单仁亮教授-我国煤矿岩石巷道掘进技术现状与展望.ppt

煤矿岩巷掘进技术现状与展望,中国矿业大学（北京）单仁亮,2021/2/6,1,教授，博导副院长,单仁亮博士,中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院副院长、教授、博士生导师。国际岩石力学学会会员，中国岩石力学与工程学会岩石动力学专业委员会副主任委员、岩石破碎专业委员会副主任委员、软岩工程专业委员会委员，中国煤炭学会支护专业委员会特邀专家，科技部、教育部、国家自然科学基金委员会项目评审专家，工程力学、岩土工程学报、岩石力学与工程学报、爆炸与冲击等著名杂志的论文评审专家。,单仁亮博士,主持完成国家自然科学基金、煤炭科技攻关、煤炭科学基金等5项省部级以上项目，若干企业委托的横项项目。作为第一作者在一级期刊或行业类核心期刊上发表了有较高影响的论文40余篇，20多篇被SCI、EI、ISTP检索。目前负责地下工程的安全快速掘进、岩巷中深孔一次爆破、项目管理信息化、CAD二次开发等若干上级部门或大中型企业委托的科研项目。,单仁亮博士,1996，2002，2006年先后3次获得省部级科技进步奖。1998年荣获中央国家机关优秀青年称号（科技类），2005年获北京市教育教学成果二等奖，多次获中国矿业大学科技进步奖和优秀教学质量奖。指导毕业了21名硕士，在读硕士研究生65名，博士研究生22名，6名博士后。主要研究方向是岩土工程、工程管理、爆破工程、结构工程。,1.煤矿岩巷掘进的特点2.岩巷钻爆法施工工序3.国内外煤矿岩巷常用的作业线4.凿岩爆破技术现状及发展5.装岩运输现状及发展6.支护技术现状及发展7.施工组织与管理8.我国岩巷单进稳步提高9.结语,2021/2/6,5,1.煤矿岩巷掘进的特点,围岩特征煤田均属于沉积矿床，因此围岩以灰岩、泥岩、砂岩、页岩、煤等5种沉积岩类为主，其节理裂隙非常丰富，强度较低，这些岩石对支护不利，但对开拓掘进是有利的。设备、器材由于煤在成岩过程中，一些有机物在腐化变质时产生了大量的可燃性,2021/2/6,6,气体（瓦斯），这些气体的存在使得煤矿岩巷掘进变得更为复杂了，使井下所用的设备、器材的选型受到了很多的限制，对凿岩机具、装药运输设备、爆破器材等性能的发挥产生了严重影响。这是制约煤矿岩石巷道掘进速度的重要因素。,2021/2/6,7,2.岩巷钻爆法施工工序,目前，国内外矿山岩石巷道仍然以钻眼爆破法施工为主。岩巷钻爆法施工工序较多，但主要分为以下三大工序凿岩爆破装岩运输支护,2021/2/6,8,2021/2/6,9,岩巷掘进工艺流程,,出渣,打眼,3.国内外煤矿岩巷常用的作业线,手持式凿岩机与耙斗式装岩机为主的作业线；液压钻车与正装侧卸装岩机为主的作业线；钻装锚一体化作业线。以上三种作业线中，德国多采用钻车与正装侧卸装岩机配套的作业线；法国、瑞典、日本等国多采用钻装锚一体化的作业线；而我国则多以手持凿岩机和耙斗装岩机为主的作业线。,2021/2/6,10,4.凿岩爆破技术的现状及发展,凿岩机具的现状及发展爆破工艺的现状及优化技术爆破器材的研究,2021/2/6,11,4.1凿岩机具的现状及发展,风动气腿凿岩机风动导轨式凿岩台车液压凿岩台车,2021/2/6,12,4.1.1风动气腿凿岩机,风动气腿凿岩机由于具有重量轻，结构紧凑，机动灵活，适应性强等特点，是我国应用最为广泛的一种凿岩工具。