我國(guó)煤礦巖石巷道掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與展望

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室力學(xué)與建筑工程學(xué)院

2023/2/11教授博導(dǎo)系主兆星1.煤礦巖巷掘進(jìn)的特點(diǎn)2.巖巷鉆爆法施工工序3.國(guó)內(nèi)外煤礦巖巷常用的作業(yè)線4.鑿巖爆破技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展5.裝巖運(yùn)輸現(xiàn)狀及發(fā)展6.支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展7.施工組織與管理8.我國(guó)巖巷單進(jìn)穩(wěn)步提高9.結(jié)語(yǔ)2023/2/13圍巖特征：煤田均屬于沉積礦床，因此圍巖以灰?guī)r、泥巖、砂巖、頁(yè)巖、煤等5種沉積巖類為主，其節(jié)理裂隙非常豐富，強(qiáng)度較低，這些巖石對(duì)支護(hù)不利，但對(duì)開(kāi)拓掘進(jìn)是有利的。設(shè)備、器材：由于煤在成巖過(guò)程中，一些有機(jī)物在腐化變質(zhì)時(shí)產(chǎn)生了大量的可燃性2023/2/14氣體（瓦斯），這些氣體的存在使得煤礦巖巷掘進(jìn)變得更為復(fù)雜了，使井下所用的設(shè)備、器材的選型受到了很多的限制，對(duì)鑿巖機(jī)具、裝藥運(yùn)輸設(shè)備、爆破器材等性能的發(fā)揮產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。這是制約煤礦巖石巷道掘進(jìn)速度的重要因素。2023/2/15目前，國(guó)內(nèi)外礦山巖石巷道仍然以鉆眼爆破法施工為主。

巖巷鉆爆法施工工序較多，但主要分為以下三大工序：鑿巖爆破裝巖運(yùn)輸支護(hù)2023/2/162023/2/17放炮通風(fēng)錨桿/掛網(wǎng)噴漿循環(huán)裝藥/連線巖巷掘進(jìn)工藝流程…出渣打眼手持式鑿巖機(jī)與耙斗式裝巖機(jī)為主的作業(yè)線；液壓鉆車(chē)與正裝側(cè)卸裝巖機(jī)為主的作業(yè)線；鉆裝錨一體化作業(yè)線。

以上三種作業(yè)線中，德國(guó)多采用鉆車(chē)與正裝側(cè)卸裝巖機(jī)配套的作業(yè)線；法國(guó)、瑞典、日本等國(guó)多采用鉆裝錨一體化的作業(yè)線；而我國(guó)則多以手持鑿巖機(jī)和耙斗裝巖機(jī)為主的作業(yè)線。2023/2/18鑿巖機(jī)具的現(xiàn)狀及發(fā)展爆破工藝的現(xiàn)狀及優(yōu)化技術(shù)爆破器材的研究2023/2/19風(fēng)動(dòng)氣腿鑿巖機(jī)風(fēng)動(dòng)導(dǎo)軌式鑿巖臺(tái)車(chē)液壓鑿巖臺(tái)車(chē)2023/2/110

風(fēng)動(dòng)氣腿鑿巖機(jī)由于具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，是我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的一種鑿巖工具。在我國(guó)較為廣泛使用的手持式鑿巖機(jī)主要有：7655、YT24、YT26、YT27、YT28、YTP26、YT25DY等七種，其中7655（YT24）鑿巖機(jī)性能、質(zhì)量較為穩(wěn)定。近年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)了最新的YTP29型。2023/2/111

由于風(fēng)動(dòng)氣腿鑿巖機(jī)存在輸出功率小，鉆速低等缺點(diǎn)。因此，我國(guó)在上世紀(jì)就開(kāi)始研制安裝在鑿巖臺(tái)車(chē)上使用的風(fēng)動(dòng)導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)，已通過(guò)鑒定的有：YGP28、YSP-45、YGP35、YG80、YGZ40、YGZ50、YGZ70、YGZ90等八種。其輸出功率接近風(fēng)動(dòng)氣腿鑿巖機(jī)的2倍，扭矩為其3～6倍。2023/2/112七十年代國(guó)外出現(xiàn)了以液壓為動(dòng)力、在工作原理上與風(fēng)動(dòng)沖擊式鑿巖機(jī)相似的液壓鑿巖機(jī)，我國(guó)在八十年代也研制了YYG80、YYGJ80A、YYG90、YYG60、SCOP1238ME-R3805、SCOP1032HD、YYGJ145、YYG30、YYT-30等九種液壓鉆機(jī)。其穿孔速度是風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的1-2倍，能耗為風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的1/3，噪音和粉塵都有所降低。液壓鑿巖臺(tái)車(chē)有GGJ-2Y、CTJY10-2、SCJ-2等三種已鑒定定型。煤炭系統(tǒng)廣泛使用CMJ-17A(J)，CTH10-2F型全液壓鉆車(chē)。2023/2/113

