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第五章 岩巷施工

目 录

1. 钻眼爆破
2. 通风防尘与降温
3. 装岩与运输
4. 巷道快速施工机械化作业线
5. 巷道掘进安全作业

现状

• 岩巷掘进按破岩方法分为钻眼爆破法和机械破岩法两种。
• 我国煤矿岩巷掘进目前仍主要采用钻眼爆破方法，光面微差中孔深爆破技术、锚喷支护技术等成功应用，为我国岩巷爆破法安全高效掘进创造了积极的条件。但是，岩巷掘进速度长时间维持在 60～70m/月，难以适应煤矿安全生产和矿井建设速度的要求。
• 我国掘进机的研制和应用从轻型、中型发展到重型，已经形成了 EBJ、EBZ、EBH 三大系列的部分断面掘进机，全断面岩石掘进机也在个别矿区开始试验。但是，这两类掘进机在煤矿岩巷中的推广应用还需要很长的发展过程。

第一节 钻眼爆破

第一节 钻眼爆破

钻眼爆破工作应当做到以下几点：

1. 巷道断面形状与规格、方向与坡度均应符合设计要求和施工规范的标准，要求超挖不得大于 150mm，欠挖不得超过质量标准规定。
2. 爆破后的岩石块度应有利于提高装岩生产率，岩堆形状有利于组织装运与钻眼的平行作业，巷道底板平整有利于各种设施和人员行走。
3. 对围岩的震动和破环要小，减小支护难度，并有利于巷道长期稳定。
4. 爆破单位体积岩石所需要炸药和雷管消耗量低， 炮眼利用率（一次爆破循环后，工作面推进的距离和炮眼深度的比值）要达到 80% 以上。
5. 不破坏已完成工程，且有利于后续作业的安全和机械化施工。

第一节 钻眼爆破

一、炮眼布置

一、炮眼布置

1. 掏槽眼

掏槽眼首先起爆，为其他炮眼的爆破创造附加自由面，因此掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性作用。

• 掘进工作面中如果存在显著易爆的软弱岩层，应将掏槽眼布置在这些软弱岩层中。
• 因为掏槽眼爆破时自由面小、炮眼利用率较低，为保证辅助眼和周边眼有较高的炮眼利用率，掏槽眼通常比其他炮眼加深200～300mm，并增大装药量。
• 掏槽眼一般布置在巷道断面中央偏下位置，距底板1.2m左右，便于钻眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼能借助于岩石的自重崩落。

掏槽方式按掏槽眼的方向可分为3大类，即斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。

斜眼掏槽是巷道掘进中常用的掏槽方法，适用于各种岩石。斜眼掏槽主要包括单向掏槽、楔形掏槽和锥形掏槽 3 种，其中以楔形掏槽应用最为广泛。斜眼掏槽时，掏槽眼的装药长度系数一般要达到 0.6 以上。

直眼掏槽可分为缝隙掏槽（又称龟裂法）、角柱式掏槽和螺旋掏槽 3 种。

直眼掏槽的优点：所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深度不受断面限制，利于采用中、深孔爆破，便于采用高效凿岩机和凿岩台车钻眼；岩石的抛掷距离较近，爆堆集中，不易崩坏设备和支架。

缺点：需要较多的炮眼数目和较大的装药量。

为了加强直眼掏槽的抛碴力和提高炮眼利用率，形成了以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式掏槽。斜眼布置成垂直楔形，与工作面的夹角为：75°～85°，装药系数不要太大，以 0.4～0.5 为宜，在所有垂直槽眼起爆之后起爆，以发挥抛碴扩槽作用。

一、炮眼布置

2. 辅助眼

辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。

辅助眼成圈且均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，眼距500～700mm，炮眼垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼长度之比）0.4～0.6。

若采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度要比较均匀，且大于周边眼的最小抵抗线。

一、炮眼布置

炮眼的布置方法和原则：

• 工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。
• 掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能。
• 周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。
• 崩落眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。