在我国较为广泛使用的手持式凿岩机主要有7655、YT24、YT26、YT27、YT28、YTP26、YT25DY等七种，其中7655（YT24）凿岩机性能、质量较为稳定。近年来市场上出现了最新的YTP29型。,2021/2/6,13,4.1.2风动导轨式凿岩台车,由于风动气腿凿岩机存在输出功率小，钻速低等缺点。因此，我国在上世纪就开始研制安装在凿岩台车上使用的风动导轨式凿岩机，已通过鉴定的有YGP28、YSP-45、YGP35、YG80、YGZ40、YGZ50、YGZ70、YGZ90等八种。其输出功率接近风动气腿凿岩机的2倍，扭矩为其3～6倍。,2021/2/6,14,4.1.3液压凿岩台车,七十年代国外出现了以液压为动力、在工作原理上与风动冲击式凿岩机相似的液压凿岩机，我国在八十年代也研制了YYG80、YYGJ80A、YYG90、YYG60、SCOP1238ME-R3805、SCOP1032HD、YYGJ145、YYG30、YYT-30等九种液压钻机。其穿孔速度是风动凿岩机的1-2倍，能耗为风动凿岩机的1/3，噪音和粉尘都有所降低。液压凿岩台车有GGJ-2Y、CTJY10-2、SCJ-2等三种已鉴定定型。煤炭系统广泛使用CMJ-17AJ，CTH10-2F型全液压钻车。,2021/2/6,15,从发展的角度来分气腿凿岩机为第一代；半液压凿岩台车为第二代；七十年代的全液压凿岩台车为第三代；到八十年代的电子设备给大功率全液压设备提供了先进的自动化功能，这种设备由换钎、定位开孔，到凿岩结束、返钎全部自动化控制，这为第四代凿岩设备，九十年代后凿岩机的功率又有所加大。从八十年代后我国岩巷掘进设备没有多大发展，因此，目前我国大部分矿山的凿岩设备尚处于第一代和第二代的水平。,2021/2/6,16,4.2爆破工艺的现状及优化技术,最佳炮孔深度的确定掏槽技术光面爆破技术全断面炮孔数量的确定一次爆破技术,2021/2/6,17,4.2.1最佳炮孔深度的确定,炮孔深度是中深孔爆破中最基本的技术参数之一，合理炮眼深度的确定在快速掘进中是非常关键的，它决定着各工序的工作量及完成时间，同时对爆破效果和循环进尺有重要影响。在确定炮眼深度时，要综合考虑岩石性质、钻眼机械能力、循环作业方式、支护方式、炸药的作功能力等。,2021/2/6,18,要与配备的凿岩机能力相适应合理炮孔深度应保证凿岩机有较高的钻进速度。资料表明普通气腿式凿岩机在相同的凿岩条件下，采用同一根钎杆钻眼时，每增加1米炮孔，其钻眼速度就下降4～10左右。特别是当炮眼深度超过3米时，由于钎杆与眼壁的摩擦增大，钻孔速度下降很快。因此，要实现中深孔爆破，应当选择功率较大的凿岩机。,2021/2/6,19,要与循环作业方式相适应合理炮孔深度最好要保正每班或每园班完成一个循环，实现正规循环作业。这样每班工作任务明确，便于生产组织与管理。,2021/2/6,20,要与巷道的掘支作业方式相适应当巷道采用锚杆或锚网支护时，使循环进尺等于锚杆排距或网宽的整数倍，避免过大的空顶作业。,2021/2/6,21,要综合考虑其他因素要综合考虑巷道断面的大小、岩石的坚固性、炸药作功能力、每班配备的人数、装载和转运能力等因素。,2021/2/6,22,在充分考虑上述因素后，再根据作业任务量来确定炮孔深度。