煤層巷道培訓教案-中國礦業大學
煤層巷道是指直接為生產服務的各類巷道，如采區車場、采區上下山、順槽和開切眼等。這些巷道中既有煤巷，也有煤－岩巷；有平巷，也有斜巷。煤層巷道工程約占新建礦井井巷工程量的40％以上，而開拓時間又約占整個礦井工期的30～40％。對於生產礦井，煤層巷道工程量的比重更大，要占80％以上。從國內外礦井開拓係統的改進趨勢來看，隨著高產高效采煤機械在我國煤礦生產中的使用，井下巷道布置發生了根本性的變化，從過去單純追求巷道工程量少，向多開煤巷、少開岩巷方向轉變。如我國設計年產400萬噸的礦井－兗州礦區濟寧二號井，就采用全煤巷開拓布置。因此，不論新建礦井，還是生產礦井，合理的安排和選擇煤層巷道施工順序和施工方法，對加快煤層巷道掘進速度、縮短施工工期都是十分重要的。
第一節 概述
一、煤層巷道施工的特點
煤層巷道與井底車場巷道、硐室及主要運輸大巷等施工條件相比，具有以下特點：
1．煤層巷道一般都是沿煤層或在煤層附近的岩層內掘進，因此經常受到瓦斯的威脅。為了預防事故，確保安全，必須加強瓦斯檢查，並采取相應的措施。此外，還要特別注意探水，防止靠近煤層淺部老窯、采空區積水造成的危害。
2．煤層巷道所穿過的煤層或岩層一般強度較小，掘進較容易，多采用掘進機掘進，但穩定性較差，而且大多數煤層巷道都受到采場動壓的影響。因此，在施工時，不但要管理好頂板，還要根據巷道服務年限短、地壓大且不穩定的特點，合理選擇支護方式。
3．煤層巷道的施工地點，一般遠離井底車場，工作麵多且分散，工程量大。因此，通風和運輸工作比較複雜。
4．由於煤層褶皺起伏且有各種斷層存在，因此，在施工時，必須根據生產、使用要求及安全的原則，正確地進行巷道定向工作，使巷道位置適當，避免無效進尺。
5．由於破碎煤比較容易，因此裝煤的工作量相對占循環作業時間就較長。實現裝煤機械化，不但能減輕工人勞動強度、提高生產率，而且可加快巷道掘進速度。
二、煤層巷道的掘進順序
由於煤層巷道掘進工程量大，工作麵多且分散，為了縮短煤層巷道施工期限，必須合理地安排這些巷道的施工順序，一般應遵守以下原則：
1．采區巷道掘進的先後，應根據巷道的用途、支護方式以及通風、運輸等各種因素來確定。在保證重點工程的前提下，隻要運輸、提升、通風、排水等條件許可，應開展多工作麵施工。
2．采區巷道施工，應先掘進上山，這樣做有利於展開多工作麵施工。
3．對於區段運輸巷道，則應先掘進區段中間軌道巷。因為區段中間軌道巷一般是沿煤層走向掘進，這樣可以探清煤層變化情況，為區段輸送機巷確定方向，當上山掘進到中部車場位置時，即可開始掘進區段巷道。但當采區地質情況不清，有可能因為有地質構造影響區段巷道位置時，最好等上山巷道全部掘完或掘過一部分後再掘，以免使區段巷道布置不合理。
4．當設計有兩翼風井且風井可提前開工時，可由風井負擔全部或部分采區巷道開拓任務，此時上山可由上向下掘進，必要時也可上下對頭掘進，提前貫通上山，改善采區巷道施工時的通風及運輸工作。
三、我國煤層巷道掘進現狀
煤層巷道掘進的施工方法有：鑽眼爆破法、掘進機法、風鎬法或水力掘進法。目前我國煤層巷道的施工方法，使用掘進機掘進已比較普遍，鑽眼爆破法逐漸減少，風鎬法或水力掘進法使用不多。綜掘是高產高效礦井回采巷道掘進的主要方法。我國已研製開發和引進使用了近20種懸臂式掘進機，綜合機械化掘進程度逐步提高。近年來，我國成功地開發和推廣使用了煤巷錨杆支護技術，使巷道圍岩地質力學性能測試技術、煤巷錨杆支護設計技術、施工機具、支護材料均得到快速發展。煤巷機械化掘進和支護技術為我國高產高效礦井建設提供了必不可少的技術支撐。同時，隨著綜采生產技術的發展，百萬噸綜采工作麵屢見不鮮，並已出現年產1000萬t以上的全自動化綜采工作麵，使年消耗回采巷道量大幅增加，從而使煤巷掘進與支護正在成為煤礦高效安全集約化生產的技術瓶頸，是當前煤炭工業亟需研究開發的關鍵性技術。
就煤巷、煤－岩巷道而言，掘進機法掘進又可分為兩類：一類是采用綜掘設備組成的綜掘生產線；另一類是采用連續式采煤機組成的采掘生產線。國產綜掘設備的代表機組有S100、AM50、ELMB55型等，2000年我國創水平的16個綜掘隊均采用這三種型號機組，並創造了年平均進尺8508m，最高達到15342m的好成績。第二類采掘生產線主要是引進國外的連續采煤機，90年代引進的10餘台連續采煤機在神華東區、黃陵以及兗州礦區的礦井中達到了良好的發揮，其中在神華東區的9個創水平掘進隊的年平均進尺達到了13799m，最高達到22324m。
盡管如此，我國煤礦煤巷、半煤巷綜掘平均進度仍然不高，這固然與各煤礦的地質條件、技術管理水平的差異有關，但掘進設備本身沒有與現在的巷道支護技術相適應，也是一個重要的原因。煤層的賦存條件由於成煤環境不同而異，巷道的頂板條件也是千差萬別，為掘進巷道提供及時支護、將掘進與支護作業有機結合在一起就成為提高綜合條件下巷道掘進成巷速度的關鍵，采掘錨、掘錨一體化快速掘進成巷技術及設備因此得到了發展。
第二節 煤巷掘進
沿煤層掘進的巷道，在掘進斷麵中，若煤層占4/5（包括4/5在內），就稱它為煤巷。據統計，全煤巷掘進量占生產礦井掘進總量的80%以上。2001年原國有重點煤礦掘進總進尺高達5045km，其中煤巷約4480km，占88.9%。全國256個綜采工作麵年耗回采巷道820km，其中綜掘總進尺達650km。因此，全煤巷掘進是礦井掘進的重要組成部分。
一、鑽眼爆破法掘進煤巷
鑽眼爆破法掘進煤巷具有靈活、方便、成本低廉，適應性強、可掘任何形狀、長短的巷道等優點。另外，鑽眼爆破法掘進煤巷的潛力還很大，組織好炮掘巷道的快速施工，對於保持礦井正常的采掘關係，維持礦井的穩產、高產具有重要意義。