第一节 钻眼爆破

二、钻眼爆破器材

1. 钻眼机具

在煤矿岩巷中，一般采用以压风作动力的各种凿岩设备和设施，包括凿岩机、钎头、钎杆和钻架等。

在煤巷中，多采用煤电钻、麻花钎杆和两翼（或三翼）旋转式钻头。

二、钻眼爆破器材

2. 爆破器材

矿用炸药：一般按岩层性质、瓦斯情况及含水性等因素来选取炸药。在瓦斯矿井中必须使用煤矿许用炸药，岩石坚硬时选取高威力炸药，岩石含水性强时选取抗水炸药。近年来，安全性高、更环保、性能优的水胶炸药和乳化炸药发展很快，特别是煤矿许用乳化炸药，已成为应用最多、最有前景的煤矿许用炸药品种。为保证爆破安全，高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

二、钻眼爆破器材

2. 爆破器材

起爆器材：煤矿井下均采用电力起爆法，是通过电雷管、导线和起爆电源（专用起爆器）三部分组成的起爆网络来实现的。电雷管一般采用 8 号工业电雷管，其中秒延期雷管、半秒延期雷管以及毫秒延期雷管都能满足巷道爆破的起爆要求，但是在穿过含有瓦斯的地层或离瓦斯地层不远的工作面时只能选用瞬发电雷管或总延期时间在 130ms 内的毫秒延期电雷管。煤矿许用延期电雷管不准跳段使用，相邻两段的间隔时间 ≤50ms。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使用。起爆电源主要采用防爆型电容式起爆器，其电流不大，一般只用于起爆串联网络的电雷管。

第一节 钻眼爆破

三、爆破参数

1. 炮眼直径

炮眼直径过小，钻眼速度加快，但不利于装填药卷；炮眼直径过大，可减少炮眼数目、炸药能量相对集中，有利于提高爆破效率，但是钻速下降，同时影响光面爆破效果，降低围岩的稳定性。采用气腿式凿岩机的情况下，多根据药卷直径确定炮眼直径。目前岩巷掘进均采用直径为 32mm 或 35mm 的两种药卷，以炮眼直径比药卷直径大 6～8mm 为宜。目前岩巷掘进的炮眼直径多采用 40～42mm，而立井井筒由于采用机械化的伞钻钻眼，炮眼直径达 45～50mm。

三、爆破参数

2. 炮眼深度

采用气腿式凿岩机时，炮眼深度以 1.6～2.2m 为宜，眼深超过 2.5m 后，钻眼速度明显降低。采用凿岩台车时，应向深眼发展，一般在 2.5m 以上。

现阶段，炮眼深度以 1.8～2.0m 的爆破技术成为主流，单循环进尺在 1.5～1.8m，炮眼利用率平均只有 83% 左右。炮眼深度 2.2～2.5m 及以上的爆破技术推广进展缓慢。

三、爆破参数

3. 炮眼数目

合理的炮眼数目一般是先以岩层性质和巷道断面大小进行初步估算，然后在设计掘进断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践进行调整与优化。

炮眼数目可以根据单位炸药消耗量定额，按下式估算后，再按上述经验方法确定炮眼数目。

\[N=\frac{qSm\eta }{aP}\]

式中，N 为炮眼数目；q 为单位炸药消耗量，kg/m³；S 为巷道掘进断面积，m²；m 为每个药卷长度，m；a 为装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般为 0.5 左右；P 为每个药卷的质量，kg。

三、爆破参数

4. 单位炸药消耗量

单位炸药消耗量 q 是爆破 1m³ 实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆破所需的总炸药量 Q 和工作面一次爆下的实体岩石总体积 V 之比，即

\[q=\frac{Q}{V}=\frac{Q}{Sl\eta }\]

炸药消耗量是一个重要参数，它直接影响到岩石块度、钻眼和装岩的工作量、炮眼利用率、巷道轮廓、围岩稳定性以及爆破成本等。目前还没有精确计算炸药消耗量的方法，计算数一般仅作为参考，所以多按定额选用，见下页表。

