第頁(yè)根據(jù)FBCDZ-8-NO.24B型的對(duì)旋式軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線(xiàn)，可以確定主要通風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)，見(jiàn)表9-4-3。表9-4-3主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)型號(hào)時(shí)期葉片安裝角/°轉(zhuǎn)速/r·min-1風(fēng)壓/Pa風(fēng)量/m3·s-1效率/%輸入功率/kWFBCDZ-8-NO.24B容易43/3574014861070.74216困難55/4774029101230.804439.4.4電動(dòng)機(jī)選型根據(jù)礦井通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期主要通風(fēng)機(jī)的輸入功率和計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率。由/=216/443=0.49﹤0.6，故通風(fēng)容易時(shí)期和困難時(shí)期需要選用不同的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的輸出功率：（9-4-5）式中：——電動(dòng)機(jī)的輸出功率，kW；——通風(fēng)機(jī)的輸入功率，kW；——電動(dòng)機(jī)容量備用系數(shù)，取1.15；——電動(dòng)機(jī)效率，取0.90；容易時(shí)期：=216×1.15/0.90=276（kW）困難時(shí)期：=443×1.15/0.90=566.1（kW）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出功率和輸入功率以及主要通風(fēng)機(jī)要求的轉(zhuǎn)速，選擇型號(hào)為JR157-8和JR1512-8的異步電動(dòng)機(jī)，其詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)表9-4-4。表9-4-4電動(dòng)機(jī)參數(shù)時(shí)期型號(hào)功率/kw電壓/V電流/A轉(zhuǎn)速/rpm效率/%功率因數(shù)容易JR157-8320600036.573590.50.83困難JR1512-857060006873592.50.859.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施（1）回采和掘進(jìn)工作面以及回風(fēng)巷中，必須按規(guī)定定期檢查瓦斯，如發(fā)現(xiàn)異常，必須按規(guī)定處理。（2）盲巷、盲硐、片幫及冒頂處等容易積聚瓦斯的地點(diǎn)，必須及時(shí)處理。（3）掘進(jìn)應(yīng)采用雙風(fēng)機(jī)，雙電源和風(fēng)電閉鎖裝置。（4）掘進(jìn)與回采工作面應(yīng)安設(shè)瓦斯自動(dòng)報(bào)警裝置。（5）大巷及裝煤站應(yīng)安設(shè)瓦斯自動(dòng)報(bào)警斷電儀。瓦斯超限后應(yīng)自動(dòng)切斷供電及架線(xiàn)電源。（6）所有易產(chǎn)生煤塵的地點(diǎn)。必須采取灑水滅塵等防塵設(shè)備及除塵設(shè)施。（7）井下風(fēng)速必須嚴(yán)格控制，防止煤塵飛揚(yáng)。井下所有煤倉(cāng)和溜煤眼均應(yīng)保持一定存煤，不得放空，不得兼作通風(fēng)眼。（8）綜采工作面應(yīng)采取煤塵注水。按照保安規(guī)程設(shè)計(jì)懸掛巖粉棚和防水棚。（9）煤塵應(yīng)定期清掃。巷道應(yīng)定期沖刷，各個(gè)轉(zhuǎn)煤點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行噴霧灑水。9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施（1）井下中央水泵房和中央變電所設(shè)置密閉門(mén)、防火門(mén)。并設(shè)設(shè)區(qū)域返風(fēng)系統(tǒng)。（2）井下機(jī)電設(shè)備選用防爆型為原則。應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的安裝質(zhì)量。并加強(qiáng)維修及管理。防止漏電及短路產(chǎn)生高溫和火花。（3）對(duì)自然發(fā)火的煤層，應(yīng)加強(qiáng)煤炭與坑木的加收；加強(qiáng)密閉，及時(shí)密閉采空區(qū)；對(duì)停采線(xiàn)進(jìn)行黃泥灌漿或噴灑阻化劑；分層開(kāi)采還應(yīng)在采區(qū)隨采隨注。（4）二阻化劑防火：根據(jù)化驗(yàn)與實(shí)踐，本礦自然發(fā)火期長(zhǎng)，但為確保安全，應(yīng)預(yù)備部分黃泥用于危險(xiǎn)時(shí)期灌漿。9.6.3防水措施（1）井巷出水點(diǎn)的位置及其水量，前采空區(qū)積水范圍、標(biāo)高和積水量，都必須繪出采掘工程圖上。（2）主要水倉(cāng)必須有主倉(cāng)和副倉(cāng)，當(dāng)一個(gè)水倉(cāng)清理時(shí)，另一個(gè)水倉(cāng)能正常使用。（3）采掘工作面遇到下列情況之一時(shí)，必須確定探水線(xiàn)，進(jìn)行探水，確認(rèn)無(wú)突水危險(xiǎn)后，方可前進(jìn)。①接近水淹或可能積水的井巷、老空或小煤礦時(shí)；②接近水文地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，并有出水征兆時(shí)；③接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和陷落柱時(shí)；④打開(kāi)隔離煤柱放水時(shí)；⑤接近有出水可能的鉆孔時(shí)；⑥接近有水或稀泥的灌泥區(qū)時(shí)；⑦底板原始導(dǎo)水裂隙有透水危險(xiǎn)時(shí)；⑧接近其它可能出水地區(qū)時(shí)。10礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表10-1設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目單位數(shù)量或內(nèi)容1煤的牌號(hào)優(yōu)質(zhì)氣煤2可采煤層數(shù)目層13可采煤層總厚度m3.24煤層傾角°平均6°5（1）礦井工業(yè)儲(chǔ)量Mt303.55（2）礦井可采儲(chǔ)量Mt188.726（1）礦井年工作日數(shù)d330（2）日采煤班數(shù)班27（1）礦井年生產(chǎn)能力Mt/a150（2）礦井日生產(chǎn)能力t/d4174.78礦井服務(wù)年限a96.89礦井第一水平服務(wù)年限a96.810井田走向長(zhǎng)度m7520井田傾斜長(zhǎng)度m354911瓦斯等級(jí)—高瓦斯相對(duì)涌出量m3/t10.2612（1）礦井正常涌水量m3/h194（2）礦井最大涌水量m3/h23013通風(fēng)方式—混合式14開(kāi)拓方式—立井單水平15一水平標(biāo)高m-78016生產(chǎn)的工作面數(shù)目個(gè)117采煤工作面年推進(jìn)度m158418（1）移交時(shí)井巷工程量m12000（2）達(dá)產(chǎn)時(shí)井巷工程量m1600019開(kāi)拓掘進(jìn)隊(duì)數(shù)個(gè)320大巷運(yùn)輸方式—機(jī)車(chē)牽引固定礦車(chē)21礦車(chē)類(lèi)型—固定礦車(chē)和自制平板車(chē)22電機(jī)車(chē)類(lèi)型臺(tái)數(shù)蓄電池電機(jī)車(chē)3臺(tái)23設(shè)計(jì)煤層采煤方法—綜采一次采全高24（1）工作面長(zhǎng)度m210（2）工作面推進(jìn)度m/月144（3）工作面坑木消耗量m3/千t0.6

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n)了QzP一160型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶運(yùn)輸機(jī)等，以上各類(lèi)設(shè)備的發(fā)展標(biāo)志著我國(guó)巖巷裝載運(yùn)輸機(jī)械化已有了一定基礎(chǔ)。5、鉆爆法施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)影響鉆爆法施工的主要因素是：打眼數(shù)量、打眼質(zhì)量、裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)。鉆爆法施工的優(yōu).點(diǎn)在于鉆爆法施工具有靈，活、方便、成本低廉的特點(diǎn)，適應(yīng)于各種自然環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)，可掘任何形狀、長(zhǎng)短的巷道，適合我國(guó)國(guó)情[9]。炮掘的潛力非常大，組織好炮掘巷道的快速施工，對(duì)于保持礦井正常的采掘關(guān)系，維持礦井的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)具有重要意義。鉆煤法施工方法的缺點(diǎn)有(1)存在超挖，造成了預(yù)應(yīng)力分布不均衡、出碴多、浪費(fèi)噴漿材料、延長(zhǎng)了施工時(shí)間等方面的現(xiàn)象，最終影響了巖巷單進(jìn)的提高。(2)對(duì)圍巖的破壞大，由于圍巖巖性不均勻性，造成了對(duì)圍巖不同程度的損傷，加大了支護(hù)難度，提高了支護(hù)費(fèi)用。(3)工作面工人工作環(huán)境差[10][11]。我國(guó)巖巷掘進(jìn)施工的機(jī)械化水平、施工工藝、施工速度都還明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，仍是目前礦山建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)，施工速度較慢，全國(guó)平均月成巷只60~70m。發(fā)展鉆爆法掘巷，優(yōu)化爆破工藝，實(shí)現(xiàn)巖巷的快速掘進(jìn)，成為我國(guó)中小型煤礦巖巷掘進(jìn)施工的重點(diǎn)，通過(guò)近二十來(lái)的不斷努力，采用鉆爆法進(jìn)行巖巷的掘進(jìn)取得了成效。80年代在對(duì)國(guó)外技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)始進(jìn)行以側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)的試驗(yàn)和推廣工作。煤巖科學(xué)研究總院北京建井研究所等單位，在新汶礦區(qū)協(xié)莊礦試驗(yàn)以多臺(tái)氣腿式鑿巖機(jī)、側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的作業(yè)線(xiàn)，在掘進(jìn)斷面為15.74m的巖巷中，連續(xù)3個(gè)月成巷100m以上。