對於鑽眼爆破法而言，由於掘進中破碎煤比較容易，裝煤工作量相對占掘進循環作業時間較長。因此，應盡力解決裝煤機械化問題，以減輕工人體力勞動強度，提高勞動效率，加快煤巷掘進速度。
1．爆破方法
炮眼布置方法與岩巷基本相同，多數情況采用楔形掏槽和錐形掏槽。為了防止崩倒支架，多將掏槽眼布置在工作麵的中下部。當煤巷掘進斷麵內有一層較軟的煤帶時，掏槽眼應布置在軟煤帶中，可用扇形或半楔形掏槽。若炮眼較深，則可用複式掏槽。如圖10－1所示。
煤巷掘進炮眼深度一般為1.5～2.5m。炮眼深度與圍岩性質、鑽眼機具以及施工工藝所能達到的速度、支護與裝運能力有關。在現場施工中，某礦分別試驗了眼深為2.0m、2.5m、3.0m爆破與掘進速度的關係結果見表10－1。現場試驗結果表明，采用2.5m中深孔爆破時，既實現了小班正規循環，且掘進速度快。
圖10－1 煤巷掘進的掏槽方式
（a）扇形掏槽；（b）半楔形掏槽；（c）複式掏槽
表10－1 炮眼深度與掘進速度的關係
眼 深
m 眼 數
個 鑽眼時間 爆破總時間 每循環支護時間 每循環裝運時間 循環進尺
m 小班循環次數 小班進度
m
min
2.0 33 43 93 64 54 1.8 2.3 4.0
2.5 33 52 108 72 60 2.3 2.0 4.6
3.0 33 92 158 90 72 2.7 1.5 4.05
在煤巷施工中，同樣要推廣光麵爆破和毫秒爆破。在瓦斯煤層中，毫秒雷管的總延期時間不得超過130ms。
由於煤層較鬆軟，為達到光麵爆破的要求，布置周邊眼時要考慮巷道頂、幫由於爆破作用而產生的鬆動範圍。鬆動範圍的厚度與煤層的性質有關，一般硬煤為150～200mm，中硬煤為200～250mm，軟煤為250～400mm。因此周邊眼要與頂幫輪廓線保持適當距離，並適當減少其裝藥量，以免發生超挖現象。
當在“三軟”煤層（頂板、底板、煤層強度較小）、複合頂板和再生頂板煤層中掘進巷道時，可推廣在岩巷掘進中使用的“三小”（小直徑鑽孔、小直徑藥卷和小直徑鑽杆）鑽爆新工藝，以提高掘進效率和維護好頂板。因為目前普遍采用的φ38～40mm鑽杆，φ40～43mm鑽頭，φ32～35mm煤礦許用炸藥，裝藥量相當集中，炸藥爆炸能量集中釋放，不利於保證軟弱頂板的穩定性。例如淮北礦業集團石台煤礦在複合頂板和再生頂板中使用φ32mm的小直徑鑽頭、φ27mm的藥卷進行煤巷鑽爆掘進，不僅炸藥消耗量節約25%，而且有效控製了頂板的破碎，巷道成型規則，節約了支護材料，提高了掘進速度。
2．裝煤方法
我國煤巷掘進可采用多種裝煤機械，其中以ZMZ－17型裝煤機使用得較多，其外形如圖10－2所示。該機適用於斷麵在8m2以上、淨高1.6m以上的煤巷及傾角小於10°的上、下山。它由蟹爪、可彎曲的刮板輸送機及行走部組成。生產能力為50t/h，履帶行走速度為17.5m/min，其尾部刮板輸送機部分可左右回轉45°，整機重4010kg。
在煤巷和煤－岩巷斷麵能滿足裝載要求時，同樣也可以采用耙鬥裝載機進行裝載。如ZYP－345型煤巷裝運機，可將煤巷掘進中的裝煤、運煤和進料三大工序統一起來實現機械化，用於坡度5°以下、彎曲25°以內的各種巷道斷麵中，並在掘進中可裝半煤岩或全岩。
為滿足小斷麵煤巷裝車需要，各礦可自製一些小型裝煤轉載機械，它不但能減輕工人體力勞動強度，而且能比人工裝車效率提高幾倍。
二、掘進機掘進煤巷
傳統的煤巷掘進方是鑽眼爆破法，這種方法有不少的缺點。例如施工工序多，勞動強度大，效率低，月進尺隻在2000m左右。它和傳統的炮采工作麵日產300t、月推進度約50m、消耗準備巷道約200m的情況基本相適應。但隨著回采機械化的發展，普采、高檔普采、綜采工作麵和高產高效放頂煤工作麵的不斷出現，回采工作麵日產量由300t上升到5000～10000t，最大日產量有的甚至達到了30000t，工作麵月推進達100～300m，準備巷道的月消耗最大可達1200m左右，傳統的鑽眼爆破法掘進煤巷已遠遠不能適應礦井生產銜接的需要。
綜掘是高產高效礦井回采巷道掘進的主要方法。隨著綜采技術的發展，如何提高綜掘水平，跟上綜采發展速度，以適應我國煤炭企業技術進步的要求已越來越為人們所重視。目前，國外各主要產煤國采用掘進機掘進的巷道占采準巷道的50%以上，而我國巷道的綜掘水平仍然很低，始終維持在15%左右的水平。因此，大力發展綜掘技術，快速高效掘進地準備巷道對煤礦實現高產高效生產有重要的意義。表10－2為1985年至1999年我國煤礦巷道掘進進尺及綜掘設備使用情況。
表10－2 1985年至1999年我國煤礦巷道掘進進尺及綜掘設備使用情況
1．煤巷掘進機
煤巷掘進機可分為兩類：一類是歐洲國家普遍使用的懸臂式掘進機，它適應範圍廣，但掘進、支護不能平行作業，掘進效率低，開機率低；另一類是以美國和澳大利亞為代表的連續采煤機和掘錨機組，兩者均可實現煤巷的快速掘進，開機率較高，掘進效率高。我國目前仍以懸臂式掘進機單巷掘進為主。按工作機構破落煤岩的方式不同，懸臂式掘進機分為縱軸式掘進機和橫軸式掘進機兩大類。現在世界上有數千台懸臂式掘進機，其結構型式都屬於這兩類，如圖10－3所示。
我國懸臂式掘進機的研製和應用真正起步於20世紀70年代初，比世界各主要國家晚15～20年。80年代初期，為適應煤礦機械化生產發展的需要，我國采用技貿合作方式引進了當時具有先進技術水平的AM－50型、S－100型懸臂式掘進機；同時，國內通過吸收消化，積極研製開發了適合我國煤層地質條件和礦井生產工藝的綜合機械化掘進設備，已研製生產了20多種型號的掘進機，初步形成了係列產品，對促進我國煤礦機械化掘進技術發展和應用發揮了重要作用。目前，我國生產掘進機的主要廠家有淮南煤機廠、佳木斯煤機廠和南京航天晨光股份有限公司等6家，已形成年產100台的生產能力。
