掘进

钻爆法，即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式。

1、全断面掘进法，整个开挖断面一次钻孔爆破，开挖成型，全面推进。在隧洞高度较大时，也可分为上下两部分，形成台阶，同步爆破，并行掘进。在地质条件和施工条件许可时，优先采用全断面掘进法。

2、导洞法，先开挖断面的一部分作为导洞，再逐次扩大开挖隧洞的整个断面。这是在隧洞断面较大,由于地质条件或施工条件,采用全断面开挖有困难时,以中小型机械为主的一种施工方法。导洞断面不宜过大，以能适应装碴机械装碴、出碴车辆运输、风水管路安装和施工安全为度。导洞可增加开挖爆破时的自由面，有利于探明隧洞的地质和水文地质情况，并为洞内通风和排水创造条件。根据地质条件、地下水情况、隧洞长度和施工条件，确定采用下导洞、上导洞或中心导洞等。导洞开挖后，扩挖可以在导洞全长挖完之后进行，也可以和导洞开挖平行作业。

3、分部开挖法，在围岩稳定性较差，一般需要支护的情况下，开挖大断面的隧洞时，可先开挖一部分断面，及时做好支护，然后再逐次扩大开挖。用钻爆法开挖隧洞，通常从第一序钻孔开始，经过装药、爆破、通风散烟、出碴等工序，到开始第二序钻孔，作为一个隧洞开挖作业循环。尽量设法压缩作业循环时间，以加快掘进速度。20世纪80年代，一些国家采用钻爆法在中硬岩中开挖断面面积为100㎡左右的隧洞,掘进速度平均每月约为200m。中国鲁布革水电站工程，开挖直径8.8m的引水隧洞,单工作面平均月进尺达231m,最高月进尺达373.7m。

综掘法是近 20 ～ 30 年内迅速发展起来的一种先进的巷道掘进技术，其关键设备是掘进机，主要以悬臂掘进机和刀盘掘进机为主，集切割、装载及转运、降尘等功能于一体的大型高效联合作业机械设备，连续掘进是其主要特点，称作岩巷掘进第 3类作业线。近年来，掘进机在我国煤矿巷道掘进中逐步得到推广使用，并积累了一定的经验，收到了一定的成果。特别是综合机械化采煤的发展，大大加快了掘进速度。多数矿井都使用了掘进机，取得了较好的经济效益。据统计，在全国矿井中使用的各类型掘进机共计200多种，为增加掘进进尺发挥了积极的作用。巷道掘进机是巷道掘进技术发展的方向。

与钻爆法相比具有以下有点：

1、连续掘进，工序没有间断性。

2、围岩不受破坏，掘进断面规整，从而增加了岩层的支撑能力和巷道的稳定性，有利于使用轻型支架，加大

棚距，更有利于以喷射凝土作为支架。

3、没有爆破震动、烟雾，改善了作业环境。

4、施工安全。

5、可大幅度提高掘进速度，平均日进尺在10m以上，一般月掘进尺可达到200m以上。 2100433B

掘进工序分为主要工序和辅助工序。主要工序是直接在工作面上完成保证工作面进度的工序，以及在巷道掘进区域进行的支护作业。

主要工序由巷道穿过的岩石性质而定。掘进硬岩时，主要工序有钻眼、装药、放炮、通风和工作面的安全检查、装岩、巷道支护；掘进软岩的基本工序有： 开掘岩石、装岩、支护。如采用风镐、联合机等方法开掘，则掘进作业有连续作业的特点。主要工序可以按严格的程序依次地完成，也可以在时间上同时进行(钻眼和装岩部分平行、钻眼与支护完全平行)。

辅助工序是保证主要工序正常进行的工序，它包括调车、通风、排水、临时支架、工作面铺轨、照明、敷设风筒和电缆等工作。在大多数情况下它是与主要工序同时进行的，而不需占用掘进循环时间。