1986年，我國(guó)在對(duì)國(guó)外技術(shù)研究的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了鉆車(chē)國(guó)產(chǎn)化，以液壓鉆車(chē)、側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)開(kāi)始在我國(guó)煤礦推廣使用，開(kāi)灤礦務(wù)局在斷面約15m2的巷道中分別創(chuàng)月進(jìn)尺184.8m、210m、252.4m.的全國(guó)紀(jì)錄。下面是近年來(lái)國(guó)內(nèi)煤礦采用鉆爆法施工快速掘進(jìn)的一些實(shí)例：大同煤礦集團(tuán)公司第二工程處掘進(jìn)十隊(duì)1030北軌道大巷施工，通過(guò)采取改變永久支護(hù)形式、中深孔爆破、多工序平行作業(yè)等措施，至1996年12月，快速順利地完成了該巷道余下的238.86m的施工任務(wù)，平均月進(jìn)尺113.8m，最高月進(jìn)尺20lm[l2]。西山煤礦采用了小循環(huán)快速掘進(jìn)技術(shù)和中深孔斷裂爆破技術(shù)，施工裝備和施工方法仍采用風(fēng)鉆打眼、耙斗機(jī)裝巖、小礦車(chē)運(yùn)輸，在勞動(dòng)組織上采用“四六”制作業(yè)，打眼時(shí)采用多臺(tái)風(fēng)鉆進(jìn)行平行作業(yè)。月循環(huán)數(shù)75個(gè)，月進(jìn)尺能達(dá)到110m左右[13]。新元礦采用側(cè)卸式裝載機(jī)、噴漿機(jī)、汽車(chē)、風(fēng)鉆和激光指向儀施工機(jī)械化配套，月進(jìn)尺130m[14]。1.2.2巖巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)全斷面掘進(jìn)機(jī)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)破巖裝巖轉(zhuǎn)載臨時(shí)支護(hù)噴霧防塵等工序的一種聯(lián)合機(jī)組。巖石全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化程度高，可連續(xù)作業(yè)，工序簡(jiǎn)單，施工速度快。1985年美國(guó)工程師CharelsWislson發(fā)明了隧道掘進(jìn)機(jī)，通常這被第一臺(tái)成功的在巖石中連續(xù)掘進(jìn)的機(jī)器。1956年，Robbins為加拿大基礎(chǔ)公司制造了第一臺(tái)取得成功的巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，被用于多倫多市的Humber下水道工程，這是一臺(tái)直徑為3.28m的隧道掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)一條長(zhǎng)約4.5km、主要由砂巖、頁(yè)巖、含石英的石灰?guī)r組成的隧道，根據(jù)報(bào)告，巖石的抗壓強(qiáng)度為5~186Mpa[15]。自50年代中期進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，巖石隧道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)取得重大進(jìn)展，掘進(jìn)機(jī)施工有著鉆爆法施工不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在世界科技飛速發(fā)展的今天，更使掘進(jìn)機(jī)有了廣闊的使用條件，已廣泛應(yīng)用于各國(guó)的能源、交通、城建、國(guó)防等部門(mén)的地下工程建設(shè)[16]?，F(xiàn)在全斷面巖巷掘進(jìn)機(jī)用于煤礦巷道掘進(jìn)，平均掘進(jìn)速度可達(dá)10~20/日，平均月進(jìn)一般為300~400m。但是該類(lèi)掘進(jìn)機(jī)目前也存在一些問(wèn)題，其中主要是掘進(jìn)機(jī)龐大笨重，拆裝時(shí)間久，轉(zhuǎn)移運(yùn)輸不便，輔助作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)器作業(yè)率低，動(dòng)力消耗大，刀具壽命短，其費(fèi)用占總費(fèi)用的85%，掘進(jìn)成本高。而且要求所掘進(jìn)巷道的曲率半徑大，不適應(yīng)我國(guó)的煤礦巷道要求。特別是巖性變化大，遇到涌水，斷層破碎帶等地質(zhì)條件時(shí)適應(yīng)性差，掘進(jìn)速度明顯下降，甚至無(wú)法工作。因此巖巷全斷面掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展受到限制[17]。1967年，美國(guó)曾創(chuàng)造了月進(jìn)2088.9m的世界紀(jì)錄。掘進(jìn)機(jī)施工巷道質(zhì)量高，支護(hù)簡(jiǎn)單，工作安全，作業(yè)條件好，效率高。但該機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，成本高，對(duì)掘進(jìn)巷道的巖石性質(zhì)和長(zhǎng)度均有一定要求[18]。全斷面掘進(jìn)機(jī)作業(yè)線(xiàn)在我國(guó)的研制是在70年代后期開(kāi)始的。1986年6月，古交礦區(qū)建井一處在東曲平硐開(kāi)始試用直徑5m全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)，累計(jì)進(jìn)尺超過(guò)3600m，最高月進(jìn)尺202m。1988年4月~1989年2月，直徑3.2m全斷面掘進(jìn)機(jī)在云南羊場(chǎng)煤礦被使用，累計(jì)進(jìn)尺I014m，最高月進(jìn)尺260.17m，平均月進(jìn)156.13m。2巷道的掘進(jìn)技術(shù)2.1巷道施工的基本工藝過(guò)程我國(guó)巖巷掘進(jìn)，仍以鉆爆法為主要手段。鉆眼爆破是掘進(jìn)作業(yè)的重要工序。隨著生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，新型鑿巖機(jī)具與爆破器材的不斷涌現(xiàn)，爆破理論與破巖機(jī)理研究逐步深入，從而使鉆眼爆破技術(shù)得到迅速提高。自上世紀(jì)70年代以來(lái)，我國(guó)巷道施工不論在裝備、工藝和技術(shù)，還是在理論研究等方面均與國(guó)際水平處于同步發(fā)展的狀況。掘進(jìn)工作中各工序是周而復(fù)始進(jìn)行的，如交接班、鉆眼、裝藥聯(lián)線(xiàn)、放炮通風(fēng)、裝運(yùn)研石、支護(hù)等，使工作面向前推進(jìn)一段距離稱(chēng)為完成一個(gè)循環(huán)。這也是鉆爆法施工水平巷道的基本工藝過(guò)程[19][[20][21][22]。2.1.1鑿巖爆破巷道掘進(jìn)的鉆眼爆破技術(shù)是以提高速度、效率、質(zhì)量，降低成本和改善勞動(dòng)條件為主要目標(biāo)，鉆眼爆破技術(shù)是以新型鉆眼機(jī)具、爆破器材的研制和應(yīng)用互為條件，相輔相成，互相推動(dòng)發(fā)展的[23][24][25]。1、鉆眼機(jī)具巖巷掘進(jìn)中大量應(yīng)用的是氣動(dòng)鑿巖機(jī)，液壓鑿巖機(jī)還處于逐步提高的階段，而內(nèi)燃和電動(dòng)鑿巖機(jī)在煤礦中極少應(yīng)用。煤巷掘進(jìn)中主要應(yīng)用手持式電鉆。與氣動(dòng)鑿巖機(jī)相比，液壓鑿巖機(jī)的特點(diǎn)是機(jī)械性能好，其沖擊功、沖擊頻率和能量傳遞效率等指標(biāo)均大為提高，鑿巖速度高出1倍以上；可令巖層情況調(diào)整鑿巖機(jī)性能參數(shù)，可采用旋轉(zhuǎn)或沖擊旋轉(zhuǎn)等不同方式，在最佳工況下鑿巖，并獲得較高的鑿巖速度；動(dòng)力消耗少、能量利用率高，動(dòng)力消耗僅為氣動(dòng)鑿巖機(jī)的1/3一1/4；噪音低，污染小，改善了工作條件。目前液壓鑿巖機(jī)定型產(chǎn)品的重量較大，需要與液壓臺(tái)車(chē)配套使用，投資大，技術(shù)和維修要求高，尚未大量應(yīng)用。但由于本身所具有的特點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的鉆眼機(jī)械。鑿巖臺(tái)車(chē)的應(yīng)用，提高了掘進(jìn)速度和效率，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度和條件，是巷道鑿巖機(jī)械化水平進(jìn)一步發(fā)展的標(biāo)志。鑿巖臺(tái)車(chē)的基本結(jié)構(gòu)是由推進(jìn)器、支臂(鉆臂)、車(chē)體、行走機(jī)構(gòu)和供風(fēng)、供水及液壓操縱系統(tǒng)等組成。按裝設(shè)鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)(支臂數(shù))分為單機(jī)、雙機(jī)、三機(jī)和多機(jī)鑿巖臺(tái)車(chē)。按行走機(jī)構(gòu)分，有軌輪式、輪胎式和履帶式。按行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式分電力直接驅(qū)動(dòng)、電力與液壓驅(qū)動(dòng)、風(fēng)動(dòng)和柴油驅(qū)動(dòng)4種，我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)常采用電力驅(qū)動(dòng)的軌式和履帶式兩種。2、爆破技術(shù)爆破的效果和質(zhì)量直接影響著裝巖、支護(hù)的效率和質(zhì)量，影響著掘進(jìn)速度。爆破效果包括巖石破碎的塊度、爆堆形狀、巷道成形的規(guī)格、對(duì)圍巖的損傷程度以及炮眼利用率和炸藥消耗量等指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)不同的巖層條件和設(shè)計(jì)與施工要求，正確地選用爆破方法，合理地確定爆破參數(shù)。(l)掏槽方法掏槽方法和掏槽眼的布置形式多種多樣，應(yīng)根據(jù)巖層性質(zhì)、斷面大小和一次爆破的進(jìn)尺來(lái)選擇。掏槽的形式可分為斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽三種。①斜眼掏槽其特點(diǎn)是掏槽眼與工作面斜交，有單向掏槽、扇形掏槽、楔形掏槽和錐形掏槽等幾種形式。前兩種方法適合于巷道斷面較小、具有明顯層理的松軟巖層或有軟弱夾層或半煤巖巷的煤層上。應(yīng)用最多的是楔形，它適合于各種巖層的淺眼爆破，根據(jù)巷道斷面大小和巖層的堅(jiān)固性合理確定炮眼的角度和數(shù)目。斜眼掏槽中各炮眼的裝藥集中于炮眼底部，以工作面為自由面，形成的槽腔呈楔形、角錐形，優(yōu)點(diǎn)是適用于各種巖層，掏槽效果較好，所需槽眼數(shù)目較少，槽腔體積大，缺點(diǎn)是鉆眼的方向和對(duì)稱(chēng)性要求較高，炮眼深度受巷道寬度限制，不利于多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)。②直眼掏槽其特點(diǎn)是掏槽眼垂直于工作面且相互平行，炮眼間距小，炮眼裝藥系數(shù)一般在0.7~0.8?？蓺w納為裂隙掏槽、角柱狀掏槽和螺旋掏槽三種類(lèi)型。直眼掏槽的原理不同于斜眼掏槽，它不是以工作面為自由面，而是以空眼作為自由面和碎脹后的補(bǔ)償空阿。直眼掏槽的優(yōu)點(diǎn)是炮眼垂直于工作面，方式簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)和實(shí)現(xiàn)機(jī)械化鉆眼，炮眼深度不受巷道斷面限制。