,2021/2/6,23,4.2.2掏槽技术,按一定规律布置的密集炮眼，爆破后形成空洞以及相应的爆破过程统称为掏槽。掏槽的目的是为后续爆破创造第二个自由面。掏槽爆破是影响岩巷掘进进尺的关键因素。要提高掘进的爆破效率，就应选择与岩性、炸药性能、起爆器材相适应的掏槽方式和掏槽参数。,2021/2/6,24,合理掏槽方式的一般要求炮眼利用率高，留下的残眼少；掏槽形式简单，易于掌握，适应能力强；所形成的槽腔体积大，为后续炮孔爆破提供足够的补偿空间；最大限度利用有限的炮孔数目、减少所需的雷管段别。,2021/2/6,25,掏槽方式掏槽方式一般可分为三种类型斜眼掏槽、直眼掏槽、复合掏槽（斜眼和直眼混合型）。,2021/2/6,26,斜眼掏槽斜眼掏槽就是掏槽眼与自由面（掘进工作面）倾斜成一定角度的掏槽。常用的斜眼掏槽主要有以下几种形式单向掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽等四种，在我国煤矿的斜眼掏槽中有85～95是使用楔形掏槽方式。,2021/2/6,27,垂直楔形掏槽,2021/2/6,28,直眼掏槽直眼掏槽的特点是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，距离较近。其中有一个或几个不装药的空眼。空眼的作用是给装药眼创造自由面和作为破碎岩石的膨胀空间。常用的直眼掏槽主要有以下几种形式缝隙掏槽或龟裂掏槽、角柱形掏槽、螺旋掏槽、爆破封口掏槽、台阶掏槽、底眼药包抛渣掏槽等几种形式。,2021/2/6,29,直眼掏槽,2021/2/6,30,2021/2/6,31,2021/2/6,32,两种掏槽方式的优缺点斜眼掏槽优点1适用于各种岩层，槽腔内的岩石抛掷容易；2掏槽眼数目较少，炮眼偏斜对炮眼利用率影响不大，不需要技术水平很高的掘进工。,2021/2/6,33,缺点1炮眼深度受巷道宽度限制，一次爆破进尺有限；2岩石抛掷多而远，易打坏设备、管线和支护结构。,直眼掏槽优点1炮眼垂直工作面布置，易于实现多台钻机同时作业和钻眼机械化；2炮眼深度不受巷道断面限制，当炮眼深度改变时，掏槽布置可不改变，只调整装药量即可；3岩石抛掷距离小，爆堆集中，不易崩坏巷道内的设备和支架。缺点1炮眼数目和炸药消耗量大；2炮眼间距和平行度的误差对掏槽效果影响较大。,2021/2/6,34,复合掏槽复合掏槽是斜眼掏槽、直眼掏槽相互组合的掏槽。此掏槽方式主要是针对岩石较硬且整体性较强的中深孔爆破，常用的复合掏槽主要有以下几种形式的组合双楔形复合掏槽、角柱状掏槽与楔形掏槽复合、准直眼强力掏槽等几种形式。双楔形复合掏槽是我国煤矿目前使用较多的一种复合掏槽形式。,2021/2/6,35,准直眼强力掏槽,2021/2/6,36,掏槽机理,2021/2/6,37,,4.2.3光面爆破,在巷道掘进过程中为了控制超欠挖，减小爆破对围岩的损伤，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、定向断裂控制爆破。普通光面爆破主要是通过多打眼、少装药等办法来实现光爆目标的；定向断裂控制爆破则是通过其他方法，首先使炮孔孔壁特定部位产生应力集中而产生径向裂缝，随后在爆生气体和爆炸应力波的共同作用下，使径向裂缝持续扩展，形成预期的断裂面。