年来，随着现代化采煤机械的逐步普及，采煤工作面的接替速度大幅加快，为了解决可矿井紧张的接替问题，研究岩巷安全高效掘进变得尤为重要。
1岩巷机械掘进发展现状
近年来，随着机械装备制造水平的提高，岩巷综掘施工技术在煤矿岩巷掘进中的应用越来越广泛，并取得了较好的应用效果。目前，山西某井工矿初步形成了以“悬臂式掘进机+带式输送机+矸仓”为主要设备的综掘工艺。此外，还成功在岩巷掘进中应用TBM全断面掘进机掘进巷道，取得了较好的应用效果。
1.1悬臂式掘进机
悬臀式掘进机因其移动和掘进开挖工作灵活，安全性较高，能够实现煤矿机械化连续开采的目标，有效保证了掘进速度，近年来，山西某井工矿积极开展岩巷综掘工艺试验，引进使用了三一重工EBZ200H、EBZ260H等开拓岩巷硬岩掘进机，，岩巷作业线累计推广20条。该煤矿南区新补输助运输巷为例，巷道断面22.96m2，岩性以砂质泥岩为主，通过采用EBH450型悬臂式智能化超重型掘进机，平均日进尺3.68m，最高日进尺达到6m，平均月进尺104.6m，最高月进尺达到131m。
目前，悬臂式湿进机施工岩巷已取得了较为显著的应用效果，其对地质的适应性强，配套设备齐全，是目前普及力度较大的综合机械化掘进设备。其缺点主要是在掘进强度较高的岩体时，掘进速度较慢，截齿磨损严重，影响巷道施工进度。因此，在选择悬臂式掘进机掘进巷道时，应当选择抗压强度较小的岩巷。
1.2 TBM全断面掘进机
TBM全断面掘进机的基本结构主要包括刀盘、主轴承、支撑装置、驱动系统、液压系统、机头架与主大梁等。它主婴依靠液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，随着推进油缸向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的矸石充满矸仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的矸石排送到带式输送机上，后由带式输送机运输至矸仓中。该煤矿于2017年11月22日在8号煤南回风巷成功试验了QYC045M型TBM全断面岩巷掘进机，试验中，最高班进尺15.5m，最高日进尺31.5m，平均月进尺408m，最高月进尺562m。与炮掘相比，TBM全断面掘进机的掘进速度提高了约4倍，且有效杜绝了工作面粉尘，降低了员工劳动强度。TBM全断面掘进机在煤矿岩巷掘进中的成功试验，是煤矿生产方式转变的重要突破。
2岩巷爆破掘进发展现状
由于我国煤层赋存条件的复杂多样和巷道布置的多变性，机械破岩在煤矿岩巷掘进中受到一定的限制。与机械破岩相比，传统的钻爆法施工因投入少、施工作业方法简单，在煤矿岩巷施工中占主导地位。目前，该煤矿从钻、破、装，运，支五个方面，分别对岩巷爆破施工装备与工艺进行优化，在岩巷爆破掘进中先后配套使用了全液压钻车，挖掘式装载机，钻装锚一体机、移动式矸仓等先进装备，显著提高了岩巷爆破的掘进水平。
2.1履带式液压钻车
该煤矿使用履带式液压结车施工炮孔，显著提高了炮孔的成孔质量。与传统风钻施工炮孔相比，采用服带式液压钻车施工具有以下优点：
（1）钻眼效率高。在同类岩性和相同孔径的条件下，液压钻车钻眼速度是以往YT-29型风钻的2.25倍，一个循环钻眼时间比试验前节省50%。且用工人数少，钻眼时按2部YT-29型风钻考虑需4人，液压钻车仪需2人。
（2）巷道成型好。液压钻车钻臂灵活，可以自由调整炮眼角度和间距，爆破后巷道规格尺寸和表面规整，减少了锚杆（索）及喷浆料的使用量。
（3）液压钻车与挖相式装载机、刮板输送机、带式输送机、移动矸仓配套使用，实现了岩巷掘进机械化作业，最高月进尺由80m提高到100m。
2.2爆破技术
该煤矿对不同岩性、不同断面的岩巷爆破炮孔布置形式进行调整、优化，采用掏槽超深爆破技术、双根形掏槽爆破技术、楔直复合掏槽爆破技术代替原有的单楔形掏槽爆破，克服了中深孔爆破中岩巷夹制作用大、爆破块度大的难题，显著提高了爆破掘进效率。
此外，在控制巷道周边成型质量方面，应用切缝药包周边定向断裂控制爆破技术，将炸药放置在带有切缝的聚能情电孔壁中，利用切缝管实现爆炸能量的定向释放，从而达到控制爆炸裂纹扩展的目的。切缝药包爆炸时，由于在炮孔中加入了一定厚度和强度的切缝外壳，高能的气体流冲击外壳的内壁，而在其切缝方向不存在任何的阻力，从而在切缝方向造成压应力集中和剪切应力差，使岩炸药切缝管体在爆破作用下沿切缝方向形成导向裂纹。切缝管的存在，使得切缝方向的炮孔壁岩石受到增强了的爆炸荷载，在其他方向的炮孔壁上，岩石仅受到较小且作用时间滞后的准静态爆炸压力。
2.3装岩与运输
为了提高装岩效率，先后采用侧卸式装岩机和挖掘式装载机等设备。此外，通过在挖掘式装载机中设置冲击锤，可有效破碎大块矸石，辅助挖掘水沟，减少爆破环节。同时使用了桥式转载机、可仲缩带式输送机和自移式转载机等设备。同时，配套使用皮带、俊式矿车，实现了装载运输连续作业，解决了矿车运力不足影响出矸的问题，减少了排矸时间，此外，针对没有独立排矸系统的岩巷，采用移动矸仓临时装矸，减少了系统环节改造工程。
2.4钻装锚一体机作业
该煤矿结合不同巷道的特点及爆破技术和施工工艺的优化，初步开展了钻装锚一体机现场试验。在南一盘区北回风巷使用双臂钻装锚一体机进行施工，两钻孔臂同时对称施工巷道左右两侧炮孔，有效保证了炮孔的“齐，平、直”，提高了炮孔的施工质量和施工速度，最高月进尺可达86m。
通过采用钻装错一体机配合液压控制技术，实现了巷道的快速支护和岩块的快速装运，进一步降低了工人的劳动强度，同时，配套履带式钻锚转截带式输送机，在大断面岩巷施工中实现了多工序平行作业，提高了巷道掘进效率，采用钻装缅一体机，一方面实现了钻孔、装岩与支护的连续作业，另一方面有效降低了工人的劳动强度，提高了工人施工的安全性。
3结论
（1）初步形成了以悬臂式掘进机、TBM全断面掘进机等机械装备为主的岩巷机械掘进技术体系。
（2）系统探索了适用于不同岩性，不同断面的岩巷中深孔掏槽爆破技术，应用切缝药包有效改善了巷道周边成型质量，构建了精准、高效、安全的岩巷精细化爆破破岩技术。
（3）构建了以履带式液压钻车、钻装锚一体机和挖掘式装载机为核心的煤矿岩巷施工作业线，有效降低了工人劳动强度，提升了施工作业效率，实现岩巷精细化爆破掘进施工。
参考文献
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