從發(fā)展的角度來(lái)分：氣腿鑿巖機(jī)為第一代；半液壓鑿巖臺(tái)車(chē)為第二代；七十年代的全液壓鑿巖臺(tái)車(chē)為第三代；到八十年代的電子設(shè)備給大功率全液壓設(shè)備提供了先進(jìn)的自動(dòng)化功能，這種設(shè)備由換釬、定位開(kāi)孔，到鑿巖結(jié)束、返釬全部自動(dòng)化控制，這為第四代鑿巖設(shè)備，九十年代后鑿巖機(jī)的功率又有所加大。從八十年代后我國(guó)巖巷掘進(jìn)設(shè)備沒(méi)有多大發(fā)展，因此，目前我國(guó)大部分礦山的鑿巖設(shè)備尚處于第一代和第二代的水平。2023/2/114最佳炮孔深度的確定掏槽技術(shù)光面爆破技術(shù)全斷面炮孔數(shù)量的確定一次爆破技術(shù)2023/2/115炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技術(shù)參數(shù)之一，合理炮眼深度的確定在快速掘進(jìn)中是非常關(guān)鍵的，它決定著各工序的工作量及完成時(shí)間，同時(shí)對(duì)爆破效果和循環(huán)進(jìn)尺有重要影響。在確定炮眼深度時(shí)，要綜合考慮巖石性質(zhì)、鉆眼機(jī)械能力、循環(huán)作業(yè)方式、支護(hù)方式、炸藥的作功能力等。2023/2/116要與配備的鑿巖機(jī)能力相適應(yīng)

合理炮孔深度應(yīng)保證鑿巖機(jī)有較高的鉆進(jìn)速度。資料表明：普通氣腿式鑿巖機(jī)在相同的鑿巖條件下，采用同一根釬桿鉆眼時(shí)，每增加1米炮孔，其鉆眼速度就下降4%～10%左右。特別是當(dāng)炮眼深度超過(guò)3米時(shí)，由于釬桿與眼壁的摩擦增大，鉆孔速度下降很快。

因此，要實(shí)現(xiàn)中深孔爆破，應(yīng)當(dāng)選擇功率較大的鑿巖機(jī)。2023/2/117要與循環(huán)作業(yè)方式相適應(yīng)

合理炮孔深度最好要保正每班或每園班完成一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。這樣每班工作任務(wù)明確，便于生產(chǎn)組織與管理。2023/2/118要與巷道的掘支作業(yè)方式相適應(yīng)

當(dāng)巷道采用錨桿或錨網(wǎng)支護(hù)時(shí)，使循環(huán)進(jìn)尺等于錨桿排距或網(wǎng)寬的整數(shù)倍，避免過(guò)大的空頂作業(yè)。2023/2/119要綜合考慮其他因素

要綜合考慮巷道斷面的大小、巖石的堅(jiān)固性、炸藥作功能力、每班配備的人數(shù)、裝載和轉(zhuǎn)運(yùn)能力等因素。

2023/2/120在充分考慮上述因素后，再根據(jù)作業(yè)任務(wù)量來(lái)確定炮孔深度。2023/2/121按一定規(guī)律布置的密集炮眼，爆破后形成空洞以及相應(yīng)的爆破過(guò)程統(tǒng)稱為掏槽。掏槽的目的是為后續(xù)爆破創(chuàng)造新的自由面。掏槽爆破是影響巖巷掘進(jìn)進(jìn)尺的關(guān)鍵因素。要提高掘進(jìn)的爆破效率，就應(yīng)選擇與巖性、炸藥性能、起爆器材相適應(yīng)的掏槽方式和掏槽參數(shù)。2023/2/122合理掏槽方式的一般要求：炮眼利用率高，留下的殘眼少；掏槽形式簡(jiǎn)單，易于掌握，適應(yīng)能力強(qiáng)；所形成的槽腔體積大，為后續(xù)炮孔爆破提供足夠的補(bǔ)償空間；最大限度利用有限的炮孔數(shù)目、減少所需的雷管段別。2023/2/123掏槽方式