目前常用的定向断裂控制爆破方法主要有沿炮眼纵向的“V”型槽法和切缝药包法等两种方法。,2021/2/6,38,普通光面爆破参数的确定炮眼间距合理的炮眼间距应保证炮眼间的贯通裂隙完全形成。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用，炮眼间距可由下面的方法确定,2021/2/6,39,炮孔密集系数根据经验，光面爆破的密集系数一般取m0.8～1.0。不过，根据我们的试验，光面爆破的密集系数可适当放大，但不要大于1.2。,2021/2/6,40,装药结构和装药集中度最合理的光面爆破装药结构是径向空气间隔的不耦合装药。普通光面爆破的装药量通常是通过右边的装药集中度来控制的。,2021/2/6,41,4.2.4全断面炮孔数量与炮眼布置,炮眼数目主要同井巷断面、岩石性质及炸药性能等因素有关。确定炮眼数目的基本原则是在保证爆破效果前提下，尽可能地减少炮孔数目。通常可以按下式估算,2021/2/6,42,,,,,炮眼布置的方法1总原则首先布置掏槽眼，然后布置周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。2掏槽眼通常布置在巷道断面的中央偏下，并应考虑到能使崩落眼的布置较为均匀。3周边眼布置在断面轮廓线上。底眼眼底一般可超过底板轮廓线200mm。4崩落眼要以槽腔为自由面层层布置，并均匀地分布在被爆岩体上。崩落眼最小抵抗,2021/2/6,43,4.2.5中深孔一次爆破技术,分次爆破的危害；实现中深孔一次爆破的技术难点；实现中深孔一次爆破的途径；,2021/2/6,44,分次爆破的危害目前，我国煤矿在大断面岩巷掘进中，由于技术条件的限制，大多采用分次爆破方法。分次爆破打眼数量较少，爆破效率较高，但所需的爆破次数多，爆破时间较长，与之相平行的其他工艺也不得不停止，严重影响了掘进工作的连续性，不利于组织快速施工。同时分次爆破在第一次响炮后，爆破人员常常在通风时间不足的情况下马上到掌子面进行第二次爆破的（装药）、连线工作，受到前一次爆破所产生的有害气体的影响，容易产生一氧化碳、氮氧化物中毒事故。此外，由于岩体中结构面的存在，先期爆破极易对后期爆破的炮孔产生破坏，可能使未爆的炸药裸露，产生空爆现象，极易导致瓦斯爆炸等安全事故。,2021/2/6,45,实现中深孔一次爆破的技术难点1）爆破器材制约炸药必须根据瓦斯的高低来选用不同等级的许用炸药，一般来说许用炸药的等级越高，其爆炸威力就越低，破岩的效果也就越差。煤矿许用毫秒电雷管只有1～5个段，为了提高爆破效率，对于大断面的岩石巷道往往很不够。（美国500ms）起爆器的起爆能力有限，目前我国最大的起爆器是MFB200型，此起爆器名义上可起爆200发电雷管，但在井下往往5070发以上就会出现大量的拒爆现象。,2021/2/6,46,2）掏槽技术的制约对于中深孔爆破来说，由于炮孔的加深，孔底的夹制作用增强，使得掏槽更加困难。尽管目前的分层分段直眼掏槽技术已得到一定的应用，但对于大断面岩巷来说，由于雷管段别的制约也显得力不从心。在非煤炭系统也有许多高效的掏槽方式，如螺旋掏槽、角柱状直眼掏槽等均是使用5-8段雷管后才获得良好爆破效果的。因此，在煤炭系统要实现中深孔一次爆破，实现岩巷快速掘进，寻找高效中深孔掏槽方式非常紧迫。