③混合掏槽它是直眼與斜眼相組合的掏槽方法，其中斜眼與工作面有75°~85°的交角，裝藥系數(shù)為0.4~0.5，在直眼爆破后起爆，以發(fā)揮拋碴和擴(kuò)槽作用。適用于中硬以上巖層的大、中斷面巷道。(2)爆破參數(shù)爆破參數(shù)主要包括：炮眼的直徑、深度、數(shù)目和單位炸藥消耗量等。①炮眼直徑炮眼直徑的大小對(duì)鉆眼效率、全斷面炮眼數(shù)目、炸藥消耗量和爆破塊度及巖壁平整度等均有影響，應(yīng)根據(jù)巷道斷面大小、塊度要求、炸藥性能和鑿巖機(jī)性能綜合考慮，進(jìn)行選擇。②炮眼深度炮眼深度決定了每一掘進(jìn)循環(huán)的鉆眼和裝巖工作量、循環(huán)進(jìn)尺以及每班的循環(huán)次數(shù)，須根據(jù)巷道掘進(jìn)的作業(yè)方式、鉆眼設(shè)備能力、巖層條件以及巷道斷面尺寸等因素經(jīng)綜合考慮而確定。炮眼深度大，單位進(jìn)尺的輔助作業(yè)時(shí)間短，裝巖機(jī)的工時(shí)利用率高，但鉆眼速度下降，或是爆破后圍巖穩(wěn)定性差，巷道難以維護(hù)。③炮眼數(shù)目合理的炮眼數(shù)目應(yīng)以保證爆破效果為原則。主要取決于巖石性質(zhì)、巷道斷面形狀和尺寸、炮眼直徑和炸藥性能等因素。一般是先以巖層性質(zhì)和斷面大小進(jìn)行初步估算，然后在斷面圖上做炮眼布置，得出炮眼數(shù)目[26]。2.1.2裝巖與運(yùn)輸裝載與運(yùn)輸是巷道掘進(jìn)中勞動(dòng)量大，占循環(huán)時(shí)間最長(zhǎng)的工序[27]。1、裝載根據(jù)工作機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的不同，裝巖機(jī)大致可分為：鏟斗式、耙斗式、蟹爪式、立爪式和蟹立爪式等幾類(lèi)。最先推廣使用的是鏟斗式裝巖機(jī)。近幾年來(lái)，側(cè)卸式裝巖機(jī)在12m2以上的巷道掘進(jìn)中已逐漸顯示出它的明顯優(yōu)勢(shì)。(l)鏟斗式裝巖機(jī)鏟斗式裝巖機(jī)按動(dòng)力分有電動(dòng)、氣動(dòng)、以及柴油驅(qū)動(dòng)3種，行走機(jī)構(gòu)是軌輪式的，適用于有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中的水平巷道和傾角小于8°的傾斜巷道。同時(shí)要求自軌面算起的巷道高度不應(yīng)小于2.2m，巷道寬度以鋪設(shè)單軌或雙軌車(chē)道為限。鏟斗式裝巖機(jī)具有使用靈活、行走方便的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，體積??；同時(shí)它裝巖時(shí)，前方打眼工可站在巖堆上打眼，互相干擾小，易于實(shí)現(xiàn)鑿巖與裝巖平行作業(yè)。(2)側(cè)卸式裝巖機(jī)側(cè)卸式裝巖機(jī)的特點(diǎn)是鏟斗正面鏟取，側(cè)轉(zhuǎn)卸載。行走機(jī)構(gòu)有履帶式和軌輪式兩種。其特點(diǎn)是裝巖效率高，但是由于裝巖機(jī)在巷道中頻繁行走，不僅將巷道底板碾碎，形成大量淤泥給后續(xù)清理工作帶來(lái)麻煩，也縮短履帶行走部件的使用壽命。(3)耙斗式裝巖機(jī)耙斗式裝巖機(jī)適用于凈高大于2m，凈斷面5m2以上的巷道。它不但可以用于平巷裝巖，而且還可以在30°左右的斜井裝巖。它的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，產(chǎn)生粉塵較少，而且在裝巖過(guò)程中不需鋪軌，裝巖時(shí)人工輔助工作量較少。(4)立爪式和蟹立爪式裝巖機(jī)立爪式裝巖機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是裝研機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)作機(jī)動(dòng)靈活，對(duì)巷道斷面和巖石塊度適應(yīng)性強(qiáng)，能挖水溝和清理底板，生產(chǎn)率高。但爪齒容易磨損，操作也較復(fù)雜。蟹立爪式裝巖機(jī)是吸取蟹爪式和立爪式裝巖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，采用蟹爪和立爪組合的耙裝機(jī)構(gòu)，從而形成的新穎高效裝巖機(jī)。2、運(yùn)輸(l)工作面調(diào)車(chē)與轉(zhuǎn)載裝巖效率的提高，除了選用高效能裝巖機(jī)和改善爆破效果以外，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際合理選擇工作面各種調(diào)車(chē)和轉(zhuǎn)載設(shè)施，以減少裝載間歇時(shí)間，提高實(shí)際裝巖生產(chǎn)率。加強(qiáng)裝巖調(diào)車(chē)工作組織和運(yùn)輸工作，及時(shí)供應(yīng)空車(chē)，運(yùn)出重車(chē)。采用不同調(diào)車(chē)與轉(zhuǎn)載方式，裝載機(jī)的工時(shí)利用率差別很大，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)煤礦用固定錯(cuò)車(chē)場(chǎng)時(shí)為20~30%、用浮放道岔時(shí)為30~40%、用長(zhǎng)轉(zhuǎn)載輸送機(jī)時(shí)為60~70%、用梭式礦車(chē)或倉(cāng)式列車(chē)時(shí)為80%以上。(2)運(yùn)輸巷道施工除了要求及時(shí)地將巖石送出外，還需要將大量支護(hù)等材料運(yùn)往工作面。我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)運(yùn)輸多用電機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)，將重車(chē)?yán)骄总?chē)場(chǎng)，空車(chē)供應(yīng)工作面。采區(qū)煤巷的運(yùn)輸多用刮板輸送機(jī)和可伸縮膠帶輸送機(jī)將煤運(yùn)至采區(qū)煤倉(cāng)。近幾年又開(kāi)發(fā)使用了卡軌車(chē)和單軌吊等可往返的運(yùn)輸設(shè)備。2.2水平巷道機(jī)械化配套近幾十年以來(lái)，巖巷施工機(jī)械化得到了巨大發(fā)展。70年代以來(lái)，氣腿鑿巖機(jī)的性能日趨完善，耙斗式裝巖機(jī)得到推廣，許多施工單位采用多臺(tái)氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)與耙斗式裝巖機(jī)或鏟斗后卸式裝巖機(jī)為主的配合方式，取得了良好成績(jī)，創(chuàng)造了一批巖巷施工紀(jì)錄。但是從總體上看，由于轉(zhuǎn)載落后，這些較好成績(jī)的取得只有在斷面小、巖石條件好、施工隊(duì)伍素質(zhì)高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的情況下才有可能，而且很難持久。2.2.1巖巷施工機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)l、耙斗裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)[28][29][30]以耙斗裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)是目前我國(guó)煤炭系統(tǒng)巖巷掘進(jìn)中最常用的作業(yè)線(xiàn)，使用面遍及全國(guó)大中小型礦井。由于耙斗式裝巖機(jī)己形成系列，可根據(jù)巷道斷面大小選用并配以多臺(tái)氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)載調(diào)車(chē)設(shè)施與支護(hù)設(shè)備，不同的施工工藝和勞動(dòng)組織形式，可以形成不同能力的掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)，滿(mǎn)足施工要求。圖2.1以耙斗裝巖機(jī)為主的巷道巷道設(shè)備布置示意圖1-風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)；2-渣堆；3-耙斗式裝巖機(jī)；4-膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)；5-重車(chē)；6-電機(jī)車(chē)；-7硅噴射機(jī)：8-空車(chē)(l)作業(yè)線(xiàn)的主要設(shè)備作業(yè)線(xiàn)的主要設(shè)備有：氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)若干臺(tái)耙斗式裝巖機(jī)1~2臺(tái)皮帶轉(zhuǎn)載機(jī)(或?qū)Ｓ谜{(diào)車(chē)盤(pán))1臺(tái)硅噴射機(jī)組2臺(tái)蓄電池電機(jī)車(chē)1~2臺(tái)1~3t礦車(chē)若干個(gè)激光指向儀1臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)1臺(tái)為保證作業(yè)線(xiàn)的打眼能力，在工作面布置多臺(tái)氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)同時(shí)作業(yè)。鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)根據(jù)巷道斷面大小、分配到工作面的壓風(fēng)能力和施工隊(duì)伍素質(zhì)而定，一般每1.5~2.5m2掘進(jìn)斷面布置l臺(tái)，實(shí)行定人、定機(jī)、定眼位打眼。(2)轉(zhuǎn)載與調(diào)車(chē)在小斷面單軌巷道施工中，用長(zhǎng)膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)完成轉(zhuǎn)載。膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)緊跟在耙斗機(jī)后面，膠帶下面可容納6~7輛lt礦車(chē)或是3~4輛3t礦車(chē)。大斷面巷道施工中，裝巖是勞動(dòng)量大的工序，該工序花費(fèi)的勞動(dòng)量占總勞動(dòng)量的40%，所用工時(shí)占循環(huán)時(shí)間的30%~50%，可使用道叉存放空、重車(chē)，利用人力推車(chē)或是電機(jī)車(chē)牽引直接把礦車(chē)送到耙斗機(jī)后面進(jìn)行裝巖。(3)錨噴支護(hù)錨桿支護(hù)應(yīng)緊跟工作面，盡量與掘進(jìn)平行作業(yè)。它既是臨時(shí)支護(hù)，又是永久支護(hù)的一部分。根據(jù)工作面巖性的穩(wěn)定程度，既可錨噴，也可只噴不錨，甚至裸巷掘進(jìn)。錨桿臨時(shí)支護(hù)還可擴(kuò)展為錨一網(wǎng)臨時(shí)支護(hù)、錨-網(wǎng)-初噴臨時(shí)支護(hù)等形式，初噴臨時(shí)支護(hù)既可緊跟工作面后，也可在耙斗機(jī)后進(jìn)行，噴厚一般為30~50mm，通過(guò)需要單獨(dú)占用循環(huán)時(shí)間。復(fù)噴成巷一般在耙斗機(jī)后進(jìn)行，與掘進(jìn)平行作業(yè)，與工作面距離可根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度控制在一定范圍內(nèi)。