三、爆破参数

4. 单位炸药消耗量

上表中的数据在岩巷是按 2 号岩石硝铵炸药、毫秒延期雷管指定的。若采用其他炸药时，则需根据炸药爆力大小，按下式修正：

式中，320mL 为 2 号岩石硝铵炸药的爆力；q 为 2 号岩石硝铵炸药的定额消耗量，kg/m³。

确定单位炸药消耗量后，根据巷道断面和炮眼深度可计算出每循环所用的炸药消耗总量 Q。然后按炮眼数目、各炮眼所起的作用和所分担的爆破岩体加以分配，最后确定出掏槽眼、辅助眼和周边眼的各眼装药量。

第一节 钻眼爆破

四、装药结构与起爆方法

装药结构是指炸药药卷在炮眼内的装填情况，有连续装药和间隔装药、耦合装药和不耦合装药、正向起爆装药和反向起爆装药之区别，是影响爆破效果的重要因素。

1. 装药结构

根据起爆药卷所在位置不同，有正向装药和反向装药两种方式。

1. 装药结构

• 除了无瓦斯或煤尘爆炸危险的爆破工作面外，其余井下爆破的所有炮眼都必须采用正向装药，不准反向装药。即要求雷管和炸药的聚能穴方向一致，都朝向眼底，因为正向起爆的起爆药包位于柱状装药的外端，靠近炮眼口，雷管底部朝向炮眼底，所以分散的炸药颗粒和爆轰波是朝向炮眼内部的，不易引爆瓦斯。若反向装药，容易引爆瓦斯。
• 在岩石巷道掘进中，掏槽眼和辅助眼主要采用连续、耦合的反向起爆装药结构。反向装药起爆后爆轰波是由里向外传播，与破碎岩石的运动方向一致，有利于反射拉伸波破碎岩石，同时起爆药卷自由面较远，爆炸气体在时间上相对较迟的冲出炮眼，爆炸能量得到充分利用，因此能取得较好的爆破效果。

1. 装药结构

• 在目前普遍采用 ϕ32～ϕ35mm 药卷的情况下，周边眼可采用单段空气柱式装药结构（下图(a)）。
• 为实现光面爆破，还可采用空气间隔装药结构（也称为轴向不耦合装药，下图(b)），这时两药包的间隔不能大于该种炸药在炮眼内的殉爆距离。
• 当眼深超过 2.0m 后，应采用小直径药卷（ϕ23mm～ϕ25mm）实现不耦合装药结构（径向不耦合装药，下图(c)），这时不耦合系数可达 1.5 以上，可显著提高光面爆破效果。

四、装药结构与起爆方法

2. 炮眼的填塞

作用：炮眼的填塞能保证炸药充分反应，使之放出最大热量和减少有毒气体生成量，降低爆炸气体逸出自由面的温度和压力，使炮眼内保持较高的爆轰压力和较长的作业时间。特别是在有瓦斯和煤尘爆炸危险的工作面，炮眼填塞可以阻止灼热的固体颗粒从炮眼中飞出。

2. 炮眼的填塞

• 炮眼封泥应采用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应采用黏土炮泥或不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。
• 根据炮眼深度不同，炮眼的封泥长度应符合要求：炮眼深度小于 0.6m 时，不应装药、爆破；炮眼深度为 0.6～1.0m 时，封泥长度不应小于炮眼长度的 1/2；炮眼深度超过 1.0m 时，封泥长度不应小于 0.5m；炮眼深度超过 2.5m 时，封泥长度不应小于 1.0m。光面爆破时，周边眼封泥长度不得小于 0.3m。
• 无炮泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破，不允许只装水炮泥而不装黏土炮泥。
• 严禁使用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作为炮眼封泥。

四、装药结构与起爆方法

3. 起爆

巷道掘进采用起爆器起爆，使用多段毫秒延期电雷管，雷管采用串联方式，按照爆破图表规定的起爆顺序全断面一次起爆。炮眼应按掏槽眼、辅助眼、帮眼、顶眼、底眼的顺序先后起爆，以使先爆炮眼所形成的槽腔作为后爆炮眼的自由面。在有瓦斯的工作面起爆时，电雷管的总延期时间不得超过 130ms。