掏槽方式一般可分為三種類型：斜眼掏槽、直眼掏槽、復(fù)合掏槽（斜眼和直眼混合型）。2023/2/124斜眼掏槽

斜眼掏槽就是掏槽眼與自由面（掘進(jìn)工作面）傾斜成一定角度的掏槽。常用的斜眼掏槽主要有以下幾種形式：?jiǎn)蜗蛱筒?、錐形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽等四種，在我國(guó)煤礦的斜眼掏槽中有85～95%是使用楔形掏槽方式。2023/2/1252023/2/126直眼掏槽

直眼掏槽的特點(diǎn)是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，距離較近。其中有一個(gè)或幾個(gè)不裝藥的空眼?？昭鄣淖饔檬墙o裝藥眼創(chuàng)造自由面和作為破碎巖石的膨脹空間。常用的直眼掏槽主要有以下幾種形式：縫隙掏槽或龜裂掏槽、角柱形掏槽、螺旋掏槽、爆破封口掏槽、臺(tái)階掏槽、底眼藥包拋渣掏槽等幾種形式。2023/2/1272023/2/1282023/2/1292023/2/130兩種掏槽方式的優(yōu)缺點(diǎn)斜眼掏槽優(yōu)點(diǎn)：

(1)適用于各種巖層，槽腔內(nèi)的巖石拋擲容易；

(2)掏槽眼數(shù)目較少，炮眼偏斜對(duì)炮眼利用率影響不大，不需要技術(shù)水平很高的掘進(jìn)工。2023/2/131缺點(diǎn)：(1)炮眼深度受巷道寬度限制，一次爆破進(jìn)尺有限；(2)巖石拋擲多而遠(yuǎn)，易打壞設(shè)備、管線和支護(hù)結(jié)構(gòu)。直眼掏槽優(yōu)點(diǎn)：

(1)炮眼垂直工作面布置，易于實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)和鉆眼機(jī)械化；

(2)炮眼深度不受巷道斷面限制，當(dāng)炮眼深度改變時(shí)，掏槽布置可不改變，只調(diào)整裝藥量即可；

(3)巖石拋擲距離小，爆堆集中，不易崩壞巷道內(nèi)的設(shè)備和支架。缺點(diǎn)：(1)炮眼數(shù)目和炸藥消耗量大；

(2)炮眼間距和平行度的誤差對(duì)掏槽效果影響較大。2023/2/132復(fù)合掏槽

復(fù)合掏槽是斜眼掏槽、直眼掏槽相互組合的掏槽。此掏槽方式主要是針對(duì)巖石較硬且整體性較強(qiáng)的中深孔爆破，常用的復(fù)合掏槽主要有以下幾種形式的組合：雙楔形復(fù)合掏槽、角柱狀掏槽與楔形掏槽復(fù)合、準(zhǔn)直眼強(qiáng)力掏槽等幾種形式。雙楔形復(fù)合掏槽是我國(guó)煤礦目前使用較多的一種復(fù)合掏槽形式。2023/2/1332023/2/1342023/2/135在巷道掘進(jìn)過(guò)程中為了控制超欠挖，減小爆破對(duì)圍巖的損傷，普遍采用光面爆破。目前采用的光面爆破主要有：普通光面爆破、定向斷裂控制爆破。普通光面爆破主要是通過(guò)多打眼、少裝藥等辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)光爆目標(biāo)的；定向斷裂控制爆破則是通過(guò)其他方法，首先使炮孔孔壁特定部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生徑向裂縫，隨后在爆生氣體和爆炸應(yīng)力波的共同作用下，使徑向裂縫持續(xù)擴(kuò)展，形成預(yù)期的斷裂面。目前常用的定向斷裂控制爆破方法主要有：沿炮眼縱向的“V”型槽法和切縫藥包法等兩種方法。2023/2/136實(shí)現(xiàn)光面爆破的措施：