(4)施工勞動(dòng)組織當(dāng)炮眼深度為1.6~2.4m，采用水膠炸藥或巖石銷(xiāo)按炸藥、多段毫秒電雷管起爆時(shí)，一般循環(huán)進(jìn)尺為1.4~2.0m，可采用“三八”制或是“四六”制的組織形式?！叭恕敝七m用于巖石穩(wěn)定性較差的巷道施工，兩個(gè)班掘進(jìn)并臨時(shí)支護(hù)，一班進(jìn)行永久支護(hù)?！八牧敝七m用于巖石穩(wěn)定性較好的巷道施工，3個(gè)班掘進(jìn)并進(jìn)行錨桿臨時(shí)支護(hù)，1個(gè)班進(jìn)行初噴臨時(shí)支護(hù)和復(fù)噴永久支護(hù)。根據(jù)實(shí)際情況，還可采用“三八、四六”制交叉作業(yè)形式。以耙斗裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)這所以能成為我國(guó)煤礦巖巷施工的主要作業(yè)形式線(xiàn)，主要原因是：①組成作業(yè)線(xiàn)的主要設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能可靠，堅(jiān)固耐用，井下維修方便，普通工人經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)均能熟練地掌握；②組成作業(yè)線(xiàn)的主要設(shè)備造價(jià)低，與我國(guó)井巷施工隊(duì)伍的裝備購(gòu)置能力相適應(yīng)；③該作業(yè)線(xiàn)適用范圍較廣，對(duì)各種地質(zhì)條件和工程條件的巷道均可采用：④作業(yè)線(xiàn)各工序作業(yè)平行程度較高，循環(huán)時(shí)間短，勞動(dòng)組織靈活，施工速度較快；耙斗機(jī)作業(yè)線(xiàn)的主要缺點(diǎn)是打眼機(jī)械化水平低，工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝巖不徹底，有死角，作業(yè)環(huán)境較差。但根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，以耙斗機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)仍將是我國(guó)礦巖巷施工的主要形式。2、側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)側(cè)卸式裝巖機(jī)的卸載條件及它與液壓鉆車(chē)的錯(cuò)車(chē)條件和液壓鉆車(chē)的最大打眼范圍是決定該作業(yè)線(xiàn)是否實(shí)用的關(guān)鍵。圖2.2以側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的設(shè)備布置示意圖1-側(cè)卸式裝巖機(jī)；2-放炮時(shí)裝巖機(jī)位置；3-液壓鑿巖臺(tái)車(chē)；4-硅噴射機(jī)；5空車(chē)；6-電機(jī)車(chē)；7-放炮開(kāi)關(guān)；8-放炮時(shí)轉(zhuǎn)載機(jī)位置；9-重車(chē)；10-膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)(l)作業(yè)線(xiàn)主要設(shè)備主要設(shè)備主下：液壓鉆車(chē)1臺(tái)側(cè)卸式裝巖機(jī)2臺(tái)長(zhǎng)膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)1臺(tái)5t蓄電池電機(jī)車(chē)2臺(tái)1一3t礦車(chē)若干輛硅噴射機(jī)組2臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)1臺(tái)激光指向儀2臺(tái)(2)存在問(wèn)題以側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)雖具有機(jī)械化水平高、施工速度快、工效高和改善了勞動(dòng)條件、降低了工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，但要推廣應(yīng)用，目前仍存在以下問(wèn)題：①初期投資大；②要求施工隊(duì)伍素質(zhì)高，維修力量強(qiáng)；③工作面布置1臺(tái)鉆車(chē)，一旦出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)；④液壓鉆車(chē)及側(cè)卸式裝巖機(jī)的可靠性尚待進(jìn)一步提高；⑤液壓鉆車(chē)及側(cè)卸式裝巖機(jī)均為履帶行走，使用范圍有一定的局限，特別是對(duì)軌道運(yùn)輸?shù)牡V井，為此，不少施工單位針對(duì)裝巖工作量大，側(cè)卸式裝巖機(jī)效率高的特點(diǎn)仍采用多臺(tái)氣腿式鑿巖機(jī)打眼，組成氣腿式鑿巖機(jī)與側(cè)卸式裝巖機(jī)為主的作業(yè)線(xiàn)，在一定程度上緩解了上述矛盾。雖然不能全機(jī)械化，但使用效果尚好。3快速掘進(jìn)的影響因素及其解決技術(shù)措施3.1快速掘進(jìn)定義近年來(lái)，煤炭行業(yè)形勢(shì)不斷好轉(zhuǎn)，礦山企業(yè)效益不斷變好。為了追求企業(yè)的最好效益，產(chǎn)生了重采輕掘的觀(guān)念，導(dǎo)致了一系列采掘不平衡的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象成為了礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高一個(gè)重要瓶頸。人們開(kāi)始意識(shí)到了掘進(jìn)的重要性，提出了快速掘進(jìn)，以達(dá)到礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。但是到底什么是快速掘進(jìn)呢?1990年10月，徐州張集煤礦-700m東大巷，使用側(cè)卸式裝巖機(jī)與整列l(wèi)t礦車(chē)配套裝巖，調(diào)車(chē)用蓄電池電機(jī)車(chē)，月進(jìn)260.7m。1977年12月馬萬(wàn)水掘進(jìn)隊(duì)在邯鄲礦區(qū)，使用1臺(tái)ZXZ-60型蟹爪裝巖機(jī)配合8m3梭式礦車(chē)裝運(yùn)研石，創(chuàng)造巖巷獨(dú)頭月成巷1403.6m的全國(guó)記錄。濟(jì)三煤礦在生產(chǎn)和建設(shè)過(guò)程中，注重科技進(jìn)步，技術(shù)創(chuàng)新理念，采用世界采礦高新技術(shù)裝備，礦井實(shí)現(xiàn)高度機(jī)械化、自動(dòng)化和集約化礦井生產(chǎn)得到跨越式發(fā)展。2002年創(chuàng)出了煤巷錨網(wǎng)支護(hù)單頭月進(jìn)967m、巖巷錨噴支護(hù)月進(jìn)212m的紀(jì)錄。西山煤電集團(tuán)公司西曲礦14301副巷掘進(jìn)采用佳木斯煤機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的S-100-41型掘進(jìn)機(jī)割煤裝煤，兩部膠帶輸送機(jī)及一部SGW-40T刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，采用SJ-80膠帶輸送機(jī)往工作面運(yùn)送支護(hù)材料。當(dāng)月完成進(jìn)尺531m，創(chuàng)礦山近年來(lái)單頭掘進(jìn)最高水平。但是，許多礦井由于地質(zhì)條件的限定，就算上了綜掘設(shè)備，掘進(jìn)速度也一直上不去，總的來(lái)說(shuō)，巷道施工的機(jī)械化水平、施工工藝、施工速度都還明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，仍是目前礦山建設(shè)和薄弱環(huán)節(jié)，施工速度較慢，全國(guó)平均月成巷只有50~60m，生產(chǎn)效率低，平均不到1.0m/(工?日)，施工設(shè)備雖然齊全，但性能較差，自動(dòng)化水平不高，管理有待改進(jìn)?？焖倬蜻M(jìn)在各個(gè)礦區(qū)的概念是不一樣的，總的應(yīng)從三個(gè)方面來(lái)定義快速掘進(jìn)。第一，掘進(jìn)的輔助設(shè)施能否滿(mǎn)足掘進(jìn)需要。主要是指后續(xù)轉(zhuǎn)載運(yùn)輸能否連續(xù)穩(wěn)定，供電、通風(fēng)、排水等輔助系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。第二，掘進(jìn)工序有沒(méi)有最大限度的平行作業(yè)。第三，掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)達(dá)到一定數(shù)量。按照人們的經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，煤巷綜合機(jī)械化施工掘進(jìn)速度在400m/月，巖巷鉆爆法施工掘進(jìn)速度在110m/月可以稱(chēng)得上為快速掘進(jìn)。3.2快速掘進(jìn)的影響因素巷道掘進(jìn)是一個(gè)綜合的施工工藝，它不僅取決于掘進(jìn)設(shè)備的現(xiàn)代化程度，而且與各生產(chǎn)工序緊密相連。無(wú)論是引進(jìn)還是國(guó)產(chǎn)設(shè)備，一旦進(jìn)入掘進(jìn)循環(huán)系統(tǒng)，均難達(dá)到快速掘進(jìn)的要求。這除了由于掘進(jìn)設(shè)備本身的可靠性的內(nèi)部因素外，主要配套環(huán)節(jié)，包括支護(hù)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、供電、供排水、通風(fēng)、通訊、安全等，這些都是掘進(jìn)速度受到制約的外部因素。3.2.1施工工藝施工工藝不能最大限度的平行作業(yè)是影響快速掘進(jìn)的主要原因，這主要是因?yàn)樵O(shè)備本身的不足和地質(zhì)條件的限定而引起的。目前綜掘機(jī)配套的支護(hù)設(shè)備一般是單體錨桿鉆機(jī)，錨桿安裝采用人工進(jìn)行，典型的生產(chǎn)線(xiàn)配備3臺(tái)單體錨桿鉆機(jī)，勞動(dòng)效率較低。由于巷道支護(hù)作業(yè)是在空頂情況下進(jìn)行的，支護(hù)的安全性受著巷道頂板條件的制約。當(dāng)巷道頂板條件較好時(shí)，可以獲得較大的空頂距，掘進(jìn)與支護(hù)之間的影響相對(duì)較小，支護(hù)作業(yè)可以集中進(jìn)行，以彌補(bǔ)單體作業(yè)效率低的缺點(diǎn)；巷道頂板條件不好時(shí)，就必須通過(guò)縮短空頂距，縮小循環(huán)進(jìn)尺的方法來(lái)保證支護(hù)的安全作業(yè)，這樣一來(lái)掘進(jìn)速度就會(huì)下降，這也是總體綜掘生產(chǎn)線(xiàn)掘進(jìn)速度不能令人滿(mǎn)意的一個(gè)主要原因。由于掘進(jìn)設(shè)備的一些方面的局限性，所以施工工藝相對(duì)比較落后。巖巷掘進(jìn)中，除少數(shù)礦井采用全斷面掘進(jìn)機(jī)外，其余仍以鉆爆法為主。鉆爆法施工具有靈活、方便、成本低廉，適應(yīng)性強(qiáng)，可掘任何形狀、長(zhǎng)短的巷道等優(yōu)點(diǎn)。但是如果爆破質(zhì)量不好，就會(huì)存在超挖問(wèn)題，巷道超挖后危害有四：一是造成了預(yù)應(yīng)力分布不均衡；二是造成出碴多；三是浪費(fèi)噴漿材料；四是延長(zhǎng)了施工時(shí)間，最終影響了巖巷單進(jìn)的提高。