3. 起爆

• 井下爆破工作必须有专职爆破工担任。
• 在煤与瓦斯（二氧化碳）突出煤层中，专职爆破工的工作必须固定在一个工作面，并配备便携式瓦斯报警仪或报警矿灯。
• 爆破作业必须执行“一炮三检”：装药前、爆破前、爆破后要认真检查爆破地点附近的瓦斯，瓦斯超过1％，不准爆破。
• 爆破作业必须执行“三人连锁放炮制”：爆破前，放炮员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，并检查顶板与支架情况，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检查员，瓦斯检查员经检查瓦斯煤尘合格后，将自己携带的放炮牌交给放炮员，放炮员发出爆破口哨进行爆破，爆破后三牌各归原主。

3. 起爆

装药前和爆破前有下列情况之一的，严禁装药、爆破：

1. 掘进工作面的控顶距离不符合作业规程的规定，或者支架有损坏；
2. 爆破地点附近 20m 以内风流中瓦斯浓度超过 1.0%；
3. 在爆破地点 20m 以内，矿车或未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面 1/3 以上；
4. 掘进工作面风量不足。

第二节 通风防尘与降温

在巷道掘进中，为了供给足够的新鲜空气，稀释和排出各种有害气体和粉尘，调节气候条件，创造一个良好的工作环境，保护工人健康，保证生产安全，都必须进行机械式通风。

第二节 通风防尘与降温

掘进工作面的风量应符合下列规定：

1. 爆破后 15min 内能把工作面的炮烟排出；
2. 按掘进工作面同时工作的最多人数计算，每人每分钟的新鲜空气量不小于 4m³；
3. 按井下同时放炮使用的最大炸药量计算，每千克一级煤矿许用炸药供给新鲜风量不得小于 25m³/min，每千克二、三级煤矿许用炸药供给新鲜风量不得小于 10m³/min。

第二节 通风防尘与降温

一、掘进通风方式

1—局部通风机；2—柔性风筒

1. 压入式通风

优点：可采用胶质或塑料等柔性风筒；有效射程大，冲淡和排出炮烟的作用比较强；工作面回风不通过风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式比较安全；工作面回风沿井巷流出，沿途能一并把粉尘等有害气体带走。

缺点：长距离巷道掘进排出炮烟需要的风量大，所排出的炮烟在井巷中随风流而扩散，蔓延范围大，时间长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。

一、掘进通风方式

1—局部通风机；2—刚性风筒

2. 抽出式通风

优点：在有效吸程内排尘的效果好，排出炮烟所需的风量较小，回风流不污染井巷。

缺点：只能使用刚性风筒或有刚性骨架的柔性风筒；有效吸程短，冲淡和排出工作面炮烟的作用弱、速度慢，只有当风筒口离工作面很近时才能获得满意效果，而这一点对于钻爆法工作面很难做到，故在巷道掘进中很少采用。

一、掘进通风方式

1—压入式局部通风机；2—风筒；3，4—抽出式局部通风机

3. 混合式通风

特点：压入式和抽出式的联合运用，通风能力强，可达到快速通风的目的。

在有瓦斯涌出或突出煤层巷道中不得采用混合式通风。

第二节 通风防尘与降温

二、掘进通风设施

1. 局部通风机

局部通风机是掘进通风的主要设备，有轴流式和离心式 2 种，常用轴流式。常用的普通轴流式通风机是 BKJ 系列，如下页表中的 BKJ66-11型。

对旋式通风机在构造上属于轴流式，采用双级双电机驱动结构，两机叶轮相对并反向旋转，相当于两台同型号轴流风机对接在一起串联工作。常用 FBD 系列。

二、掘进通风设施

2. 风筒

二、掘进通风设施

2. 风筒

应根据通风量与通风距离来选择局部通风机和风筒直径。根据现场经验，通风距离在 200m 以内可选用直径为 400mm 的风筒，通风距离为 200～600m 可选用直径为 500mm 的风筒，通风距离在 500～1000m 可选用直径为 600～800mm 的风筒，通风距离在 1000m 以上可选用直径为 800～1000m 的风筒。