適當(dāng)減小光爆眼間距控制光爆眼裝藥量采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)使用光爆專用炸藥同時(shí)起爆普通光面爆破參數(shù)的確定炮眼間距合理的炮眼間距應(yīng)保證炮眼間的貫通裂隙完全形成。綜合考慮爆炸應(yīng)力波和爆生氣體在貫通裂隙形成過(guò)程中的作用，炮眼間距可由下面的方法確定：2023/2/138炮孔密集系數(shù)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，光面爆破的密集系數(shù)一般取m=0.8～1.0。不過(guò)，根據(jù)我們的試驗(yàn)，光面爆破的密集系數(shù)可適當(dāng)放大，但不要大于1.2。2023/2/139裝藥結(jié)構(gòu)和裝藥集中度最合理的光面爆破裝藥結(jié)構(gòu)是徑向空氣間隔的不耦合裝藥。普通光面爆破的裝藥量通常是通過(guò)右邊的裝藥集中度來(lái)控制的。2023/2/140炮眼數(shù)目主要同井巷斷面、巖石性質(zhì)及炸藥性能等因素有關(guān)。確定炮眼數(shù)目的基本原則是在保證爆破效果前提下，盡可能地減少炮孔數(shù)目。通?？梢园聪率焦浪悖?023/2/141炮眼布置的方法(1)總原則：首先布置掏槽眼，然后布置周邊眼，最后根據(jù)斷面大小布置崩落眼。(2)掏槽眼通常布置在巷道斷面的中央偏下，并應(yīng)考慮到能使崩落眼的布置較為均勻。(3)周邊眼布置在斷面輪廓線上。底眼眼底一般可超過(guò)底板輪廓線200mm。(4)崩落眼要以槽腔為自由面層層布置，并均勻地分布在被爆巖體上。崩落眼最小抵抗：2023/2/142分次爆破的危害；實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的技術(shù)難點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的途徑；2023/2/1434.2.5中深孔一次爆破技術(shù)分次爆破的危害目前，我國(guó)煤礦在大斷面巖巷掘進(jìn)中，由于技術(shù)條件的限制，大多采用分次爆破方法。分次爆破打眼數(shù)量較少，爆破效率較高，但所需的爆破次數(shù)多，爆破時(shí)間較長(zhǎng)，與之相平行的其他工藝也不得不停止，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)工作的連續(xù)性，不利于組織快速施工。同時(shí)分次爆破在第一次響炮后，爆破人員常常在通風(fēng)時(shí)間不足的情況下馬上到掌子面進(jìn)行第二次爆破的（裝藥）、連線工作，受到前一次爆破所產(chǎn)生的有害氣體的影響，容易產(chǎn)生一氧化碳、氮氧化物中毒事故。此外，由于巖體中結(jié)構(gòu)面的存在，先期爆破極易對(duì)后期爆破的炮孔產(chǎn)生破壞，可能使未爆的炸藥裸露，產(chǎn)生空爆現(xiàn)象，極易導(dǎo)致瓦斯爆炸等安全事故。2023/2/144實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的技術(shù)難點(diǎn)1）爆破器材制約炸藥必須根據(jù)瓦斯的高低來(lái)選用不同等級(jí)的許用炸藥，一般來(lái)說(shuō)許用炸藥的等級(jí)越高，其爆炸威力就越低，破巖的效果也就越差。煤礦許用毫秒電雷管只有1～5個(gè)段，為了提高爆破效率，對(duì)于大斷面的巖石巷道往往很不夠。（美國(guó)500ms）起爆器的起爆能力有限，目前我國(guó)最大的起爆器是MFB200型，此起爆器名義上可起爆200發(fā)電雷管，但在井下往往50~70發(fā)以上就會(huì)出現(xiàn)大量的拒爆現(xiàn)象。2023/2/1452）掏槽技術(shù)的制約對(duì)于中深孔爆破來(lái)說(shuō)，由于炮孔的加深，孔底的夾制作用增強(qiáng)，使得掏槽更加困難。盡管目前的分層分段直眼掏槽技術(shù)已得到一定的應(yīng)用，但對(duì)于大斷面巖巷來(lái)說(shuō)，由于雷管段別的制約也顯得力不從心。在非煤炭系統(tǒng)也有許多高效的掏槽方式，如螺旋掏槽、角柱狀直眼掏槽等均是使用5-8段雷管后才獲得良好爆破效果的。因此，在煤炭系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破，實(shí)現(xiàn)巖巷快速掘進(jìn)，尋找高效中深孔掏槽方式非常緊迫。2023/2/146實(shí)現(xiàn)中深孔一次爆破的途徑（爆破器材）開(kāi)發(fā)研究煤礦許用型高能炸藥；開(kāi)發(fā)更多段別的煤礦許用型毫秒電雷管，加強(qiáng)研究應(yīng)用它們的安全技術(shù)措施；開(kāi)發(fā)能應(yīng)用于煤礦井下的高能起爆器；研究只使用1-2段雷管就能達(dá)到掏槽效率高，所形成的槽腔體積大的掏槽方法。2023/2/14720多年來(lái)，在裝巖方面出現(xiàn)了LB—80、LB—150型蟹爪裝巖機(jī)，ZC—2、ZC—2B和ZC—3、ZC—3B型(小埔)