由于工作面臨時(shí)支護(hù)簡(jiǎn)單，臨時(shí)支護(hù)占用時(shí)間不多，但在實(shí)際施工中，由于臨時(shí)支護(hù)存在著滯后割煤的缺點(diǎn)對(duì)頂板離層的控制效果不好，給永久支護(hù)和巷道日后維護(hù)都帶來(lái)了一定的困難。因此，應(yīng)發(fā)展工作面掩護(hù)支架，使掘進(jìn)機(jī)割煤和臨時(shí)支護(hù)能夠平行作業(yè)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化工序，改善巷道支護(hù)效果，才能更好地保證安全生產(chǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，巷道掘進(jìn)作業(yè)中的支護(hù)時(shí)間要占總作業(yè)時(shí)間的70%，雖然在煤層及半煤巖巷道中采用了錨桿、錨噴和錨梁網(wǎng)等支護(hù)手段，簡(jiǎn)化了巷道的支護(hù)作業(yè)，但掘進(jìn)巷道作業(yè)中的掘進(jìn)與支護(hù)的分離，是進(jìn)一步提高掘進(jìn)巷道速度的最大障礙。巖巷掘進(jìn)支護(hù)和出碴工序占用的時(shí)間更長(zhǎng)，由于很大一部分礦井都趨于老化，風(fēng)鉆風(fēng)壓不夠，打眼速度慢。嚴(yán)重的影響了下一工序的正常進(jìn)行，通常造成一個(gè)班不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成額定任務(wù)。同時(shí)，礦井老化導(dǎo)致一些設(shè)備的維修期過(guò)短，故障頻繁也是影響施工工藝的一個(gè)重要原因，設(shè)備的故障會(huì)導(dǎo)致施工工藝的不連續(xù)性，造成井下有人沒(méi)活干的誤工現(xiàn)象。3.2.2掘進(jìn)設(shè)備隨著煤炭技術(shù)的發(fā)展，掘進(jìn)新設(shè)備新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，掘進(jìn)速度已經(jīng)上了一個(gè)臺(tái)階，是就全國(guó)總體水平來(lái)看，掘進(jìn)裝備雖然齊全，但是性能較差，自動(dòng)化水平不高。我國(guó)煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備的研制和應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，以功率30~50kw的小型懸臂式掘進(jìn)機(jī)為主，研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)使用都處于試驗(yàn)階段。80年代初期，為適應(yīng)煤礦機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展的需要，我國(guó)采用技貿(mào)合作方式引進(jìn)了當(dāng)時(shí)具有先進(jìn)技術(shù)水平的AM50型、S-100型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)通過(guò)吸收消化積極研制開(kāi)發(fā)了適合本國(guó)煤層地質(zhì)條件和礦井生產(chǎn)工藝的綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備，已研制生產(chǎn)了20多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，初步形成系列產(chǎn)品，對(duì)促進(jìn)我國(guó)煤巷機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。我國(guó)現(xiàn)役掘進(jìn)設(shè)備以引進(jìn)生產(chǎn)的AM50型、S-100型掘進(jìn)機(jī)為主，同時(shí)國(guó)內(nèi)研制開(kāi)發(fā)的EBM、EBJ系列掘進(jìn)機(jī)也得到廣泛應(yīng)用，全國(guó)已累計(jì)生產(chǎn)裝備近400臺(tái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)。煤巷掘進(jìn)綜掘機(jī)己經(jīng)普遍得到了應(yīng)用，但是國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)性能差，質(zhì)量不高，刀具消耗量大，掘進(jìn)機(jī)的維修周期短，需要研究高可靠性、大功率以及自動(dòng)化程度不斷提高的掘進(jìn)設(shè)備。目前，綜掘工作面的設(shè)備造成事故居高不下，掘進(jìn)機(jī)事故占相當(dāng)大的比例，分析其原因，不按規(guī)章操作，維護(hù)不及時(shí)是一方面；另一方面，掘進(jìn)機(jī)各部件的質(zhì)量與井下惡劣的地質(zhì)條件不適應(yīng)也是一個(gè)關(guān)鍵因素。例如：掘進(jìn)煤巷時(shí)，經(jīng)常要碰到煤層中的夾石以及一些易冒落的偽頂，必須用掘進(jìn)機(jī)割，而一旦割石頭，掘進(jìn)機(jī)事故必然增多。應(yīng)提高掘進(jìn)機(jī)元部件的可靠性及壽命，并增加機(jī)器的切割力，發(fā)展掘進(jìn)機(jī)自切控制技術(shù)，使其在掘進(jìn)方向和切割斷面輪廓上實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)視并能夠調(diào)節(jié)控制，這樣，既提高了工作的穩(wěn)定性，又可對(duì)提高掘進(jìn)速度起到事半功倍的效果。目前，掘進(jìn)工作面進(jìn)行錨桿支護(hù)普遍采用單獨(dú)的風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)作業(yè)，其機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，在空頂區(qū)作業(yè)安全性差，并且速度慢。應(yīng)當(dāng)研制或引進(jìn)能夠安裝在掘進(jìn)機(jī)上并與其配套使用的機(jī)載錨桿鉆機(jī)，這是解決以上問(wèn)題的根本途徑。國(guó)外在這方面己有很好的經(jīng)驗(yàn)，已研制和使用了能鉆鑿頂幫錨桿孔的大功率掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆機(jī)，這樣，既提高了機(jī)械化水平，又保證了安全生產(chǎn)，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造了良好的條件。由于目前工作面采用的錨桿機(jī)具落后，錨桿定位沒(méi)有可靠有效的裝置，使得絕大部分角錨桿施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)規(guī)定，給安全生產(chǎn)帶來(lái)一定隱患，反過(guò)來(lái)必然制約生產(chǎn)。為解決這些問(wèn)題，一方面應(yīng)該引進(jìn)發(fā)展新型高質(zhì)量的錨桿機(jī)具；另一方面，采用新型錨桿，即高強(qiáng)度、高可靠性、高預(yù)緊力的錨桿，主要是通過(guò)加大直徑，加大長(zhǎng)度，并改進(jìn)錨桿材料，改進(jìn)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，以求減少錨桿數(shù)量，提高巷道穩(wěn)定性，提高工效，為快速掘進(jìn)創(chuàng)造有利條件[31]。3.2.3地質(zhì)條件掘進(jìn)的地質(zhì)條件主要是指工作面煤巖硬度，層理發(fā)育情況，頂?shù)装宓姆€(wěn)定情況，瓦斯涌出量，掘進(jìn)面涌水量一等。好的地質(zhì)條件能為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)提供一個(gè)良好的平臺(tái)，反之復(fù)雜的地質(zhì)條件成為影響實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的一個(gè)咽喉。首先是煤巖硬度，煤層松散，切割速度快，但是增加了支護(hù)難度，延長(zhǎng)了支護(hù)時(shí)間。煤巖強(qiáng)度大，掘進(jìn)機(jī)的截尺消耗大，維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。穩(wěn)定的頂板條件，控頂距大，支護(hù)條件好，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)后，永久支護(hù)可以甩到掘進(jìn)后進(jìn)行，掘進(jìn)機(jī)開(kāi)機(jī)率高，掘支可以平行作業(yè)。頂板條件不好，控頂距小，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)一段距離，只能退出來(lái)進(jìn)行支護(hù)，掘進(jìn)機(jī)的開(kāi)機(jī)率低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。同時(shí)，由于掘進(jìn)機(jī)多是履帶行走，底板強(qiáng)度不高，容易造成“水泥路”，井下工作環(huán)境惡劣[32]3.2.4施工組織管理科學(xué)管理的基本原則是：①對(duì)人勞動(dòng)的每種要素規(guī)定一種科學(xué)的方法；用以代替陳舊的憑經(jīng)驗(yàn)管理的方法；②科學(xué)地挑選工人，然后進(jìn)行訓(xùn)練、教育，發(fā)展他們的技能；③與工人合作，保證所有工作都能按己發(fā)展起來(lái)的原則來(lái)進(jìn)行；④在管理和工人之間，工作的分配和責(zé)任的分擔(dān)幾乎是均等的。目前我國(guó)煤炭經(jīng)濟(jì)形式明顯好轉(zhuǎn)，國(guó)營(yíng)大中型煤礦原煤產(chǎn)量供不應(yīng)求，在這樣的經(jīng)濟(jì)狀況下，煤礦往往追求眼前經(jīng)濟(jì)利益，不考慮企業(yè)的發(fā)展后勁，施工組織管理缺乏科學(xué)性。導(dǎo)致了獎(jiǎng)罰不明，職責(zé)不清，工人的勞動(dòng)積極性不強(qiáng)，間接的影響到了掘進(jìn)的進(jìn)尺和工作質(zhì)量。在綜掘快速掘進(jìn)過(guò)程中，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)水平的高低，很大程度上決定了所掘巷道的質(zhì)量、速度，并直接關(guān)系到效益。綜合素質(zhì)較高的司機(jī)在對(duì)掘進(jìn)機(jī)的維護(hù)上，在落煤技術(shù)上，在對(duì)巷道成型的把握上，都能體現(xiàn)出較高的水平。而機(jī)電工的技術(shù)水平更是決定設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素，直接影響到設(shè)備維護(hù)質(zhì)量和故障能否及時(shí)處理。機(jī)械化程度的提高，發(fā)展快速掘進(jìn)的要求，一方面對(duì)設(shè)備維護(hù)提出了高要求，另一方面，對(duì)員工素質(zhì)，例如掘進(jìn)機(jī)司機(jī)，機(jī)電工等，也提出了更高要求。