第二节 通风防尘与降温

三、综合防尘技术

近年平均每年新发职业病约 3 万例。尘肺病是我国最常见的职业病，约占职业病人总数的 90%。煤炭开采和洗选业占 1/3 以上。岩石掘进是煤矿粉尘危害最严重的活动。

掘进井巷时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水泡泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。

第三节 装岩与运输

在巷道施工中，岩石的装载与运输是最繁重、最费工时的工序，一般占掘进循环时间的 35%～50%。

一、装岩工作

1. 铲斗式装载机

铲斗式装载机分为后卸式和侧卸式两种。后卸式铲斗装岩机适应性不强、生产能力小、机械化程度低，现只在小型煤矿使用。

一、装岩工作

1. 铲斗式装载机

侧卸式铲斗装岩机：

• 优点：铲斗斗型好、斗容大、插入力大、提升距离短，采用履带行走，机动性好，装岩宽度不受限制，可在平巷及倾角 10° 以内的斜巷使用，铲斗可兼做安装锚杆和挑顶的活动平台，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井。
• 缺点：需在巷道内频繁行走，易将巷道底板碾碎，形成大量淤泥，缩短履带行走部件的寿命，降低了整机效率。
• 一般与转载机配套使用。

一、装岩工作

2. 耙斗装载机

耙斗装载机是一种结构简单的装岩设备，动力为电力，行走方式为轨轮，是目前应用最广的装载设备。

优点：结构简单、维修量小、制造容易、适应面广。

缺点：耙斗磨损较快，工作面堆矸较多，不但影响其他工序工作，且需要大量的人工清底时间。

高瓦斯、煤与瓦斯突出和有煤尘爆炸危险矿井的煤巷、半煤岩巷掘进工作面和石门揭煤工作面，严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。

2. 耙斗装载机

耙斗装岩机在工作前，用卡轨器 3 将台车固定在轨道上．并用固定楔 7 将尾轮 8 悬吊在工作面的适当位置。工作时，通过操纵手把 4 启动行星轮或摩擦轮传动装置，驱使主绳滚筒转动，并缠绕钢丝绳牵引耙斗 6 把矸石耙到卸料槽 13，矸石靠自重从槽口溜入矿车。然后使副绳滚筒转动，主绳滚筒从动，耙斗空载返回工作面。这样就能使耙斗往复运行进行装岩。台车需要向前移动时，用人推，或用电机车顶动均可，亦可借助两个滚轮同时缠绕拉紧钢丝绳，使机器向前移动。

一、装岩工作

3. 蟹爪装载机

这种装载机前端的铲板上设有一对蟹爪，在电机或液压马达驱动下，连续交替耙取矸石，矸石经刮板输送机运到机尾的胶带输送机上，而后装入运输设备。

这类装载机装载宽度大，生产率高，机器高度低，产生粉尘少，但软岩巷道对履带行走不利，适合于硬岩巷道。

一、装岩工作

4. 立爪装载机和蟹爪立爪装载机

两种新型连续工作的装载机。立爪装载机由一对液压驱动的立爪耙装矸石，刮板输送机转送矸石至运输设备，工作方式更合理。主要优点是对巷道断面和矸石块度适应性强，能挖水沟和清理底板，生产效率高。缺点是爪齿容易磨损，操作较复杂，维修水平要求高。在煤矿很少使用。

蟹爪立爪装载机兼顾了蟹爪式和立爪式装载机的优点，采用蟹爪和立爪组合的耙装机构（以蟹爪为主，以立爪为辅），从而形成新颖的高效装载机。

一、装岩工作

5. 挖掘式装载机

挖掘式装载机简称挖装机、扒渣机。按行走方式不同分为履带式、轮式及轨轮式。

挖装机集耙矸和输送装车功能为一体，具有行走、挖掘、采集、输送、装车、清理场地六种功能，可连续性不间断装运，速度快；履带行走可全断面装岩，不留死角，不需要人工辅助清理工作面，所以能与凿岩台车配套组成高效的机械化作业线，是近年来发展最快的一种装载机。相比耙斗装载机通过绞车的两个滚筒分别牵引主绳和副绳使耙斗做往复运动实现出矸来说，安全方面有了很大提升。