，ZCD—100RJ（江陰）側(cè)卸裝巖機(jī)，PT—60B、PT—90、PT—120型扒斗裝巖機(jī)，LZ—60和LZ—100型立爪裝巖機(jī)等一系列新型設(shè)備。在轉(zhuǎn)載方面出現(xiàn)了浮放道岔、棍框調(diào)車(chē)器、膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)等，膠帶轉(zhuǎn)載與運(yùn)輸在最近的幾年中得到了較為廣泛的應(yīng)用。運(yùn)輸還是1T礦車(chē)為主，部分礦山的大巷有1.5T的礦車(chē)，一些礦山已經(jīng)有裝備2.0T的設(shè)想。另外還有梭式礦車(chē)、移動(dòng)矸石倉(cāng)等設(shè)備。2023/2/148錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用、推廣和發(fā)展50年代末至70年代初為我國(guó)錨噴支護(hù)的試驗(yàn)探索期，70年代中后期光爆錨噴技術(shù)成為煤礦井巷支護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向和國(guó)家計(jì)委重點(diǎn)推廣的新技術(shù)。80年代之后，光爆錨噴技術(shù)得到了鞏固和提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從巖巷到半煤巖巷、煤巷，從小斷面巷道到大斷面硐室、交叉點(diǎn)、碼頭門(mén)，從平巷、斜巷到立井，從一般條件發(fā)展到底鼓、冒頂、構(gòu)造帶等復(fù)雜條件，從靜壓巷道到動(dòng)壓巷道。支護(hù)結(jié)構(gòu)從錨、噴、錨噴，發(fā)展到了錨網(wǎng)、錨網(wǎng)噴、錨網(wǎng)噴加錨索。2023/2/149錨桿支護(hù)機(jī)械的發(fā)展錨噴支護(hù)在巖巷掘進(jìn)中占有極為重要的地位，高效快速的錨噴支護(hù)對(duì)巖巷快速掘進(jìn)非常重要，錨噴支護(hù)機(jī)械化水平的提高對(duì)提高錨噴效率、保證錨噴質(zhì)量、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作條件等起著十分重要作用。40年代，國(guó)外在錨桿支護(hù)施工中采用普通鑿巖機(jī)械鉆鑿錨桿孔，人工安裝錨桿，用扳手?jǐn)Q緊螺母。到50年代初，美國(guó)、瑞典等西方國(guó)家已廣泛應(yīng)用伸縮式氣動(dòng)鑿巖機(jī)鉆鑿頂板錨桿孔，同時(shí)，美國(guó)已研制成功鉆車(chē)式錨桿鉆機(jī)并在支護(hù)工程中推廣使用。2023/2/15050年代末，隨著錨桿支護(hù)理論及設(shè)計(jì)方法的不斷完善，英國(guó)等國(guó)家率先將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于煤礦巷道支護(hù)。為適應(yīng)煤礦巷道斷面積較小的特點(diǎn)，英國(guó)、波蘭等國(guó)研制開(kāi)發(fā)了單體電動(dòng)回轉(zhuǎn)式、單體液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)。70年代，為適應(yīng)大斷面巷道錨桿支護(hù)快速施工，美國(guó)英格索蘭、法國(guó)賽克馬、瑞典阿特拉斯等鑿巖設(shè)備公司陸續(xù)推出了功能全、機(jī)械化程度高的臺(tái)車(chē)式錨桿鉆裝機(jī)，該類鉆機(jī)既能鉆錨桿孔，又能安裝錨桿，基本實(shí)現(xiàn)了錨桿孔施工、錨桿安裝的機(jī)械化。2023/2/1512023/2/15280年代至90年代，澳大利亞克萊姆公司、阿明科公司、法福來(lái)公司、眼鏡王蛇采礦設(shè)備公司輕型支腿式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)研制成功并在澳大利亞、英國(guó)、中國(guó)、波蘭、印度等國(guó)的煤礦得到廣泛應(yīng)用，這類錨桿鉆機(jī)切削巖石的動(dòng)力采用齒輪式風(fēng)馬達(dá)或柱塞式風(fēng)馬達(dá)，推進(jìn)支腿用高強(qiáng)度玻璃纖維和炭素纖維纏繞而成。具有動(dòng)力單一（壓氣）、重量輕（40~50kg），輸出轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，不僅可以鉆錨桿、錨索孔，還可以攪拌樹(shù)脂，擰緊螺母，是當(dāng)前世界單體錨桿鉆機(jī)的主要機(jī)型。2023/2/15390年代，當(dāng)澳大利亞各大采礦設(shè)備公司推出輕型單體錨桿鉆機(jī)的同時(shí)，美國(guó)的杰弗里公司、喬伊公司、英國(guó)的安德森公司、奧地利的奧鋼鐵公司等又相繼研制了與連續(xù)式掘進(jìn)機(jī)相配套的機(jī)載式錨桿鉆裝機(jī)，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)和錨桿支護(hù)的平行作業(yè)。新一代的錨桿鉆裝機(jī)不僅采用了新設(shè)計(jì)、新材料、新工藝，而且應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，使錨桿施工實(shí)現(xiàn)了高度的機(jī)械化、智能化，錨桿鉆機(jī)的性能更先進(jìn)，使用更方便，施工更安全。2023/2/154MRH—S220M掘進(jìn)機(jī)及機(jī)載錨桿鉆機(jī)1—截割臂；2—邊幫錨桿鉆機(jī)；3—頂板錨桿鉆機(jī)；4—轉(zhuǎn)載機(jī)2023/2/155LH—1300掘進(jìn)機(jī)及機(jī)載錨桿鉆機(jī)