我國現役掘進設備以引進生產的AM－50型、S－100型掘進機為主，同時國內研製開發的ELMB、EBJ係列掘進機也得到廣泛應用，全國已累計生產、裝備超過400台懸臂式掘進機。我國現用煤巷懸臂式掘進機主要技術性能參數詳見表10－3。
（1）ELMB型係列煤巷掘進機
ELMB型係列煤巷掘進機是由煤科院上海分院研究設計、南京航天晨光股份有限公司製造的。ELMB型煤巷掘進機可用來開掘任意斷麵形狀的巷道，該機除截割部采用電機、減速器傳動外，其餘各部均采用液壓傳動。它可以在掘進斷麵5.5m2～8.5m2、坡度不大於12°的煤及煤－岩巷道中工作，適用切割岩石的堅固性係數f＜4（局部f = 5）的煤或岩石。其型號有：ELMB－55、ELMB－75、ELMB－75A、ELMB－75B型，其典型構造如圖10－4所示。ELMB型係列煤巷掘進機與可伸縮的膠帶輸送機（或刮板輸送機）、調度絞車和U型鋼（或工字鋼）金屬支架等設備組成綜掘機械化作業線，在我國煤礦巷道掘進中得到了廣泛應用，先後在峰峰、邯鄲、開灤、平頂山、皖北、淮北等礦務局等多次創造了單孔月進的全國記錄，是國內的主力機型之一。
（2）AM－50和S－100型掘進機
AM－50和S－100型懸臂式掘進機屬於中硬煤層巷道掘進機，設備集切割、裝運和行走為一體，截割功率均為100kW，經濟截割硬度f≤6，截割斷麵積8～18m2，機重約20t。AM－50和S－100 型掘進機單刀切割力較大，能切割較硬的岩石，適應多種地質條件，後配套設備為QZP－160 型轉載機、SSJ－600 型可伸縮帶式輸送機。AM－50和S－100型掘進機實現國產化後已在全國累計推廣200多台，投入使用以來多次突破年進萬米大關。2001年兗州礦業集團興隆莊煤礦綜掘隊采用S－100型掘進機，掘進煤－岩巷道創年進尺15342m的好成績。特別是AM－50型掘進機，是我國目前引進的十幾種機型中使用較好的掘進機之一，適用於我國煤礦一般采準巷道掘進，也適用於綜采半煤岩巷道掘進。AM－50型掘進機采用橫軸式截割機構，轉載機構采用橋式膠帶轉載機，與同類掘進機相比，穩定性好，截割功率大（100kW），其經濟截割硬度f≤5.5～6。開灤礦務局曾在煤－岩巷道中，林西礦使用AM－50型掘進機最高月進尺達1024m，錢家營礦在1987年5月單孔月進尺2201m；原雞西礦務局小恒山礦使用AM－50型掘進機，在f＜6的煤－岩巷道掘進中，日進尺達25m。1987年，煤炭部根據全國各礦務局的使用調查分析，把AM－50型掘進機列入推廣機型之一。
但AM－50型和S－100型懸臂式掘進機均為國外上世紀70年代的產品，設備功率小、機身輕、破岩能力低及電控裝備可靠性差，僅適合在條件較好的煤或煤－岩巷道中使用。
（3）EBJ型係列掘進機
近年來，我國相繼開發了EBJ－200型、EBJ－160型、EBJ－132型、EBJ－120TP型和EBJ－110SH型懸臂式掘進機，從根本上解決了傳統掘進機的技術缺陷，技術性能達到了20世紀末國際先進水平，將逐漸取代傳統的掘進機，並已取得了良好效果。
EBJ－160型重型掘進機是國家“八五”科技攻關重點項目產品。該機采用整體布置合理，具有生產能力大、切割硬度高、調動速度快、工作穩定性好、截齒消耗低等特點，其整機綜合指標達到90年代初國際同類機型先進水平。EBJ－160掘進機後配ES－800 轉載機和SSJ－800/240伸縮帶式輸送機。該機在大同馬脊梁煤礦薄煤層煤－岩巷道掘進施工中，在岩石強度為132MPa、岩石比例占斷麵積46 %的條件下，創造月進尺468 m、年進尺5315m的好成績。
針對AM－50和S－100型掘進機在使用中暴露出的截割能力小、穩定性和工作可靠性較差的問題，我國自行研製開發了EBJ－132型、EBJ－120TP型掘進機。這些新產品具有：機身矮、結構緊湊、可靠性高、操作簡單、維護方便，適合於中等斷麵巷道掘進。目前，EBJ－132型掘進機已推廣應用20多台，EBJ－120TP型掘進機2001年通過煤炭工業協會技術鑒定後，已應用30多台，使用效果良好。
近年來，懸臂式掘進機的發展趨勢為：①切割功率不斷加大，生產能力和切割硬度不斷提高，可切割120MPa的岩石，設計生產能力達到500m3/h以上；②截割、裝載、履帶行走等機構進一步改進，使用範圍進一步拓寬，除應用於煤礦外，已經廣泛應用於地下工程和隧道施工；③采用了微機工況監測監控技術和截割斷麵形狀自動控製技術，自動化性能大幅度提高；④增設了頂板和煤壁錨杆鑽機，實現了掘錨一體化功能。
2．掘進綜合機械化作業線
掘進綜合機械化作業線是指在一條采用掘進機施工的巷道內，除破、裝、運等主要工序機械裝備相互匹配組成作業線外，還將測量定向、通風、除塵、材料運輸、巷道支護、供電等輔助工序的設備與其配套，使施工過程實現全部機械化，並達到最優組合，形成高效率、連續均衡生產的掘進係統，從而得到較高的掘進速度和良好的經濟效益。我國煤礦經過多年實踐，結合國情，根據主要運輸設備的類型，掘進綜合機械化作業線有如下幾種配套方式。
（1）掘進機—刮板輸送機械化作業線
掘進機截割下來的煤（岩）通過裝載機構卸給其下方的刮板輸送機，經過刮板輸送機輸送後再卸載到煤倉或其他運輸設備上，這樣可以保證截割下來的煤能不間斷地連續運出。掘進機向前掘進一段距離後，刮板輸送機在停機支護的時間內接長一段。采用刮板輸送機雖然有頻繁接長刮板輸送機、占用循環時間長、勞動強度大等缺點，但它適用於坡度變化大、掘進長度較短的巷道（運輸距離在400m以內）。
（2）掘進機—膠帶轉載機—刮板機機械化作業線
與前一作業線相比，在掘進機後麵增加一台膠帶轉載機，掘進延長過程中通過可伸縮膠帶的延伸滿足出煤運輸需要，可以減少刮板機的接長次數。由於一般膠帶機頭安裝占用時間較長，因此該作業線適用長距離巷道掘進時采用，一般在運輸距離400米以上時較為適用，目前我國較為廣泛應用。