,2021/2/6,47,实现中深孔一次爆破的途径开发研究煤矿许用型高能炸药；开发更多段别的煤矿许用型毫秒电雷管，加强研究应用它们的安全技术措施；开发能应用于煤矿井下的高能起爆器；研究只使用1-2段雷管就能达到掏槽效率高，所形成的槽腔体积大的掏槽方法。,2021/2/6,48,5.装岩运输,20多年来，在装岩方面出现了LB80、LB150型蟹爪装岩机，ZC2、ZC2B和ZC3、ZC3B型小埔，ZCD100RJ（江阴）侧卸装岩机，PT60B、PT90、PT120型扒斗装岩机，LZ60和LZ100型立爪装岩机等一系列新型设备。在转载方面出现了浮放道岔、棍框调车器、胶带转载机等，胶带转载与运输在最近的几年中得到了较为广泛的应用。运输还是1T矿车为主，部分矿山的大巷有1.5T的矿车，一些矿山已经有装备2.0T的设想。,2021/2/6,49,6.支护技术,锚喷支护技术的应用、推广和发展50年代末至70年代初为我国锚喷支护的试验探索期，70年代中后期光爆锚喷技术成为煤矿井巷支护技术的发展方向和国家计委重点推广的新技术。80年代之后，光爆锚喷技术得到了巩固和提高，应用范围不断扩大，从岩巷到半煤岩巷、煤巷，从小断面巷道到大断面硐室、交叉点、码头门，从平巷、斜巷到立井，从一般条件发展到底鼓、冒顶、构造带等复杂条件，从静压巷道到动压巷道。支护结构从锚、喷、锚喷，发展到了锚网、锚网喷、锚网喷加锚索。,2021/2/6,50,锚杆支护机械的发展锚喷支护在岩巷掘进中占有极为重要的地位，高效快速的锚喷支护对岩巷快速掘进非常重要，锚喷支护机械化水平的提高对提高锚喷效率、保证锚喷质量、减轻工人劳动强度和改善工作条件等起着十分重要作用。40年代，国外在锚杆支护施工中采用普通凿岩机械钻凿锚杆孔，人工安装锚杆，用扳手拧紧螺母。到50年代初，美国、瑞典等西方国家已广泛应用伸缩式气动凿岩机钻凿顶板锚杆孔，同时，美国已研制成功钻车式锚杆钻机并在支护工程中推广使用。,2021/2/6,51,50年代末，随着锚杆支护理论及设计方法的不断完善，英国等国家率先将锚杆支护技术应用于煤矿巷道支护。为适应煤矿巷道断面积较小的特点，英国、波兰等国研制开发了单体电动回转式、单体液压回转式锚杆钻机。70年代，为适应大断面巷道锚杆支护快速施工，美国英格索兰、法国赛克马、瑞典阿特拉斯等凿岩设备公司陆续推出了功能全、机械化程度高的台车式锚杆钻装机，该类钻机既能钻锚杆孔，又能安装锚杆，基本实现了锚杆孔施工、锚杆安装的机械化。,2021/2/6,52,2021/2/6,53,80年代至90年代，澳大利亚克莱姆公司、阿明科公司、法福来公司、眼镜王蛇采矿设备公司轻型支腿式气动锚杆钻机研制成功并在澳大利亚、英国、中国、波兰、印度等国的煤矿得到广泛应用，这类锚杆钻机切削岩石的动力采用齿轮式风马达或柱塞式风马达，推进支腿用高强度玻璃纤维和炭素纤维缠绕而成。具有动力单一（压气）、重量轻（4050kg），输出转矩大的特点，不仅可以钻锚杆、锚索孔，还可以搅拌树脂，拧紧螺母，是当前世界单体锚杆钻机的主要机型。,2021/2/6,54,90年代，当澳大利亚各大采矿设备公司推出轻型单体锚杆钻机的同时，美国的杰弗里公司、乔伊公司、英国的安德森公司、奥地利的奥钢铁公司等又相继研制了与连续式掘进机相配套的机载式锚杆钻装机，实现了掘进和锚杆支护的平行作业。