1—截割臂；2—機(jī)載錨桿鉆機(jī)；3—S220M掘進(jìn)機(jī)70年代之前我國(guó)專用錨桿鉆機(jī)很少，大多使用鑿巖機(jī)來(lái)打錨桿孔?！鞍宋濉?、“九五”期間，針對(duì)一般鑿巖機(jī)不能打頂部錨桿孔問(wèn)題，浙江衢州煤機(jī)廠研制了7665MZ雙級(jí)氣腿式鑿巖機(jī)，該系列鉆機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)全方位鉆孔，同時(shí)，突破了鑿巖機(jī)只能反轉(zhuǎn)的慣例，實(shí)現(xiàn)了可以正轉(zhuǎn)，配以附具可以攪拌和安裝樹(shù)脂錨桿。該機(jī)不僅可用于巖巷錨桿施工，也可用于煤巷錨桿施工，實(shí)現(xiàn)了巷道掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)機(jī)具單一化。2023/2/15670年代初，我國(guó)煤礦8~14m2的巖巷砂漿錨桿使用率達(dá)到40%，1974年~1976年，煤科總院北京建井研究所研制了我國(guó)第一臺(tái)能安裝砂漿錨桿的錨桿鉆車(chē)—MGJ-1型（見(jiàn)下圖）。該鉆車(chē)既能鉆錨桿孔，又能安裝砂槳錨桿。2023/2/1571980年，煤科總院南京研究所在引進(jìn)、消化瑞典阿里馬克公司生產(chǎn)的BV系列鉆機(jī)的基礎(chǔ)上，研制了適于4.7~8m2巷道的YMJ-1型小斷面巖巷錨桿鉆車(chē)（見(jiàn)左圖）。該機(jī)采用YGP－28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，與鏟斗式裝巖機(jī)配套使用，緊跟迎頭鉆全方位錨桿孔。2023/2/1581982年~1983年，浙江溫州煤機(jī)廠研制了適于4.7~8m2巷道使用的YM-26型液壓錨桿鉆車(chē)。MGJ-1型、CGM40型（MGJ-1改進(jìn)型）、YMJ-1型、YM-26型錨桿鉆機(jī)具有鉆孔速度快、機(jī)械化水平較高、操作安全、可靠等特點(diǎn)，但體積較大，主要用于巖巷錨桿施工并與鏟斗式裝巖機(jī)或側(cè)卸式裝巖機(jī)配套使用。1983年以后，我國(guó)煤礦掘進(jìn)巷道裝巖配套設(shè)備大力推廣使用耙斗裝巖機(jī)，臺(tái)車(chē)式鉆機(jī)無(wú)法進(jìn)入掘進(jìn)工作面作業(yè)，使臺(tái)車(chē)式錨桿鉆機(jī)的使用受到了限制。2023/2/15980年代初，隨著錨噴支護(hù)技術(shù)的不斷成熟，特別是快凝水泥錨固劑、樹(shù)脂錨固劑的研制成功及推廣應(yīng)用，為煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的推廣提供了條件。但當(dāng)時(shí)真正用于鉆鑿煤巷頂板、邊幫錨桿孔的鉆機(jī)仍為空白。研制適應(yīng)于煤巷錨桿支護(hù)的鉆孔機(jī)具成為當(dāng)時(shí)攻關(guān)的重點(diǎn)。1982~1984年，煤科院南京所與蘇州煤礦機(jī)械廠研制了我國(guó)第一代MZ－Ⅰ型、MZ－Ⅱ型單體導(dǎo)軌式液壓錨桿鉆機(jī)。1987年，煤科院上海分院在MZ－Ⅱ型基礎(chǔ)上研制了MZ－Ⅲ型。2023/2/160為實(shí)現(xiàn)單體液壓錨桿鉆機(jī)輕型化，1985年至今，煤科總院南京研究所、江蘇建湖縣工礦機(jī)械廠、江蘇江陰市礦山器材廠、石家莊中煤支護(hù)裝備廠、河北正定煤機(jī)廠又相繼推出了QYM型、MYT100型、MYT115型支腿式液壓錨桿鉆機(jī)。1989年~1998年，煤科總院南京研究所在研制單體液壓錨桿鉆機(jī)的同時(shí)，又相繼開(kāi)發(fā)了HMD15、HMD22、SDZ22、MDT3F型系列電動(dòng)錨桿鉆機(jī)及ZDR20型軟巖電動(dòng)錨桿鉆機(jī)，煤科院上海分院研制了MDS-3型電動(dòng)錨桿鉆機(jī)。電動(dòng)錨桿鉆機(jī)動(dòng)力單一、效率高、無(wú)污染。液壓錨桿鉆機(jī)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩可調(diào)，機(jī)械特性好。單體液壓錨桿鉆機(jī)、單體電動(dòng)錨桿鉆機(jī)的研制成功，為煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的推廣發(fā)揮了積極作用。