‘似人為本”是發(fā)展快速掘進(jìn)技術(shù)的根本，必須對(duì)各工種員工進(jìn)行嚴(yán)格的專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，提高其技術(shù)素質(zhì)，方可在快速掘進(jìn)中取得突破性進(jìn)展。在現(xiàn)場(chǎng)組織生產(chǎn)的正規(guī)循環(huán)中，后半個(gè)循環(huán)的工作效率普遍較低，很大原因是由于工人的長(zhǎng)時(shí)間工作，體力下降的結(jié)果造成的。三班作業(yè)制度對(duì)于快速掘進(jìn)的負(fù)面影響是不可低估的。為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的目標(biāo)，應(yīng)該采用三掘一檢修的四班交叉作業(yè)制度，這一作業(yè)制度的優(yōu)越性在機(jī)械化程度較高的綜采工作面得到了很好的體現(xiàn)，在綜掘化程度較高的掘進(jìn)工作面也得到了較好的體現(xiàn)。實(shí)踐證明，隨著掘進(jìn)機(jī)械化程度的提高，四班交叉作業(yè)制度能夠充分發(fā)揮快速掘進(jìn)的威力。3.3實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的出路在于依靠科技進(jìn)步和科研成果的轉(zhuǎn)化。科研單位和施工企業(yè)要想通過(guò)巷道施工取得好效益，有新的發(fā)展，并走向國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)，就要從科研入手，提高施工的機(jī)械化水平，完善配套項(xiàng)目，再跨新臺(tái)階。為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，立于不敗這地，政府應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)和支持，科研、施工單位應(yīng)結(jié)合本企業(yè)的具體情況聯(lián)合組織機(jī)械化施工配套、攻關(guān)，創(chuàng)造出具有本企業(yè)特點(diǎn)的“工法”，不斷提高自己的競(jìng)爭(zhēng)能力。3.3.1采掘平衡能不能實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)評(píng)價(jià)最主要的方面就是能不能達(dá)到采掘平衡，能不能使開(kāi)采工作得以持續(xù)進(jìn)行，使礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得以持續(xù)增長(zhǎng)。采掘平衡的基本內(nèi)容就是使掘進(jìn)工作所完成的工作面準(zhǔn)備、采區(qū)準(zhǔn)備和水平開(kāi)拓準(zhǔn)備能滿(mǎn)足回采工作的需要，采掘平衡的目的是保證回采工作面的正常銜接關(guān)系和回采工作的持續(xù)進(jìn)行。合理的采掘比例就是要保證待采工作面的準(zhǔn)備工作在回采工作面回采結(jié)束之前完成，并留有一定的余地，即前一個(gè)工作面的回采結(jié)束時(shí)間要晚于后續(xù)回采面的準(zhǔn)備完成時(shí)間。同時(shí)，又要使提前完成的掘進(jìn)巷道維護(hù)費(fèi)用達(dá)到最經(jīng)濟(jì)[33]。多年以來(lái)，煤炭系統(tǒng)中考核煤礦企業(yè)采掘平衡狀況的指標(biāo)有：(l)三量可采期(2)萬(wàn)噸掘進(jìn)率(3)采掘速度比(4)采掘頭數(shù)比(5)采掘工人人數(shù)比這些指標(biāo)在一定條件下能反映出采掘平衡，但有一定的局限性。問(wèn)題在于它們都屬于間接指標(biāo)，只能給出一定范圍內(nèi)的參考數(shù)據(jù)，不能直接回答某一具體工作面的采掘平衡間題。實(shí)際工作中只有在計(jì)劃部門(mén)排出具體的采掘接替計(jì)劃后，才能對(duì)具體工作面的采掘平衡狀況比較清楚?；谏厦鎺讉€(gè)衡量采掘關(guān)系的傳統(tǒng)指標(biāo)都有一定的局限性，難以真正反映采掘的平衡關(guān)系。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)工商管理學(xué)院王建軍和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)采礦工程系林在康提出了掘進(jìn)保證系數(shù)—一種衡量采掘平衡的新指標(biāo)。從采掘接續(xù)著手，從回采工作面回采時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間著手，從回采和掘進(jìn)計(jì)劃著手分析和計(jì)算采掘平衡關(guān)系。礦井的采掘平衡工作是以采定掘，在編制掘進(jìn)工作計(jì)劃時(shí)，需要對(duì)計(jì)劃年度的掘進(jìn)總量有一個(gè)大致的輪廓，礦井在計(jì)劃年度的掘進(jìn)工作總量需安排多少可以采用合理掘進(jìn)率的方法來(lái)確定。用公式表示為：L=QT L=Q計(jì)×T+L1+L2 (3-3-1)式中：L——計(jì)劃年進(jìn)度掘進(jìn)總尺寸（m）Q計(jì)——礦井計(jì)劃年度原煤產(chǎn)量（萬(wàn)T） T——礦井的合理掘進(jìn)率（m/萬(wàn)T） L1——計(jì)劃年度開(kāi)拓延伸工程量（m） L2——計(jì)劃年度超掘或補(bǔ)欠進(jìn)尺（m）3.3.2施工設(shè)備的研究與選擇積極研究先進(jìn)施工.設(shè)備對(duì)實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)有不可忽視的促進(jìn)作用。比如懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：①切割功率不斷加大，縱向截割頭機(jī)型功率達(dá)250kw，橫向截割頭機(jī)型達(dá)350kw，生產(chǎn)能力和切割硬度不斷提高，可切割120MPa的巖石，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到500m3爪以上；②截割，.裝載、履帶行走機(jī)等結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改進(jìn)，使用范圍進(jìn)一步拓寬，除應(yīng)用于煤礦外，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程和隧道施工；③采用了微機(jī)工況監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)和截害」斷面形狀自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)化性能大幅度提高；④增設(shè)了頂板和煤壁錨桿鉆機(jī)，實(shí)現(xiàn)了掘錨一體化功能，隨著研究的深入，可以預(yù)料國(guó)產(chǎn)的掘錨一體化快速掘進(jìn)成巷設(shè)備將在我國(guó)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。錨桿鉆機(jī)的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。近十多年來(lái)，鑿巖設(shè)備的研究工作集中在新型的液壓鑿巖機(jī)及與其配套的液壓鉆車(chē)，一般認(rèn)為當(dāng)前風(fēng)動(dòng)鑿巖設(shè)備的發(fā)展水平己達(dá)到上限效率，并且噪音和污染是難以克服的。液壓鑿巖機(jī)具有功率大、效率高、鉆眼速度快、噪音小、空氣污染小等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了很快發(fā)展。在發(fā)展施工設(shè)備的同時(shí)，因地制宜的選擇掘進(jìn)設(shè)備也是非常重要的，掘進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、外形和重量應(yīng)適應(yīng)掘進(jìn)工作面的地質(zhì)條件。比如說(shuō)掘進(jìn)機(jī)的切割頭的功率應(yīng)根據(jù)煤巖硬度、煤巖的構(gòu)成、粘結(jié)性、耐磨性、節(jié)理和層理的發(fā)育狀況來(lái)決定。當(dāng)煤巖硬度大、巷道斷面大時(shí)，應(yīng)先用大功率的重型掘進(jìn)機(jī)。反之，應(yīng)選擇較小的輕型掘進(jìn)機(jī)，才能獲得最佳的掘進(jìn)效果。3.3.3科學(xué)的施工組織管理這是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的重要因素。巷道施工要達(dá)到快速、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗和安全的要求、除合理選擇施工技術(shù)裝備及施工方法外，正確地選擇施工作業(yè)方式、采用科學(xué)的施工組織與先進(jìn)的施工管理方法，也是很重要的組成部分。為了加快巷道施工速度，首先，要推廣多工序平行交叉作業(yè)；第二，實(shí)行以工種崗位制為中心的施工管理工作；第三，推廣綜合工作隊(duì)；第四，抓好正規(guī)循環(huán)作業(yè)。這些都是實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的有效保證。機(jī)械化程度的提高，發(fā)展快速掘進(jìn)的要求，一方面對(duì)設(shè)備維護(hù)提出了高要求；另一方面，對(duì)員工素質(zhì)，例如掘進(jìn)機(jī)司機(jī)，機(jī)電工等，也提出了更高要求?！耙匀藶楸尽笔前l(fā)展快速掘進(jìn)技術(shù)的根本，必須對(duì)各工種員工進(jìn)行嚴(yán)格的專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，提高其技術(shù)素質(zhì)，方可在快速掘進(jìn)中取得突破性進(jìn)展。為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的目標(biāo)，應(yīng)加強(qiáng)施工組織管理的科學(xué)性，考慮采用平行交叉作業(yè)制度，平行交叉作業(yè)制度的優(yōu)越性在機(jī)械化程度較高的綜采工作面得到了很好的體現(xiàn)，在綜掘化程度較高的掘進(jìn)工作面也得到了較好的體現(xiàn)。實(shí)踐證明，隨著掘進(jìn)機(jī)械化程度的提高，平行交叉作業(yè)制度能夠充分發(fā)揮快速掘進(jìn)的威力。3.3.4完善的快速掘進(jìn)配套設(shè)施快速掘進(jìn)配套設(shè)施的完善是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的保證。巷道快速掘進(jìn)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要方面就是有沒(méi)有完善的快速掘進(jìn)配套設(shè)施。配套設(shè)施主要是指輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，供電系統(tǒng)等。只有這些系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，才能保證工作面快速連續(xù)掘進(jìn)?？