新一代的锚杆钻装机不仅采用了新设计、新材料、新工艺，而且应用了计算机控制技术，使锚杆施工实现了高度的机械化、智能化，锚杆钻机的性能更先进，使用更方便，施工更安全。,2021/2/6,55,MRHS220M掘进机及机载锚杆钻机1截割臂；2边帮锚杆钻机；3顶板锚杆钻机；4转载机,2021/2/6,56,LH1300掘进机及机载锚杆钻机1截割臂；2机载锚杆钻机；3S220M掘进机,70年代之前我国专用锚杆钻机很少，大多使用凿岩机来打锚杆孔。“八五”、“九五”期间，针对一般凿岩机不能打顶部锚杆孔问题，浙江衢州煤机厂研制了7665MZ双级气腿式凿岩机，该系列钻机不仅实现全方位钻孔，同时，突破了凿岩机只能反转的惯例，实现了可以正转，配以附具可以搅拌和安装树脂锚杆。该机不仅可用于岩巷锚杆施工，也可用于煤巷锚杆施工，实现了巷道掘进支护作业机具单一化。,2021/2/6,57,70年代初，我国煤矿814m2的岩巷砂浆锚杆使用率达到40，1974年1976年，煤科总院北京建井研究所研制了我国第一台能安装砂浆锚杆的锚杆钻车MGJ-1型（见下图）。该钻车既能钻锚杆孔，又能安装砂桨锚杆。,2021/2/6,58,1980年，煤科总院南京研究所在引进、消化瑞典阿里马克公司生产的BV系列钻机的基础上，研制了适于4.78m2巷道的YMJ-1型小断面岩巷锚杆钻车（见左图）。该机采用YGP－28型风动凿岩机钻孔，与铲斗式装岩机配套使用，紧跟迎头钻全方位锚杆孔。,2021/2/6,59,1982年1983年，浙江温州煤机厂研制了适于4.78m2巷道使用的YM-26型液压锚杆钻车。MGJ-1型、CGM40型（MGJ-1改进型）、YMJ-1型、YM-26型锚杆钻机具有钻孔速度快、机械化水平较高、操作安全、可靠等特点，但体积较大，主要用于岩巷锚杆施工并与铲斗式装岩机或侧卸式装岩机配套使用。1983年以后，我国煤矿掘进巷道装岩配套设备大力推广使用耙斗装岩机，台车式钻机无法进入掘进工作面作业，使台车式锚杆钻机的使用受到了限制。,2021/2/6,60,80年代初，随着锚喷支护技术的不断成熟，特别是快凝水泥锚固剂、树脂锚固剂的研制成功及推广应用，为煤巷锚杆支护技术的推广提供了条件。但当时真正用于钻凿煤巷顶板、边帮锚杆孔的钻机仍为空白。研制适应于煤巷锚杆支护的钻孔机具成为当时攻关的重点。19821984年，煤科院南京所与苏州煤矿机械厂研制了我国第一代MZ－Ⅰ型、MZ－Ⅱ型单体导轨式液压锚杆钻机。1987年，煤科院上海分院在MZ－Ⅱ型基础上研制了MZ－Ⅲ型。,2021/2/6,61,为实现单体液压锚杆钻机轻型化，1985年至今，煤科总院南京研究所、江苏建湖县工矿机械厂、江苏江阴市矿山器材厂、石家庄中煤支护装备厂、河北正定煤机厂又相继推出了QYM型、MYT100型、MYT115型支腿式液压锚杆钻机。1989年1998年，煤科总院南京研究所在研制单体液压锚杆钻机的同时，又相继开发了HMD15、HMD22、SDZ22、MDT3F型系列电动锚杆钻机及ZDR20型软岩电动锚杆钻机，煤科院上海分院研制了MDS-3型电动锚杆钻机。电动锚杆钻机动力,2021/2/6,62,单一、效率高、无污染。液压锚杆钻机转矩大、转速和转矩可调，机械特性好。单体液压锚杆钻机、单体电动锚杆钻机的研制成功，为煤巷锚杆支护技术的推广发挥了积极作用。