開灤礦區的範各莊礦，采用MRH－S5D型掘進機，配備SGW－40T型刮板輸送機，在巷道斷麵為8.1～11.7m2的煤巷中，采用U型金屬支架，於1982年10月創造了月進2045m的好成績。
（3）掘進機—膠帶轉載機—可伸縮雙向膠帶輸送機機械化作業線
這種機械化作業線可以實現長距離連續運輸，並減少膠帶伸長次數；生產能力大，基本上可滿足掘進機快速掘進的要求；膠帶輸送機上膠帶運煤時，下膠帶能同時向工作麵運送材料，使上膠帶出煤和下膠帶進料形成一個運輸係統，可簡化輔助運料係統。由於膠帶延長速度快，每延長12m膠帶僅需30min，進行永久支護時可接長膠帶，掘進循環時間短。該作業線在巷道長度大於600m時，其優越性更為明顯，特別在綜采運輸順槽中，膠帶輸送機還可留作回采使用。此作業線的設備布置圖如圖10－5。
開灤礦區錢家營礦002掘進隊，采用AM－50掘進機，配備QZP－160型轉載機SJ－44型可伸縮膠帶運輸機和SGW－40T型刮板輸送機，於1988年5月，在巷道掘進寬度4.58m、掘進高度2.7m的煤－岩巷道中，創造了單孔月進1421m的成績。該掘進隊於1990年5月，在斷麵為10.4m2的煤－岩巷道中，又創造了單孔月進1434m的記錄。
圖10－5 掘進機、膠帶輸送機作業線設備布置圖
1－掘進機；2－轉載機；3－伸縮風筒；4－膠帶機機尾滑道；5－除塵風機；6－可伸縮膠帶輸送機；7－錨杆鑽機
（4）煤巷掘進機－倉式（梭式）列車機械化作業線
該作業線由煤巷掘進機、倉式（梭式）列車和牽引絞車（或防爆機車）等幾部分組成。掘進機截割下來的煤（岩）經裝載機構、膠帶轉載機卸載於倉式（梭式）列車內，然後用絞車或電機車將倉式（梭式）列車拉到卸載地點卸載。
此作業線最大的優點是可將一個截割循環中截落的煤、岩一次運走；其不足之處是采用絞車牽引倉式（梭式）列車靈活性較差，特別是在運距較長的情況下，影響掘進機效能的發揮，在實際生產中最好采用防爆機車牽引。
山西省大同礦區大鬥溝礦，采用美國的12CM11－9BUN型掘進機，配備10SZZ－40BUN型梭車，在斷麵為8.4m2的矩形煤巷中，於1983年9月掘進速度達2160m/月。全隊89人，直接工51人，采用“三八”作業，其工效為1.488m/工，最高日進122.3m。采用上述設備，該礦掘進煤巷的最高月進度曾達到2405.7m。
（4）礦車－電機車作業線
該作業線主要由掘進機、吊掛式膠帶轉載機、礦車及電機車組成。該作業線不能連續轉載，掘進工時利用率低，速度慢，適用於斷麵較小、地壓較大、巷道較短時或小型綜掘工作麵。為提高掘進速度，在條件允許時，應盡量采用長度較大的吊掛式膠帶轉載機，機下容納的礦車數最好能將一個截割循環的煤運走。
封封礦區黃沙礦，采用國產的ELMB型掘進機，配備吊掛式膠帶轉載機、礦車及電機車，在掘進斷麵為6.1～8.12m2的梯形煤巷中，采用工字鋼梯形支架，於1983年9月，掘進速度達到了581.15m。其作業線布置見圖10－6。
圖10－6 掘進機、吊掛式膠帶輸送機、礦車作業線示意圖
l－掘進機；2－吊掛式膠帶輸送機；3－礦車
掘進綜合機械化配套設備中，各種設備相互協調、生產能力達到最憂組合，是實現快速、高效、低耗、取得良好經濟效益的關鍵。掘進機的生產率應與運煤合理匹配，使運煤能力略大於掘進機的切割能力，以充分發揮配套設備的潛力。上述作業線中，膠帶輸送機和掛板輸送機的運煤能力一般是掘進機破煤能力的幾倍，造成了浪費。其原因在於沒有專門與掘進機生產能力匹配的膠帶輸送機和掛板輸送機，因此，設計製造與各種掘進機能力匹配的係列膠帶與鏈板輸送機、專用梭車與礦車，是實現掘進機械化作業線和提高經濟效益的前提。
另外，掘進工作麵的支護時間約占總工時的50％左右，由於支護與掘進機截割不能平行作業，掘進機開機率一般隻有20％～50％。采用先進的支護結構和支護技術，及時、迅速、有效地實現快速支護，並使支護與截割最大限度地平行作業，才能大幅度提高掘進速度。根據我國經驗，如優先選用錨杆支護和裝配式金屬支架，並配備液壓錨杆鑽機和支架機，可望獲得良好效果。為了提高掘進機的開機率應大力研究移動式臨時支架，使永久支護工作與掘進平行進行。
三．輔助運輸
煤巷施工中除了要求及時地將煤送出掘進工作麵外，還需要將大量的材料、設備和人員運往工作麵，稱為輔助運輸工作。隨著綜采工作麵走向長度的加大、單產增加、速度加快，上述作業線的掘進速度雖然能夠滿足綜采的需要，但在巷道寬度受到限製不能使用礦車的情況下，用人工運料，時間長、勞動強度大，限製了掘進機效能的發揮。為了保證綜掘作業線連續均衡地生產，必須解決機械化輔助運輸問題。
（1）雙向伸縮式膠帶輸送機
雙向伸縮式膠帶輸送機是一種新型高效運輸設備，它和普通膠帶輸送機的工作原理完全相同，都是以膠帶作為牽引承載機構的連續運輸設備。不同之處是在於結構上具有伸縮式和雙向運輸的顯著特點。在上膠帶由掘進工作麵向外運煤的同時，利用下部空膠帶向綜掘工作麵運送各種支護材料，而且底膠帶可以實現定位自動裝料和定點自動卸料（如圖10－7 所示），妥善解決了綜掘工作麵支護材料運輸問題。特別是在單軌巷道作業空間窄小的條件下，可節省一套運料係統，大大減輕了工人的勞動強度，加快了巷道的掘進速度。
圖10－7 雙向伸縮式膠帶輸送機運煤和運送材料方式示意圖
根據支架材料種類的不同，可伸縮雙向膠帶輸送機已有SJ係列產品。如SJ－650A和SJ－800A型能向掘進工作麵運送錨杆、棚梁、棚腿等支架材料；SJ－800B型能夠運送U型鋼拱形支架材料。可伸縮膠帶輸送機本身設有貯帶裝置（最大貯帶長度100m），不必因掘進工作麵不斷向前推進而經常接長膠帶，與普通膠帶輸送機相比可減少接帶次數和接帶的輔助時間。雙向伸縮式膠帶輸送機的主要技術特征見表10－4。