焖倬蜻M(jìn)配套設(shè)施評(píng)價(jià)主要有：(l)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)載與運(yùn)輸設(shè)備能力是否合理是否保證連續(xù)運(yùn)輸、迅速接長(zhǎng)是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。(2)通風(fēng)系統(tǒng)能不能保證掘進(jìn)工作面安全工作的風(fēng)量。(3)排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)能不能正常穩(wěn)定的運(yùn)行。3.3.5不斷改進(jìn)的施.工方法及施工工藝實(shí)踐證明，只著眼于完善“常規(guī)”的施工方法，尚不足以使巷道掘進(jìn)速度產(chǎn)生新的躍進(jìn)，還必須積極推廣并進(jìn)一步研究新的施工工藝和技術(shù)，如中深孔爆破，深孔爆破等。實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)時(shí)，施工工藝一定要連續(xù)，堅(jiān)持高的正規(guī)循環(huán)率，加強(qiáng)各工序之間的平行作業(yè)。在巖巷快速掘進(jìn)的鉆爆法施工經(jīng)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)平行交叉作業(yè)的工序?yàn)椋?1)交接班與工作面安全質(zhì)量檢查平行作業(yè)；(2)鉆眼、裝巖與永久支護(hù)平行作業(yè)；(3)測(cè)中、腰線(xiàn)與準(zhǔn)備鉆眼、敷設(shè)風(fēng)水管路平行作業(yè)；(4)用鏟斗式裝巖機(jī)裝巖時(shí)，可采用裝后邊巖石與鉆工作面中部以上的炮眼平行作業(yè)；用耙斗機(jī)裝巖時(shí).可以采用裝左邊巖，鉆右邊眼，裝右邊巖，鉆左邊眼、裝后邊巖、鉆下部眼等辦法，實(shí)行平行作業(yè)；(5)鉆下部眼與工作面鋪軌、清掃炮眼平行作業(yè)；(6)移動(dòng)耙斗式裝巖機(jī)與延接風(fēng)水管路平行作業(yè)；(7)工作面找錨桿與裝巖平行作業(yè)；(8)裝藥與撤離、掩護(hù)設(shè)備和工具平行作業(yè)；(9)砌水溝與鋪永久軌道平行作業(yè)。掘錨機(jī)組可節(jié)省移動(dòng)和裝鉆機(jī)的時(shí)間，掘進(jìn)速度可提高50%至100%，國(guó)外普遍認(rèn)為掘錨機(jī)組之所以能被有效使用的一個(gè)重要原因在于頂板及時(shí)支護(hù)，安全可靠；通過(guò)對(duì)掘錨機(jī)組掘進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行選型和配套，形成高效掘錨掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)，可使每一循環(huán)作業(yè)的時(shí)間減少25~45min[34]?？傊仨毑粩喔镄虏?shí)現(xiàn)機(jī)械化配套；在解決裝、運(yùn)機(jī)械化的基礎(chǔ)上，要發(fā)展裝、轉(zhuǎn)、運(yùn)、卸機(jī)械化配套，真正意義上的達(dá)到掘支平行。4支護(hù)趨勢(shì)4.1、錨噴支護(hù)(l)錨桿支護(hù)①錨桿類(lèi)型最早使用的是楔縫式金屬錨桿，70年代很快就被倒楔式金屬錨桿和水泥砂漿錨桿所代替，到了80年代又被快硬膨脹水泥卷、樹(shù)脂錨桿以及管縫式錨桿所取代。由于快硬膨脹水泥藥卷造價(jià)低廉，制作安裝簡(jiǎn)便，可以端頭錨固，也可以全長(zhǎng)錨固，桿體螺紋部分經(jīng)處理處，可以使錨桿各部分獲得相等強(qiáng)度，因此，采用的較多。樹(shù)脂錨桿技術(shù)性能較好，但是造價(jià)較高。管縫式錨桿雖屬全長(zhǎng)錨固式，可靠性較高，但因造價(jià)高，多在軟巷道中采用[35][36][37]。②錨桿支護(hù)施工目前，我國(guó)大多使用氣腿式鑿巖機(jī)鉆錨桿眼，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，特別是鉆頂部眼時(shí)，作業(yè)條件差，影響錨固質(zhì)量[38]。(2)噴硅技術(shù)噴硅在我國(guó)煤礦中的應(yīng)用已有30多年的歷史，噴硅強(qiáng)度等級(jí)多采用C15~C20，為了降低回彈和粉塵，正圍繞噴硅的外加劑、改進(jìn)噴硅機(jī)械設(shè)備及綜合防塵等方面進(jìn)行積極地研究工作，并取得了一定的進(jìn)展。70年代后廣泛應(yīng)用ZHP-2型轉(zhuǎn)盤(pán)式噴射機(jī)，可連續(xù)供料、連續(xù)噴射，工作穩(wěn)定可2水平巷道的掘進(jìn)技術(shù)靠，操作方便，體積較小，適于較長(zhǎng)距離輸送。但缺點(diǎn)是屬于干式噴射機(jī)，粉塵大、回彈率高。早期產(chǎn)品密封膠板極易磨損，攪拌、上料機(jī)械示能配套。針對(duì)上述缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，80年代后，廣泛采用了HPC-V型潮式噴射機(jī)。4.2、U型鋼支架U型鋼支架在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有幾十年的歷史。近十幾年由于綜合機(jī)組采煤的發(fā)展和軟巖巷道支護(hù)的要求，U型鋼金屬支架得到了較大的發(fā)展。我國(guó)使用的U型鋼已定型的有189、259、299和369四種。拱形U型鋼可縮金屬支架，按節(jié)數(shù)多少分為3節(jié)、4節(jié)和5節(jié)3種，一般視巷道斷面的大小選用。U型鋼可縮支架應(yīng)用在軟巖或動(dòng)壓巷道中較為合理，但是，它的鋼材消耗量較大，成本較高。因此更適合于使用在服務(wù)年限不長(zhǎng)，可多次復(fù)用的采準(zhǔn)巷道中。4.3、砼大弧板支護(hù)它是專(zhuān)為軟巖設(shè)計(jì)的新型支護(hù)。這種支護(hù)的特點(diǎn)是采用了超高標(biāo)號(hào)鋼筋硅弧板。弧板支護(hù)用HP-1型機(jī)械手架設(shè)。該機(jī)可在軌道上行走，最大起重能力≤100KN，適用于直徑4~5m的巷道?；“寮茉O(shè)后，為增加其可縮性，板后充填100mm厚的柔性填層。在施工時(shí)如遇頂幫難于維護(hù)時(shí)，可采用錨噴支護(hù)與弧板聯(lián)合支護(hù)，即先錨噴支護(hù)后再架設(shè)弧板。4.4、聯(lián)合支護(hù)為了適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，特別是在軟巖工程中，為使支護(hù)方式更為合理或因施工工藝的需要，往往同時(shí)采用聯(lián)合支護(hù)，如錨噴與U型鋼支架、錨噴與大弧板或與石材砌譴、與砌譴等聯(lián)合支護(hù)。在碎脹或頂板自穩(wěn)時(shí)間較短的地層中，由于錨噴支護(hù)較為及時(shí)，在揭開(kāi)巖石后立即施以先噴后錨支護(hù)，然后在頂板受控制的條件下，再按設(shè)計(jì)施以U型鋼、大弧板或石材支護(hù)。也有先施以U型鋼金屬支架，然后再立模澆灌硅或噴射硅，構(gòu)成聯(lián)合支護(hù)。聯(lián)合支護(hù)應(yīng)先施柔性支護(hù)，待圍巖收斂變形每日小于1.0mm后，再施以剛性支護(hù)，避免先用剛性支護(hù)而由干變形量過(guò)大而破壞。5結(jié)論論文通過(guò)對(duì)快速掘進(jìn)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和支護(hù)趨勢(shì)的分析得出如下結(jié)論：(l)科學(xué)的施工組織管理方法是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的保障。巷道施工要達(dá)到快速、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗和安全的要求，除合理選擇施工技術(shù)裝備及施工方法外，正確地選擇施工作業(yè)方式、采用科學(xué)的施工組織與先進(jìn)的施工管理方法，也是很重要的組成部分；(2)快速掘進(jìn)機(jī)械化配套設(shè)施的完善是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的重要保證。尤其是輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，是否能夠?yàn)榭焖倬蜻M(jìn)提供連續(xù)穩(wěn)定的后備運(yùn)輸至關(guān)重要。本文對(duì)石嘴山二礦快速掘進(jìn)分析過(guò)程中，外部因素成為影響快速掘進(jìn)效果的主要原因，而這些外部因素正是快速掘進(jìn)配套設(shè)施不完善帶來(lái)的直接后果；(3)不斷改進(jìn)的施工.方法及施工工藝為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的重要途徑。在施工過(guò)程中，施工工序應(yīng)最大限度的平行作業(yè)；（4）在采煤方法和技術(shù)不斷更新的情況下，發(fā)展快速掘進(jìn)技術(shù)對(duì)煤礦經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)有著非常大的意義。參考文獻(xiàn)[l]王金華.我國(guó)煤巷機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)狀及錨桿支護(hù)技術(shù).煤炭科學(xué)技術(shù)，2004，32(l)[2]李躍宇，吳志海.我國(guó)煤礦掘進(jìn)裝備技術(shù)發(fā)展的思路.煤炭科學(xué)技術(shù)，2000，28(9)：46~47[3]ROBINHILL.適用于所有開(kāi)采的機(jī)器-連續(xù)式采煤機(jī).WORLDCOAL.1998(8)[4l朱昊.振動(dòng)截割式掘進(jìn)機(jī)的研制.煤礦機(jī)電，1999(2)[5]涂興子，康全玉，翟新獻(xiàn)等.厚煤層分層綜采技術(shù).北京：煤炭工業(yè)出版社，2002[6]張寶明，陳炎光，涂永沂.中國(guó)煤礦高產(chǎn)高效技術(shù).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001[7]《綜采技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì).綜采技術(shù)手冊(cè).北京：煤炭工業(yè)出版社，2001[8]曹催晨，孟晉忠.TBM在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及其在萬(wàn)家寨引黃工程中的應(yīng)用.水利水電技術(shù)，2001，32(4)[9]丁錄仕.炮掘巷道快速掘進(jìn)技術(shù).煤礦開(kāi)采，2004，9(4)：50~51[10]沈季良等編.建井工程手冊(cè).北京：煤炭工業(yè)出版社，1985[11]路耀華，崔增祁主編.中國(guó)建井技術(shù).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1995[l2]閆日武，王高.大斷面巖巷快速掘進(jìn)技術(shù).建井技術(shù)，2002，23(l)[13]張衛(wèi)斌.煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)初探.采礦技術(shù)，2003，3(4)[14]尚立斌.隧道掘進(jìn)技術(shù)在斜井井筒施工中的應(yīng)用.山西科技，2004(5)：76~78[15]牛寶玉.采掘錨與掘錨一體化快速掘進(jìn)成巷技術(shù).