一、装岩工作

6. 装载机的选择

选择装载机主要应考虑巷道断面大小，装载机的适应性和可靠性，操作和维修的难易程度，装载机与其他设备的配套，以及装载机的造价和效率等因素，最后综合确定。目前使用较多的仍然是耙斗装载机，侧卸装载机次之，挖装机将会推广应用。实际可参照下页表进行选择。

第三节 装岩与运输

二、调车运输工作

采用固定式矿车运输矸石时，工作面一般铺设单轨，因此矿车装满后重车必须退出，调换一个空车继续装岩，这就是调车工作。

采用不同的调车或转载方式，装载机的工时利用率差别很大。据统计，我国煤矿采用固定错车场时装载机工时利用率为 20%～30%，采用浮放道岔时为 30%～40%，采用转载输送机时为 60%～70%，采用梭式矿车时为 80% 以上。

2. 活动错车场调车法

翻转式调车器一般用于单轨巷道，风动调车器可用于单轨巷道或双轨巷道，两者原理相似。

翻框调车器是由金属活动盘和滑车板组成。活动盘浮放在巷道的轨面上，随时可以紧随装岩工作面向前移动。活动盘上设有可横向移动的滑车板，当空车推上滑车板后，滑车板可以横向移动离开，然后翻起活动盘，为重车提供了出车线路。待重车通过后，再放下活动盘，空车随同滑车板返回轨面，然后用人力将空车送至工作面装车。

框调车器具有结构简单、重量轻、移动方便的优点，特别是可以保证调车位置接近工作面，为独头巷道快速掘进创造了有利条件。

3. 利用专用转载设备

根据工作面的条件，梭车可单车使用，也能若干辆搭接组成梭式列车运行。这是可一次性将爆破方量全装完，以减少调车和出砟时间，加快掘进速度，特别适用于斜井或平硐施工。国内生产的梭车定型产品分小型、和大型，容积有4、6、8、10、12、14、16、20、25、30、45m³ 共 11 种，其中小型梭车型号及技术特征见下页表。

第三节 装岩与运输

三、辅助运输工作

辅助运输是指煤矿生产中除煤炭运输之外的各种运输的总和，主要包括材料、设备、人员和矸石等的运输，它是整个煤矿运输系统不可或缺的重要组成部分。

我国煤矿井下推广应用的辅助运输设备有单轨吊、卡轨车、齿轨车、无轨胶轮车等高效方式，以及小绞车、无极绳绞车等分段分散的较落后的辅助运输形式。

三、辅助运输工作

1. 无轨胶轮机车

无轨胶轮机车是近年来发展较快的一种运输设备，以采油机或蓄电池为动力，不需轨道，自由行驶，具有转弯半径小、机动灵活、多功能、运量大等优点。这种车辆虽然不需专设轨道，但对巷道宽度和路面有一定要求，需要技术熟练的司机驾驶，以确保车辆安全快速地正常运行。

三、辅助运输工作

2. 卡轨机车

卡轨车系统是窄轨铁路运输发展的分支，系统主要包括轨道装置、卡轨车车辆及牵引控制设备三部分组成。卡轨车的主要特点是专用轨道和特殊车轮，除装有承重行走车轮外，还增设了卡轨轮，使车辆在轨道上行驶运行中不致掉道，提高了运输的安全可靠性，特别适用于在上下坡道及弯道上运输重物和人员。

三、辅助运输工作

3. 单轨吊车

单轨吊车是将材料、设备、人员等通过承载车或起吊梁悬吊在巷道顶部的单轨上，再由单轨吊车的牵引机构牵引进行运输的系统。单轨吊车的轨道是一种特殊的工字钢，悬吊在巷道支架上或砌碹梁、锚杆及预埋链上。