雙向伸縮式膠帶輸送機由機頭傳動裝置、貯帶裝置、收放膠帶裝置、自動裝料和自動卸料裝置、機身和機尾等部分組成，見圖10－8。從膠帶輸送機的整體結構來看，該機分為固定部分和非固定部分。機尾部和卸料裝置要隨著掘進工作麵向前推進，機身要不斷接長延伸，需要經常移動；機頭傳動裝置、裝料機構、貯帶裝置等均為固定不動部分。
表10－4 雙向伸縮式膠帶輸送機的主要技術特征
技術特征 SJ－650A SJ－800A SJ－800B
帶寬，mm 650 800 800
帶速，m/s 1.6 2.0 0.8/1.6
運量 上膠帶，t/h
下膠帶，件/h 100
120 400
120 200
120
運距 上膠帶，m
下膠帶，m 1000
920 800
720 1000
920
電動機 功率，kW
電壓，V 40
380/660 2×40
380/660 2×40
380/660
貯帶長度，m 20（100） 20（100） 20（100）
機尾達接長度，m 12 12 12
機頭部外形尺寸，長×寬×高，mm 3210×1350×1776 4000×1443×1961
總重，t 68 55
備注 梯形巷道中運送工字鋼等材料 拱形巷道中運送U型鋼支架等
圖10－8 可伸縮雙向膠帶輸送機主要組成部分
1－機頭傳動裝置；2－貯帶倉；3－拉緊鋼絲繩；4－收放膠帶裝置；5－機身；6－機尾；
7－貯帶倉固定滾筒組；8－拉緊絞車；9－拉緊滑輪組；10－活動滾筒車；11－貯帶倉中間支承車
伸縮式膠帶輸送機其膠帶伸縮是通過活動滾筒車的前後移動來實現的。當活動滾筒車向機頭方向移動時，膠帶放出，機身伸長。活動滾筒車向機尾方向移動時，膠帶貯入，機身縮短。活動滾筒車通過安裝在貯帶倉後部的拉緊絞車由鋼絲繩牽引而往返運行。
雙向伸縮式膠帶輸送機是綜掘工作比較理想的先進配套設備，它具有生產能力大、安全可靠、使用方便、掘進與生產兩用等優點。此外，對鋪設有軌道的大斷麵膠帶運輸巷道，也可采用單向可伸縮膠帶輸送機（隻能運煤、不能運物料）作為後配套的主要運輸設備。
（2）單軌吊車
為了解決小斷麵長巷道綜掘工作麵快速掘進的輔助運輸問題，我國煤炭科研單位和施工現場研製和使用了各種單軌吊車。
單軌吊車是借助懸吊在巷道頂部的吊軌作為軌道進行材料、設備和人員運輸的係統，有鋼絲繩牽引、柴油機車牽引和蓄電池機車牽引三種牽引方式。國內生產的單軌吊車最大爬坡為18°，運輸運距一般為1000～2000m，最大可達3000m；運行速度為：運人為1.5~2m/s，運料和設備為2～2.5m/s，有時高達4.5m/s。單軌吊車的軌道是一種特殊的工字鋼，工字鋼軌道懸吊在巷道支架上或砌镟梁、錨杆及預埋鏈上。
XTD－7型防爆特殊型蓄電池單軌吊是適用於各級瓦斯礦井，可單獨或與其它機械配套用於各類掘進巷道和采麵的材料、機電設備的安裝、拆卸和運輸。對中小型斷麵巷道具有較好的通過性，特別是用在通風不良的獨頭掘進巷道中，不會增加巷道的空氣汙染和噪音。在中等堅硬頂板條件下，無需對巷道支架進行特殊加固。單軌吊主要由控製室、驅動車、緊急製動車、電源車、物料車、懸掛軌道、懸掛裝置和燈等部件組成，見圖10－9。
圖10－9 XTD－7防爆特殊型蓄電池單軌吊車運輸係統示意圖
l－控製室；2－驅動車；3－緊急製動車；4－電源車；5－物料車；6－懸掛軌道；7－懸掛裝置；8－照明燈
四、煤巷支護
煤巷支護的特點是：支護服務年限較短；因圍岩較鬆軟，並且受采動影響，地壓較大，因此要求支護具有較好的可縮性；要求原材料比較便宜，施工和維修比較容易。目前我國采區巷道的斷麵形狀仍以梯形為主，少量為拱形。采區巷道多數采用金屬支架支護，比較受歡迎的是U型金屬可縮性支架，如圖10－10所示，它在不受嚴重采動影響時，基本不用維護，可以回收複用，因此不少礦區采用。梯形金屬支架用18～24kg/m鋼軌、16～20號工字鋼或礦用工字鋼製作，由兩腿一梁構成，其常用的梁、腿連接方式如圖10－11所示。型鋼棚腿下焊一塊鋼板，是防止它陷入巷道底板。其他如木支架、鋼筋混凝土支架等已被淘汰。
目前,以錨杆支護為主的“錨梁網”、“錨帶網”或“錨帶網－錨索”支護也逐漸得到普及，與金屬支架支護相比，錨杆支護顯著提高了巷道支護效果，降低了巷道支護成本，減輕了工人勞動強度；同時，錨杆支護簡化了采煤工作麵端頭支護和超前支護工藝，改善了作業環境，保證了安全生產，為采煤工作麵的快速推進、實現高產高效創造了良好條件。
我國煤巷錨杆支護技術發展大體上經曆了四個階段：
圖10－11 梯形金屬支架
第一階段為80年代中後期的起步階段，主要進行一些基礎性的研究和試驗，煤巷錨杆支護的應用主要集中在少數幾個礦區，如徐州、新汶、淮南、西山等。
第二階段為1991～1995年的攻關階段，煤巷錨杆支護技術作為國家“八五”期間的重點項目進行攻關，無論是課題的數量、研究內容的深度和廣度，還是現場試驗推廣的麵積，都明顯大於第一階段，取得了一大批科研成果，錨杆支護應用範圍明顯擴大。
第三階段為1996～1997年的引進和消化階段，引進國外技術，推動我國煤巷錨杆支護技術的發展和提高。在引進、吸收和消化的基礎上，結合我國具體情況，集中現場、科研院所及大專院校等多方麵的優勢，經過兩年大規模研究和試驗，初步形成了適合我國煤礦條件的煤巷錨杆支護成套技術。
第四階段為1998年至今的推廣和提高階段，國內各大礦區廣泛推廣應用，取得了顯著的技術經濟效益。煤巷錨杆支護的比例已達到37%以上，有些礦區，如：兗州、邢台等，煤巷錨杆支護率達95%以上，全國每年約有260km的煤巷采用錨杆支護。
目前，煤巷錨杆支護技術已在國內外得到普遍應用，是煤礦實現高產高效生產必不可缺少的配套技術。但與世界先進國家相比，需要在以下幾方麵加強工作。
（1）加緊製定錨杆支護技術規範。