2023/2/16180年代初，澳大利亞氣動(dòng)單體回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機(jī)研制成功并開(kāi)始在澳大利亞、英國(guó)煤礦廣為應(yīng)用。1986年，原煤炭部從澳大利亞阿明科（ALMINCO）公司、阿特拉斯分公司引進(jìn)FMC系列（齒輪式氣馬達(dá)）、ZQM、M10系列（葉片式氣馬達(dá)）三種型號(hào)的氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)并定點(diǎn)石家莊煤機(jī)廠、華東機(jī)械廠、浙江衢州煤機(jī)廠仿制并國(guó)產(chǎn)化。由于性能及可靠性等方面存在一些問(wèn)題，加之當(dāng)時(shí)煤礦煤巷無(wú)壓風(fēng)管路，致使該產(chǎn)品到1995年也未得到推廣應(yīng)用。2023/2/1621995年，原煤炭部將推廣煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)列為“九五”煤炭工業(yè)科技攻關(guān)的重點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年~1998年，國(guó)有重點(diǎn)煤礦分別從澳大利亞克萊姆公司、法福來(lái)公司、阿明科公司、眼鏡王蛇公司引進(jìn)齒輪式、柱塞式氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)1000多臺(tái)，且取得良好的使用效果。但澳大利亞氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)價(jià)格高（6~7萬(wàn)元/臺(tái)），且零部件供應(yīng)不及時(shí)，影響了鉆機(jī)的正常使用。1998年以來(lái)，我國(guó)煤礦科研院所與江陰市礦山器材廠、石家莊中煤支護(hù)裝備廠、石家莊煤機(jī)廠、圣奧支護(hù)設(shè)備有限公司合作，在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，2023/2/163研究開(kāi)發(fā)了MQT-50、MQT-55、MQT-70、MQT-85、MQT-90、MQT-110、MQT-120系列氣動(dòng)頂板錨桿(錨索)鉆機(jī)，MQB-45、MQB-35、MQ-50系列幫錨桿鉆機(jī)，現(xiàn)國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)年產(chǎn)已達(dá)7000多臺(tái)，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，其價(jià)格僅為國(guó)外鉆機(jī)的1/3，性能達(dá)到90年代國(guó)際水平，澳大利亞產(chǎn)品也相繼退出中國(guó)市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)系列氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)的批量生產(chǎn)，促進(jìn)了我國(guó)煤礦煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的跨越式發(fā)展2023/2/164“七五”以來(lái)，國(guó)有重點(diǎn)煤礦綜掘機(jī)械化水平不斷提高，但采用錨桿支護(hù)的綜掘巷道月進(jìn)尺始終在300m左右。其原因是采用錨網(wǎng)支護(hù)的綜掘巷道大都是用單體氣動(dòng)或單體液壓錨桿鉆機(jī)與掘進(jìn)機(jī)配套，這種配套方法機(jī)械化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差、速度慢?！鞍宋濉币詠?lái)，煤科院上海分院、煤科院南京所都進(jìn)行了掘進(jìn)機(jī)機(jī)載式錨桿鉆機(jī)的研究、試驗(yàn)，取得了部分成果，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，但由于多方面的因素，至今仍未得到良好的推廣應(yīng)用。2023/2/165