三、辅助运输工作

4. 齿轨机车

齿轨机车是在普通窄轨轨道的基础上，在两根钢轨中间加装一根平行的齿条作为齿轨，而在机车上，除了车轮做黏着传动牵引外，另外增加 1～2 套驱动齿轮（及制动装置），通过啮合增加牵引力和制动力的一种系统。当机车在平道上时仍用普通轨道，用黏着力告诉牵引列车，而在坡道上时可以较低的速度用齿轮加黏着力牵引，或单用齿轮系统牵引。

三、辅助运输工作

5. 井下辅助运输系统的选择

具体选择辅助运输设备时，宜按下列要求选择：

• 采用无轨运输系统时，应采用矿用防爆型低污染无轨胶轮车；
• 当组成直达运输系统且倾角适宜时，可选用齿轨机车、卡轨机车、胶套轮机车；
• 当组成直达运输系统，而上、下山倾角较大或巷道底鼓严重时，可选用单轨吊车；
• 当不适合直达运输时，可选用绳牵引式轨道运输设备。

第四节 岩巷快速施工机械化作业线

我国岩巷的掘进速度和机械化水平明显落后，绝大多数岩巷施工仍在采用安全条件差、劳动强度大的气动凿岩机钻眼、耙斗机装岩和人力推车，岩巷月进尺平均在 65m 左右。

我国应用的岩巷机械化作业线主要有 3 种：

• 气腿式凿岩机配耙斗装载机作业线，在我国应用最多。
• 全液压钻车配侧卸式装载机作业线，是将来发展的方向。
• 悬臂式掘进机配梭式矿车或带式输送机作业线，在部分煤矿试用，有望获得较快发展。

一、以耙斗装载机与气腿式凿岩机为主的机械化作业线

最常用的作业线，适用面遍及全国大、中、小型煤矿。

优点：可多台钻机同时工作，使用灵活且不受断面大小影响，钻眼、装岩两大工序大部分时间都能平行作业。

缺点：钻眼机械化水平低，钻孔速度慢，人工成本高、劳动强度大、危险性高以及装岩不彻底，使得作业面环境比较差。而且这条作业线不能与全液压钻车配套，钻眼工序很难实现机械化，与锚喷机配套性也差，掘进速度提高的潜力不大。

第四节 岩巷快速施工机械化作业线

二、侧卸装载机或挖掘式装载机配全液压钻车作业线

侧卸装载机从一生产就与机械化快速施工联系在一起，履带行走机动灵活，全断面装岩不留死角，可连续向一列矿车装载。

第四节 岩巷快速施工机械化作业线

三、重型悬臂式掘进机全岩巷掘进

该施工作业工艺称为综合机械化掘进法（简称综掘法）。它能准确的控制巷道的设计轮廓，减少对围岩的破坏和超挖量，所以能减少支护工作量，喷射混凝土的消耗显著少于钻爆法。另外，自动化程度高、作业人员少，掘进速度可提高 2 倍以上，从而降低巷道的施工费用。

第四节 岩巷快速施工机械化作业线

四、全断面岩巷掘进机

全断面岩巷掘进机（Tunnel Boring Machine，TBM，又译作隧道掘进机或隧道钻掘机）是当今最先进的隧道掘进设备，它集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行指导和监控，使掘进状态处于最佳状态，掘进速度为钻爆法的 5 倍以上。其在个别煤矿已有应用案例。

TBM 对地质条件变化的适应性较差，在复杂岩层中使用应进行充分论证，设备的成本及维修费用高，工程的初期投入较大。

第四节 岩巷快速施工机械化作业线

五、全岩巷高效掘进技术发展趋势

将来岩巷掘进工艺仍以钻爆法为主，应大力发展以全液压钻车和侧卸装岩机或挖掘式装载机为主配套的机械化快速作业线，解决施工中的技术、装备及工艺问题，达到社会和经济效益最大化。在此基础上开展硬岩悬臂掘进机、TBM 等其他新机械化装备和工艺的研制工作，提高设备的稳定性及国产化率，以便推广使用。