隨著錨杆支護技術的推廣和成熟，原有的《煤炭工業錨噴支護施工技術規範》、《煤炭工業錨噴支護設計規範》逐漸失去了指導現場設計和施工的現實意義，已不能適應當今錨杆支護技術應用和發展的需要，越來越需要一部適合全行業的“錨杆支護技術規範”。
（2）進一步建立、完善和普及煤巷錨杆支護設計理論。
亟待研究國內外錨杆支護理論的科學性和適用性，擺脫目前仍以工程類比法為主進行支護設計的局麵，去偽存真，建立和完善我國的煤巷錨杆支護設計理論。
（3）規範錨杆材料生產。
現在錨杆支護材料生產廠家多，規模小，技術水平低，產品質量良莠不齊。應該借鑒國外經驗，搞集約化規模生產，以保證質量，降低成本。
（4）加強錨杆支護工程監測。
在日常生產中，一些必要的監測工作沒有很好開展，使其應有的作用沒有得到很好的發揮。因此，進行必要的強製約束，進一步加強這方麵的工作，以保證安全生產。
（5）完善和發展錨杆機具。
目前，錨杆鑽機具存在的主要問題是：鑽機質量不夠高，缺乏大功率錨索鑽機和實用的錨杆安裝機具，鑽頭、鑽杆質量也需進一步提高。
第三節 煤巷快速掘進成巷技術
一、掘錨一體化快速掘進成巷技術
就國產懸臂式掘進機而言，單機技術已接近國際先進水平。但無論是引進還是國產設備，一旦進入掘進循環係統，均難以達到快速掘進的要求，采掘比例失調現象仍很嚴重。這除了掘進機本身可靠性的影響外，主要配套環節包括支護、轉載、運輸、供電、供排水、通風、通訊、安全等，是掘進速度受到製約的關鍵因素。據測算，在一個循環中支護時間占總時間的50%～60%，切割占20%～30%，係統的故障影響占10%～15%。如能解決支護與切割的同步或交叉同步作業，就可大大提高單位時間內的掘進速度。
科研單位和生產廠家曾多次嚐試，在懸臂式掘進機上安裝單體錨杆鑽機。為避免懸臂式掘進機升降臂的運動與錨杆鑽機幹涉，錨杆鑽機隻能安裝在升降臂後部，造成的實際空頂距較大。除神華、大同地質條件較好以及個別煤礦空頂距可達10m外，我國其它礦區頂板條件較差，采用懸臂式掘進機機載錨杆支護很難滿足作業規程的要求，為確保及時支護，隻能停機作業。由於掘進與支護無法平行作業，按目前的配套形式，無論采取錨杆支護還是架棚支護，即使後配套都很正常，每掘進一循環（按1m計），約需時55～75min。按目前“四六”製作業方式，每天的極限掘進量是18～22m，按每月25個工作日計，最高月進450～550m。隨著高效集約化礦井建設的發展，這一掘進速度難以滿足要求。解決的唯一途徑就是自主開發能完成掘錨平行作業的設備—掘錨機組，以滿足高效集約化采煤技術的配套要求。煤炭科學研究總院南京研究所研製的JMZ型掘錨機組如圖10－14所示。
掘錨機組可節省移動和裝鑽機的時間，掘進速度可提高50%至100 %，國外普遍認為掘錨機組之所以能被有效使用的一個重要原因在於頂板及時支護，安全可靠。通過對掘錨機組掘進係統進行選型和配套，形成高效掘錨一體化作業線，可使每一循環作業的時間減少25～45min，即每30min一個循環，生產效率將大大提高，達到每天掘進進尺40m，最高月進1000m，年進尺約10000m的目標，滿足高效集約化礦井綜采工作麵的巷道掘進要求。
掘錨機組的工作原理是：掘錨機組截割部在上下擺動切割煤岩的同時，裝運機構將破落的煤岩通過星輪和刮板運輸係統運至後配套運輸設備，機載除塵裝置處於長時工作狀態，與此同時，掘錨機組上的機載錨杆鑽機進行鑽孔、安裝錨杆作業，一排錨杆安裝完畢，機器前進進行下一循環作業，其作業程序見圖10－15。
國外主要采煤國家已廣泛采用掘錨支一體化的綜掘機，其主要代表機型是奧地利塔姆洛克·沃依斯特－阿爾派恩公司生產的ABM20型、ABM12型、ABM14型和ABM30型掘錨聯合機組，其中ABM20型可以在掘進的同時，在距工作麵1.2m處進行錨杆支護作業，現已在南非、澳大利亞等許多國家的采礦業取得了良好的聲譽。德國Paurat公司生產的E230型掘錨聯合機組在德國等地也取得了良好的使用效果。據預測，未來的掘錨聯合機組將向自動鑽眼和自動裝錨杆的目標發展。
雖然我國目前沒有生產該類設備，但已經開始了這方麵的研究與開發。煤科院南京研究所與兗州鮑店煤礦共同研究開發了機載的錨杆鑽機，並安裝在MRH－S100型掘進機上，組成掘錨一體化掘進機組進行試驗，試驗期間的平均進尺為389m/月，在煤層和頂板的硬度合適時，月實際進度可達500m。隨著研究的深入，可以預料國產的掘錨一體化快速掘進成巷設備將在我國進入實際應用階段。
二、連續采煤機掘進煤巷
1．連續式采煤機組成的采掘生產線
目前，我國一些礦區已開始學習世界先進采煤國家的經驗，在開采方法上實現長壁和房柱的聯合、掘進和回采的統一。即在長壁工作麵兩側各布置3～4條巷道，用連續采煤機進行房柱式開采，結束後再進行長壁工作麵開采。一般來說，對於開采深度不大於500m、煤柱穩定性好的礦區，可利用連續采煤機進行房柱式開采，見圖10－12。
連續采煤機是房柱式采煤的主要設備，與掘進機、采煤機結構上的不同之處，在於它的截割滾筒多為橫軸式，寬度較大，在液壓缸控製下上下擺動，可一次掘出寬4m左右的巷道。隨著英美等國將前進式開采改為後退式開采，連續采煤機逐步被用於煤巷掘進，並取得很高的進尺。用於掘進時，它與一般掘進機使用上不同之處在於：巷道掘進機用於單一巷道掘進，而連續采煤機則是多巷道同時掘進，並可實現掘錨裝運平行作業。
如圖10－13所示，連續采煤機在第1條巷道作業時，錨杆機在第3條巷道打眼和安裝錨杆。當向前掘進一段距離後，連續采煤機轉移到第2條巷道，而錨杆機轉移到第1條巷道鑽、裝錨杆。梭車運行路線如圖虛線所示，往返於連續采煤機和給料破碎機之間，依次進行循環作業。通常情況下，連續采煤機掘進時，在工作麵人員基本相同的情況下，1台連續性采煤機的掘進量相當於3台掘進機的掘進量。