采用联合掘进机连续破碎岩石和出碴，一次形成巷道的机械化平巷特殊法掘进作业。与钻爆法相比较，平巷掘进机掘进的优点是：作业过程连续进行，掘进速度快，机械化程度高，劳动强度低，对围岩破坏小，安全性高，周壁光滑，不超挖、欠挖、巷道质量好。其缺点是： 机体庞大，掘进成本高，适应性差，不能掘弯道，仅用于软土地层和中硬岩层的掘进。

平巷掘进机械主要用于地下矿山、铁路、公路和水利工程等的平巷掘进工程。平巷掘进机械按掘进工艺方法分为循环掘进式和连续掘进式机械。循环掘进式机械经钻孔、爆破、出碴、支护等工序多次循环完成巷道掘进，各工序使用不同的机械。钻孔使用掘进钻车、钻装车;爆破使用装药器和装药车;出碴使用铲斗装载机、蟹爪装载机、立爪装载机、耙斗装载机、铲插装载机、振动装载机和地下铲运机、车箱式装运机、储槽振动装运机;支护使用松石撬落机、架棚机、锚杆钻装车、锚索钻装车、混凝土喷射机、混凝土浇灌机、旋喷注浆机，以及管线架设机等。连续掘进式机械可同时进行破岩、出碴和支护作业，连续钻进成巷，称为平巷钻进机。连续掘进式机械按破岩方式分为分断面式和全断面式的。分断面式机械主要有截盘式、悬臂式、摆轮式和冲击式四种。全断面式机械主要有支撑式和盾构式两种。

总的发展趋势是： 循环作业平巷掘进机械规格微型化和大型化，多功能化和自动化。连续作业平巷钻进机小型化，提高对岩层的适应性，扩大应用范围。

本书系统介绍掘进机的发展历程、应用现状与展望，掘进机的分类、组成、选型原则与实例；从掘进机与岩体相互作用的角度研究滚刀破岩规律、岩体各因素对掘进机掘进过程的影响；从优化破岩的角度研究刀盘优化设计、掘进机的推力、扭矩设计、支护体系设计原则。

煤巷掘进凿岩爆破掘进

一般用手持式防爆煤电钻，或用架柱式强制推进的煤电钻。用毫秒雷管全断面一次爆破，其总延期时间不得超过 130ms。多用耙斗装载机、蟹爪装载机和铲斗带式装载机装煤。在长距离煤巷掘进中可采用转载机，以缩短装载时间，提高调车效率。中国辽宁阜新高德煤矿，1980年9月煤巷月进1541m。

煤巷掘进联合掘进机

速度快、劳动强度小、工作安全，世界各主要产煤国应用较多。中国制造的ELM型悬臂式掘进机(见彩图)，用于断面为5.0～8.3m2中硬以下的煤巷和半煤岩巷，生产能力50t/h。悬臂式掘进机,由工作机构、装运机构、转载机构、支撑机构、行走机构、油压系统和电控系统组成。工作机构的主要部分是悬臂和切割头。悬臂用油压控制，可上下或水平摆动，也可适当伸缩。切割头大多为圆锥形或筒形，周围镶有截齿，以破碎煤岩。为充分发挥煤巷掘进机的生产能力和加快煤巷掘进速度，运输设备的配套方式有煤巷掘进机与链板输送机配套和煤巷掘进机与仓式列车配套两种。联合掘进机的掘进速度很快，通常采用锚喷支护；在松软煤层或破碎带中可用金属支架。中国开滦林西煤矿于1982年8月用AM-50型煤巷掘进机月进1312m。

煤巷掘进水力掘进

在水力采煤区中使用。由高压水射流破下的煤，被水冲到铺在巷道底板上的溜槽内，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

半煤岩巷掘进在巷道断面内，既有煤层，又有岩层，一般采取破底掘进，以保证巷道顶板的完整。煤层厚度小于0.5m时可全断面一次掘进；大于0.5m时，采用煤岩分掘分运的方式，以保证出煤质量。2100433B