80年代初，澳大利亚气动单体回转式锚杆钻机研制成功并开始在澳大利亚、英国煤矿广为应用。1986年，原煤炭部从澳大利亚阿明科（ALMINCO）公司、阿特拉斯分公司引进FMC系列（齿轮式气马达）、ZQM、M10系列（叶片式气马达）三种型号的气动锚杆钻机并定点石家庄煤机厂、华东机械厂、浙江衢州煤机厂仿制并国产化。由于,2021/2/6,63,性能及可靠性等方面存在一些问题，加之当时煤矿煤巷无压风管路，致使该产品到1995年也未得到推广应用。1995年，原煤炭部将推广煤巷锚网支护技术列为“九五”煤炭工业科技攻关的重点。据统计，1996年1998年，国有重点煤矿分别从澳大利亚克莱姆公司、法福来公司、阿明科公司、眼镜王蛇公司引进齿轮式、柱塞式气动锚杆钻机1000多台，且取得良好的使用效果。但澳大利亚气动锚杆钻机价格高（67万元/台），且零部件供应不及,2021/2/6,64,时，影响了钻机的正常使用。1998年以来，我国煤矿科研院所与江阴市矿山器材厂、石家庄中煤支护装备厂、石家庄煤机厂、圣奥支护设备有限公司合作，在吸收国外先进技术的基础上，研究开发了MQT-50、MQT-55、MQT-70、MQT-85、MQT-90、MQT-110、MQT-120系列气动顶板锚杆锚索钻机，MQB-45、MQB-35、MQ-50系列帮锚杆钻机，现国产钻机年产已达7000多台，基本满足国内市场的需求，其价格仅为国外钻机的1/3，性能达到90年代国际水平，澳大利亚产品也相,2021/2/6,65,继退出中国市场。国产系列气动锚杆钻机的批量生产，促进了我国煤矿煤巷锚网支护技术的跨越式发展。“七五”以来，国有重点煤矿综掘机械化水平不断提高，但采用锚杆支护的综掘巷道月进尺始终在300m左右。其原因是采用锚网支护的综掘巷道大都是用单体气动或单体液压锚杆钻机与掘进机配套，这种配套方法机械化程度低、劳动强度大、安全性差、速度慢。“八五”以来，煤科院上海分院、煤科院南京所都进行了掘进机机载式锚,2021/2/6,66,杆钻机的研究、试验，取得了部分成果，积累了不少经验，但由于多方面的因素，至今仍未得到良好的推广应用。总之，40多年来我国锚杆钻机从无到有，从单一品种到多品种，从单一动力到多种动力，基本形成了具有我国特色的锚杆钻机系列产品。回顾我国锚杆钻机产品的发展历程，有以下特点（1）锚杆钻机研发是与锚杆支护技术同步发展的。（2）锚杆钻机大部分是在引进、消化、吸收国外技术的基础上研制成功的。在技术含量、新材料应用、加工工艺、可靠性等方面与国外同类产品还有一定差距。（3）国产单体锚杆钻机的发展速度较快，台车型、机载型、掘锚一体化机组发展较慢。,2021/2/6,67,混凝土喷射机发展1907年，美国科学家卡尔阿克明发明了世界上第一台单罐式混凝土喷射机，1915年，美国SW特勃罗尔设计了第一台双罐式砼喷射机。50年代，瑞士阿里瓦（Aliva）公司研制了世界上第一台直筒转子式干式混凝土喷射机。60年代，美国里德公司发明了“U”型料腔转子式干式喷射机。随着喷射混凝土技术的发展，为从根本上降低干式喷射、潮式喷射时的粉尘和回弹，提高喷射混凝土质量，70年代，美国的理德公司、艾姆科公司、瑞士阿里瓦公司、德国USI公司、瑞典斯特比雷托公司、日本三井三池公司开始研制湿式喷射,2021/2/6,68,机，有活塞泵式、螺杆泵式、挤压泵式等型式。