目前，國外生產連續采煤機的公司有JOY采礦機械製造廠的12、14、17係列、英格索蘭生產的LN800型連續采煤機，朗－艾道公司最新生產的CM210型連續采煤機4個月開采產量超過30萬t，機器利用率達95.8％。世界上連續采煤機的總數有3300台左右，使用連續采煤機的國家主要是美國，現有3100多台，其次是南非，有80台左右。
我國先後進口過美國JOY公司生產的12CM係列連續采煤機、美國費爾奇公司生產的MK－22型薄煤層連續采煤機、英格索蘭LN800型和傑弗裏1036RB型連續采煤機等總計約50多台。國內使用的連續采煤機均為進口設備，它們既用於煤巷掘進（如在大同礦區等），又用於工作麵開采（如在神華集團神東礦區）。特別是在神華集團神東礦區，利用連續采煤機開采邊角煤，一次試采成功，創造了月進1498m，產煤47179.5t的紀錄。利用連續采煤機進行煤巷掘進也連連獲佳績，如在大柳塔礦、活雞兔礦使用的連續采煤機，均取得月進千米以上的好成績，是掘進機進尺的2～3倍。神東公司上灣礦連采一隊，於2003年1月使用連續采煤機，掘進工作麵單機三巷完成月進尺4656米，創造全國綜掘進尺最高紀錄；該礦連采二隊使用12CM2－11D 型連續采煤機，2004年8月1日創日進尺163米，巷道斷麵6×4.4米； 神東公司大柳塔礦連采二隊一分隊使用JOY（CM－27）型連續采煤機，2004年年進尺達到24507米。
2．綜掘生產線與連續式采煤機組成的采掘生產線的比較
在采用以掘進機為主組成的綜掘生產線中，配套的支護設備一般是單體錨杆鑽機，典型的生產線配備3台單體錨杆鑽機，勞動效率較低。由於支護作業是在空頂情況下進行的，支護的安全性受著巷道頂板條件的製約。當巷道頂板條件較好時，可以獲得較大的空頂距，掘進與支護之間的影響相對較小；巷道頂板條件不好時，就必須縮短空頂距，縮小循環進尺來保證支護作業的安全，掘進速度就會下降，這也是綜掘生產線總體掘進速度不能令人滿意的一個主要原因。
采用連續采煤機組成的采掘生產線中，配套的支護設備一般采用自帶動力的錨杆鑽車，用機械操作代替人工作業，雖然連續采煤機切割煤岩層的效率較高，掘進速度快，但該掘進生產線一般需要同時掘進多條巷道和大量的橫向聯絡巷來滿足配套設備的換位需要，因此掘進速度就要大打折扣。為了發揮機械化設備的性能，需要有較好的巷道頂板條件，以獲得較大的空頂距。在巷道頂板條件較差時，設備的換位將占用大量時間，掘進進尺將大大降低。
綜上所述，巷道頂板條件適宜，是上述兩類掘進生產線獲得較高掘進速度的前提。
三、采掘錨一體化快速掘進成巷技術
由於連續采煤機與錨杆機必須交叉作業，給掘進工藝帶來了不便。因此，通過將連續采煤機與錨杆機兩者合一，在連續采煤機上裝錨杆機，用一台設備來完成巷道掘進的落、裝煤及錨杆打眼、安裝功能來消除連續采煤機的不利因素，從而發展形成采掘錨一體化快速掘進成巷技術。本技術的核心設備是采掘錨機組，它實際上是連續式采煤機與錨杆打眼、安裝機複合的一體化設備，可以完成切割、裝煤工序，又能夠完成鑽孔、安裝錨杆等工序，因而可以進行采煤、掘進和支護的作業，從而減少了掘進工作麵的設備和人員，掘進工作麵的空頂距可以縮短到0.75～1.4m，並且采用了臨時支護措施，使得掘進與支護作業更加簡單和安全，可以適應不斷變化的巷道頂板條件，掘進成巷速度也較快，還能適應巷道布置方式的變化。
1．采掘錨一體化設備
最早的采掘錨一體化設備是在第一台連續式采煤機麵世後的七年，生產於美國。它是在連續式采煤機上安裝了一台錨杆機，隻能打兩個錨杆，在采煤機換位後，人工或獨立的錨杆機補打其餘的錨杆。之後美國推出了14CM10－15BD型衛星式連續采掘錨機，並廣泛用於西弗吉尼亞州和賓夕法尼亞州的長壁工作麵掘進順槽。該機的截割頭很寬，可以一次成巷，其外側滾筒的寬度、裝載部的側板可以液壓收縮，來減少設備的寬度。該機在一個自由活動的平台上安裝有二個頂板錨杆機，並帶有臨時支護裝置。之後美國又推出不同機型的采掘錨一體化機組。
其工作循環是：連續式采煤機定位後，進行切割煤層，鑽機司機調節油缸使平台與采煤機機身分開，並升起臨時支護裝置支撐巷道頂板。當采煤機推進到相當於錨杆排距的距離時，鑽機司機在臨時支護裝置下，進行錨杆作業，而采煤機割煤不受錨杆作業的影響。打完錨杆、鑽杆收回到機後，收縮臨時支護和千斤頂，平台放回連續式采煤機的托架上，連續式采煤機兩側的千斤頂把衛星平台向前推進，開始下一個循環作業。
隨著各國采煤技術和巷道錨杆支護技術的發展，一些國家相繼開發出采掘錨一體化快速掘進成巷設備，具有代表性的采掘錨一體化機組有ABM20型、KBⅡ型和ISS型等。目前采掘錨機組在國外已經成熟並得到廣泛應用，例如澳大利亞長壁工作麵順槽80％以上采用采掘錨一體化的掘錨機組施工，幾種主要的采掘錨機組在英國也得到了應用。ABM20型采掘錨機組是典型代表，它在掘進工作麵的作業方式是割煤和安裝錨杆同時平行作業，即截割滾筒與裝載運輸機構整體向前推進割煤；與此同時，錨杆機向頂板和側幫打眼安裝錨杆；隨後，行走機構帶著機體及錨杆機向前移動，完成一個掘進循環。
2．采掘錨一體化與連續式采煤機快速掘進成巷技術的比較
采掘錨一體化快速掘進成巷技術由於其核心設備采掘錨機組本身帶有打錨杆眼、安裝錨杆部件，不僅取消了錨杆鑽車，而且設備不用經常進行移動換位，可以適應各種巷道布置形式的掘進需要。單條巷道掘進時，其後繼配套設備可以采用破碎機、轉載機和膠帶輸送機，構成連續運煤係統；同時掘進多條巷道時，其後繼配套設備可采用與連續采煤機除錨杆鑽車外的相同設備，也可采用破碎機、膠帶輸送機、刮板機等構成的其他形式連續運煤係統。當采用連續運煤係統時，聯絡巷的間距可根據需要開掘，不受設備換位的約束，從而減少大量的聯絡巷的開掘。更重要的是，該設備提供了臨時支護功能，能夠對頂板進行及時支護，提高了對不同煤層、頂板條件的適應性，工作的安全程度也得到提高。