煤炭工程，2003(l1)9~12[16]崔增祁，李樹(shù)青.巖巷施工技術(shù)的回顧與展望.建井技術(shù)，N.o5~6，1996[17]劉其興著.現(xiàn)代鑿井技術(shù)研究.西安礦業(yè)學(xué)院.陜新出批字第95157號(hào)，1995[18]董方庭、姚玉煌、黃初主編.井巷設(shè)計(jì)與施工.徐州：中國(guó)礦業(yè)學(xué)院出版社，1986[19]賽云秀編著.現(xiàn)代礦山井巷施工技術(shù).陜西：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2000[20]DongFangting，etc.DesignandConsrtuctionofMineShaftandDritf，ChinaUniversityofMiningandTechologyPress，1991[21]Per-AndersPersson、RogerHolmberg、JaiminLee.RoekBlastingandExplosivesEngineeringCRCPress，1994[22]FrankHarris，GroundEngineeringEquipmentandMethods，McGRAW-HILLBookCompanyLimited，NEWYORK，1983[23]姜彥忠編.爆破技術(shù)基礎(chǔ).北京：中國(guó)鐵道出版社，1992[24]王樹(shù)仁.我國(guó)煤礦巖巷爆破技術(shù)的回顧與展望.建井技術(shù)，1996[25]戴光林，林東才編著.光爆錨噴施工技術(shù).北京：煤炭工業(yè)出版社，1992[26]胡坤倫，楊仁樹(shù)等.淮南煤礦深部巖巷掘進(jìn)用爆破器材優(yōu)化.中國(guó)礦業(yè)，2005，14(3)[27]周昌達(dá)等編.井巷工程.北京：冶金工業(yè)出版社，1993[28]孫執(zhí)書(shū).采掘機(jī)械與液壓傳動(dòng).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1991[29]白杰平.液壓傳動(dòng)與采掘機(jī)械.北京：煤炭工業(yè)出版社，1995[30]程居山主編.礦山機(jī)械.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1997[31]張衛(wèi)斌.煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)初探.采礦技術(shù)2003，3(4)[32]陳光寒，龐景波.淺談提高礦井綜合單進(jìn)的幾個(gè)途徑.雞西大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，5(4)：25~27[33]王建軍，林在康.掘進(jìn)保證系數(shù)-一種衡量采掘平衡的新指標(biāo).遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1992，18(6)：593一595[34]中國(guó)礦業(yè)學(xué)院等編.井巷工程.北京：煤炭工業(yè)出版社，1980[35]董方庭.巷道圍巖松動(dòng)圈支護(hù)理論，1997[36]A.WahabKhair.HowtocopewithcutterroofProblem.11thInternationalConferenceonGroundControlinMining.TheUniversityofOollongong，NSW，July1992[37]HeManchao，WangHongmei.MiningTrendofChineseCoalResourcesinthe2lstCenturyandthePredicting，SystemforEnvironmentalDamageduetoMining.ProceedingsoftheJapan-ChinaJointForumonEnvironmentalGeomechanics.KyushUniversityPress，1994：29~34[38]侯朝炯，郭勵(lì)生，勾攀峰.煤巷錨桿支護(hù)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999翻譯部分英文原文EffectsoffrequencyandgroutedlengthonthebehaviorofguidedultrasonicwavesinrockboltsD.H.Zoua,Y.Cui,V.Madengaa,C.ZhangAbstract:Experimentswereconductedtostudythebehaviorofguidedwavesinfreeandgroutedrockbolts.Ultrasonicwaveswithfrequenciesfrom25to100kHzwereusedasexcitationinputs.Testswere?rstconductedonfreeboltstohelpunderstandthebehaviorofguidedwavesinnon-groutedbolts.Theeffectsofwavefrequencyandgroutedlengthonthegroupvelocityandattenuationoftheguidedultrasonicwaveswerethenevaluated.Thetestresultsindicatedclearbutdifferenttrendsforthegroupvelocityinthefreeandthegroutedbolts.Theattenuationinfreeboltswasnotaffectedbyboltlengthandfrequency.However,ingroutedboltsitincreasedwithfrequencyandgroutedlength.Itwasalsofoundthatthetwomainsourcesofattenuationarethesetupenergyloss,whichhasa?xedquantityforaspeci?ctypeoftestsetup,andthedispersiveandspreadingenergylosswhichvarieswithfrequencyandboltlength.2007ElsevierLtd.Allrightsreserved.Keywords:Rockbolts;Guidedwaves;Attenuation;Amplitude;Groupvelocity1.IntroductionRockboltsarewidelyusedinundergroundandsurfaceexcavationsinminingandcivilengineeringforgroundreinforcementandstabilization.Inmanyapplications,rockboltsaregroutedinthegroundwithcementorresin.Testingofthegroutqualityandmonitoringofthebolttensionofrockboltshaslongbeenachallengeinthe?eld.Conventionally,groutqualityisassessedbypull-outtestandover-coring.Bothmethodsaredestructiveandtimeconsuming.Theusefulnessofpull-outtestresultsasameasureofthegroutqualitycanbelimitedbythecriticallengthofgroutbeyondwhichthesteelboltwillfail?rst.Therefore,othermethods,suchasnon-destructivetestingmethodsusingultrasonicwaveshavebecomeattractive.Inrecentyears,researchinthisareahasbeenveryactive.Itisnoticedthatpropertiesofguidedwaves,suchasvelocityandattenuation,arefunctionsoftheinputwavefrequency.Althoughtheguidedultrasonicwaveseemstobeapromisingmethodformonitoringrockbolts,researchinthisareaisstillintheearlystageandmanytechnicalproblemsremaintobesolved.Inagroutedbolt,wavebehaviorisnotonlyrelatedtothegroutqualitybutalsotothewavefrequency.Thegroutedlengthandthepropertiesofmaterialssurroundingtheboltmayallplayanimportantrole.Oneoftheimportantcharacteristicsofaguidedwaveisthatitsvelocitynotonlydependsonthematerialpropertiesbutalsoonthethicknessofthematerialandthewavefrequency.Unlikeabulkwave,theguidedwavepropagatesasapacket,whichismadeupofabandofsuperimposedcomponentswithdifferentfrequencies.Itisthegroupvelocitythatde?nesthespeedatwhichthe‘envelope’ofthepacketmovesalong.Ithasbeenshownthatinarockbolt,therateofenergytransferisidenticaltothegroupvelocity.Ourrecentresearchexaminedtheeffectsofwavefrequencyandthecuringtimeofgroutonthegroupvelocityofguidedultrasonicwavesinrockbolts.Wefoundthatthewavegroupvelocityismuchloweringroutedboltsthaninfreebolts.Thelowerthefrequency,thelowerthevelocity.Ourtestresultsindicatedthattheinputfrequencyforrockbolttestingbelow100kHzwouldprovidebetterresolutionandclearersignals.Thisobserva-tionissupportedbytheresultsdiscussedfurtheroninthispaper.Attenuationisanotherimportantcharacteristicofaguidedwave.Ingeneral,attenuationreferstothetotalreductioninthesignalstrength.Attenuationoccursasanaturalconsequenceofsignaltransmissionoveradistanceduetowaveenergyloss.Therehavebeenextensiveresearchandexperimentsonattenuationofbulkwaves.Waveattenuationisde?nedbyanattenuationcoef?cient.Forexample,thep-waveamplitudedecaycanbeexpressedasafunctionoftraveldistance.