80年代，国外已逐渐淘汰干式、潮式喷射机，开始推广应用各种型式的湿式混凝土喷射机。特别是90年代，国外大量推广应用集上料、搅拌、输送、速凝剂钢纤维自动添加、机械手喷射功能为一体的混凝土喷射机组。国外混凝土喷射机经历了近百年的发展，已从结构简单、功能单一、喷射质量差的罐式喷射机发展为具有上料、配料、搅拌、外加剂添加与输送、喷射为一体，具有智能控制水平的湿式混凝土喷射机组。,2021/2/6,69,40多年来，我国在引进消化的基础上，先后开发研制了四大类10多种结构形式的混凝土喷射机。1965年我国研制出第一台喷浆机冶建65双罐式喷浆机（比美国晚了58年）。后来又引进瑞士阿里瓦公司的Aliva-300型转子式干喷机，进而研制成功转子Ⅰ型（直通式）干喷机。7080年代，引进美国里德公司转子（上出料）喷射机，进而研制成功转子Ⅱ型（U形料腔）干喷机及转子Ⅳ型干喷机。二十世纪80年代90年代，我国煤炭、冶金及地下工程巷道大力推广光爆锚喷支护技术。同时，将降低粉尘、减少回弹、提高喷射混凝土强度列为“七五”,2021/2/6,70,科技攻关项目之一。“七五”至“八五”期间，我国研制开发了多种型号的潮喷机、湿喷机。1989年煤科院南京所开发成功了第一台潮喷机HPC-V型喷射机，及防粘结的U型料腔；1981年1992年南京所研制成功挤压泵式湿式混凝土喷射机，1992年河南煤研所研制成功PZ-5型（直通式）潮喷机，“九五”期间，成都岩峰公司研制成功TK-961型转子式湿式混凝土喷射机，2002年南京所开发成功了HPC-Ⅵ型潮喷机。,2021/2/6,71,喷射混凝土的作用（1）充填作用（2）封闭、隔绝作用（3）永久支撑作用，按照抗冲切破坏设计。由于以下原因，在锚（网）喷支护设计中一般不考虑混凝土的支撑作用在钻眼爆破法施工中，喷射混凝土还会受到爆破的损伤。,2021/2/6,72,改变现有的支护工艺打眼放炮喷浆打锚杆、挂网打眼放炮打锚杆、挂网打眼放炮打锚杆、挂网打眼放炮打锚杆挂网喷浆,2021/2/6,73,,,,,,,7.施工组织与管理,目前我国煤矿巷道掘进大多采用三八制或四六制作业方式，施工队伍的专业性很强，但实际上，我们很多开掘队只有一个工作面，能够平行作业的空间和时间都很小，无法进行流水施工，常常下一个班来上班时要等上一个班把工作做完。所以，开掘工作不能把工种分得过细，不要再设专业班组，而应是综合班组，任何一个班工作赶到哪里都行，下一个班随时可以接替但这样做一定要有一个较为完善的打分制度，区队长要根据实际情况对各工种进行很细的划分，确定各合理的分值。,2021/2/6,74,8.我国岩巷单进稳步提高,根据大量的资料统计，我国上世纪80年代国有煤矿岩巷月单进一直徘徊于60m左右，90年代70m左右，进入本世纪以来，基本达到了80m的水平，部分优秀队伍超过了百米。西山煤电试验前平均月进尺7090m，20052006试验后达到了120150m。,2021/2/6,75,9.结语,钻爆法岩巷掘进包括钻眼爆破、装岩运输、巷道支护三大工序。要实现安全快速施工，钻眼爆破是关键，装岩运输是瓶颈，安全支护是保障。岩巷快速掘进是设备、技术、管理的综合体。设备要配套，技术要先进，管理要到位。全断面掘进机掘进可能会成为煤矿岩巷掘进不很遥远的发展方向。,2021/2/6,76,