四、煤巷快速掘進技術發展趨勢
根據統計資料，巷道掘進作業中的支護時間要占總作業時間的70%。雖然在煤層及煤－岩巷道中采用了錨帶網、錨梁網以及錨索等支護手段，簡化了巷道的支護作業，但巷道掘進作業中的掘進與支護的分離，是進一步提高巷道掘進速度的最大障礙。
1．大力開發推廣掘錨聯合機組。為適應日產萬噸級綜采工作麵快速推進的需要，20世紀90年代初期發達國家研製開發了集快速掘進、錨杆支護為一體的掘錨機械化平行作業裝備—掘錨聯合機組。該設備在英、澳等國應用中取得良好效果，在大斷麵煤巷掘進中年進尺高達15000～20000m。目前掘錨機組在國外已趨成熟並得到了廣泛應用。
2．廣泛采用連續采煤機。連續采煤機多巷掘進是美、澳等主要采煤國家長期采用的掘進技術。我國神華集團采用連續采煤機掘進高產高效工作麵煤層平巷，取得了極其顯著的技術經濟效益。連續采煤機采掘合一，推進速度快，效益好。同時，在綜采工作麵生產強度不斷增大的情況下，多巷係統是滿足工作麵通風、運輸、行人和設備安設的最佳選擇。
3．全麵推廣錨杆支護技術。我國煤巷錨杆支護技術與成套裝備已基本形成，煤巷錨杆支護技術已在潞安、晉城、兗州、邢台、鐵法、開灤等礦區得到廣泛應用，從薄及中厚煤層中回采巷道到綜采放頂煤工作麵沿煤層底板掘進的全煤巷道，從頂板比較穩定的煤巷到複合破碎頂板巷道，從實體煤巷到沿空掘巷，從小斷麵巷道到大斷麵開切眼，錨杆支護的使用範圍越來越廣，為礦井實現高產高效創造了良好條件，取得了巨大的技術經濟效益。
第四節 煤－岩巷道施工
當巷道在薄煤層中掘進時，為了保證巷道的使用高度，必須挑頂或挖底。因此，在巷道斷麵上既有煤層，又有岩層。當岩層占掘進工作麵積1/5～4/5時，即稱為煤－岩巷道。煤－岩巷道施工方法與岩巷和煤巷的施工方法基本相同，本節僅就其施工特點加以簡要敘述。
一、煤－岩巷采石位置的選擇
煤－岩巷道掘進時，采石位置有挑頂、挖底、挑頂兼挖底三種情況。如圖10－16所示。
（a）挑頂 （b）挖底 （c）挑頂兼挖底
圖10－16 煤－岩巷采石位置的三種情況
選擇哪種采石位置較好，應綜合考慮滿足生產要求、便於維護和施工難易等因素。多數情況下，盡可能不要挑頂而采取挖底，以保證頂板的穩定性，隻有當煤層上部有假頂時，才將假頂挑去。如區段輸送機巷和沿煤層開掘的上山均屬此種情況。對於區段回風巷，由於還兼有向回采工作麵下料的用途，因此就采用挑頂方式掘進。
在生產中，為了保證巷道的順直和有一定的坡度，上述挑頂、挖底或挑頂兼挖底的三種情況往往在一條巷道中都可能出現，甚至暫時脫離煤層進行全岩掘進的情況也是有的。但在煤層穩定的常況下，根據煤層的傾角不同，一般以采取圖10－17所示的采石位置為宜。
（a）緩傾斜煤層； （b）傾斜煤層； （c）急傾斜煤層
圖10－17 煤層傾角不同時的采石位置
二、鑽眼爆破法掘進
1．炮眼布置特點
由於煤層較軟，掏槽眼應布置在煤層部分。圖10－18就是煤－岩巷炮眼布置的一個實例。
煤－岩巷掘進選擇鑽機時，盡量做到動力單一化，但也可選擇兩種不同動力的鑽機。一般原則是：當煤、岩的強度都不高時，應選用煤電鑽鑽眼；當煤、岩的強度都較高時，可都采用鑿岩機打眼；當煤、岩的強度相差很大時，則可同時選用煤電鑽和鑿岩機，或選用岩石電鑽鑽眼。
2．施工組織
煤－岩巷道的施工組織有兩種方式：一種是煤、岩不分掘分運，全斷麵一次掘進；另一種是煤、岩分掘分運。全斷麵一次掘進時，工作組織簡單，能加快掘進速度，但煤的灰分很大，煤的損失也很大。這種施工組織方式用在煤厚小於0.5m、煤質不好的煤－岩巷道較為合適。分掘分運的方式能夠克服上述缺點，但工作組織較為複雜，掘進速度較慢。選擇何種組織方式，與掘進和回采比例有關，對於那些掘進跟不上回采的礦井，采用全斷麵掘進方式的仍屬多數。采掘可以達到平衡的礦井，還是應當采用分掘分運的方式。采用煤、岩分掘分運的方式時，形成煤工作麵超前岩石工作麵的台階工作麵。當煤層厚度大於1.2m時，岩石工作麵可以鑽垂直炮眼（眼深不小於0.65m），這樣鑽眼和爆破效果較好，如圖10－19中（a）所示。若煤層較薄，岩石工作麵的炮眼，應平行巷道軸線方向，如圖10－19（b）、（c）所示。
圖10－19 煤－岩巷岩層工作麵炮眼布置
三、掘進機掘進
煤－岩巷道的掘進，也可采用掘進機進行掘進。我國已研製出的EBJ－132、EBH－132、EBJ－160等幾種掘進機，其中EBH－132、EBJ－160已經試驗證明能夠勝任煤－岩巷道掘進，預計今後幾年煤－岩巷道掘進機產量將穩步增長。根據國外使用情況看，煤－岩巷道掘進機適用機型重量約45～90t。切割岩石抗壓強度以不大於80MPa為宜。用於80～100MPa的岩石，機器重量及切割功率還需增大，才能獲得較高的技術經濟效果。EBJ－160在切割局部硬岩時，出現強烈的振動，表明50t的重量還不是足夠的。經常處於此工況，機器壽命必將大大縮短。如果說國外的LH－1300重50t是適當的話，考慮到我國在原材料與製造精度等方麵與先進國家比尚存在一定差距，則以60～70t重的機型，相似工況可以使機器振動減輕，機器零件壽命延長，總體上經濟效果必然會更好。
本章思考題
1．煤層巷道施工有哪些特點？
2．應如何安排煤層巷道的掘進順序？
3．煤巷施工采用爆破落煤時，鑽、爆工作有何特點？
4．除鑽爆法外，還可采用何種落煤方法來施工煤巷？
5．部分斷麵掘進機有何優點？怎樣才能保證不間斷落煤快速施工？
6．如何組織煤巷快速掘進的機械化配套作業線？它的發展方向是什麼？
7．什麼叫煤－岩巷？應如何選擇煤－岩巷的采石位置？
8．煤－岩巷施工有哪些特點？怎樣組織煤－岩巷道的施工？
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