總之，40多年來(lái)我國(guó)錨桿鉆機(jī)從無(wú)到有，從單一品種到多品種，從單一動(dòng)力到多種動(dòng)力，基本形成了具有我國(guó)特色的錨桿鉆機(jī)系列產(chǎn)品?；仡櫸覈?guó)錨桿鉆機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展歷程，有以下特點(diǎn)：（1）錨桿鉆機(jī)研發(fā)是與錨桿支護(hù)技術(shù)同步發(fā)展的。（2）錨桿鉆機(jī)大部分是在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上研制成功的。在技術(shù)含量、新材料應(yīng)用、加工工藝、可靠性等方面與國(guó)外同類產(chǎn)品還有一定差距。（3）國(guó)產(chǎn)單體錨桿鉆機(jī)的發(fā)展速度較快，臺(tái)車(chē)型、機(jī)載型、掘錨一體化機(jī)組發(fā)展較慢。2023/2/166混凝土噴射機(jī)發(fā)展1907年，美國(guó)科學(xué)家卡爾·阿克明發(fā)明了世界上第一臺(tái)單罐式混凝土噴射機(jī)，1915年，美國(guó)S·W特勃羅爾設(shè)計(jì)了第一臺(tái)雙罐式砼噴射機(jī)。50年代，瑞士阿里瓦（Aliva）公司研制了世界上第一臺(tái)直筒轉(zhuǎn)子式干式混凝土噴射機(jī)。60年代，美國(guó)里德公司發(fā)明了“U”型料腔轉(zhuǎn)子式干式噴射機(jī)。隨著噴射混凝土技術(shù)的發(fā)展，為從根本上降低干式噴射、潮式噴射時(shí)的粉塵和回彈，提高噴射混凝土質(zhì)量，70年代，美國(guó)的理德公司、艾姆科公司、瑞士阿里瓦公司、德國(guó)USI公司、瑞典斯特比雷托公司、日本三井三池公司開(kāi)始研制濕式噴射2023/2/167機(jī)，有活塞泵式、螺桿泵式、擠壓泵式等型式。80年代，國(guó)外已逐漸淘汰干式、潮式噴射機(jī)，開(kāi)始推廣應(yīng)用各種型式的濕式混凝土噴射機(jī)。特別是90年代，國(guó)外大量推廣應(yīng)用集上料、攪拌、輸送、速凝劑鋼纖維自動(dòng)添加、機(jī)械手噴射功能為一體的混凝土噴射機(jī)組。國(guó)外混凝土噴射機(jī)經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，已從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一、噴射質(zhì)量差的罐式噴射機(jī)發(fā)展為具有上料、配料、攪拌、外加劑添加與輸送、噴射為一體，具有智能控制水平的濕式混凝土噴射機(jī)組。2023/2/16840多年來(lái)，我國(guó)在引進(jìn)消化的基礎(chǔ)上，先后開(kāi)發(fā)研制了四大類10多種結(jié)構(gòu)形式的混凝土噴射機(jī)。1965年我國(guó)研制出第一臺(tái)噴漿機(jī)——冶建65雙罐式噴漿機(jī)（比美國(guó)晚了58年?。?。后來(lái)又引進(jìn)瑞士阿里瓦公司的Aliva-300型轉(zhuǎn)子式干噴機(jī)，進(jìn)而研制成功轉(zhuǎn)子Ⅰ型（直通式）干噴機(jī)。70~80年代，引進(jìn)美國(guó)里德公司轉(zhuǎn)子（上出料）噴射機(jī)，進(jìn)而研制成功轉(zhuǎn)子Ⅱ