[发明专利]一种快速掘进坚硬岩层巷道的方法

说明书

本发明提供了一种快速掘进坚硬岩层巷道的方法，包括如下步骤：S1，采用掏槽装置在工作面中部沿巷道走向向前施工直径为D₁，深度为L的掏槽孔，随后退出掏槽装置至爆破安全区；S2，采用钻孔装置在工作面中进行中深孔凿眼，得到直径为D₂，深度为M的炮眼，随后退出钻孔装置至爆破安全区，其中D₂＜D₁；S3，装药爆破掘进，每循环掘进尺寸为N，N≤M；S4，装矸并将矸石运出巷道；S5，重复步骤S2‑S4，直至掏槽孔剩余长度小于每循环掘进尺寸，即L‑xN＜N，其中2≤x≤12；S6，重复步骤S1‑S5，依次循环实现快速掘进。本发明提供的快速掘进坚硬岩层巷道的方法，能够有效提高掘进效率，缩短掘进时间。

技术领域

本发明属于煤矿巷道掘进技术领域，具体地说，涉及一种快速掘进坚硬岩层巷道的方法。

背景技术

岩层巷道掘进是煤矿开采的一个关键环节，是煤矿开采领域持续关注和研究的热点，传统的岩巷掘进主要采用风排凿岩机人工打眼的方法，近年来，随着研究的不断开发，在岩巷掘进机械装备及掘进技术方面有不少改进，但成熟应用及效果均不理想，例如盾构机只能在大断面及长距离巷道应用，综掘机不适应坚硬岩石掘进等。

目前，应用最广泛的坚硬岩层掘进技术即掏槽爆破掘进技术，现有的掏槽爆破掘进技术普遍采用凿岩台车等机械打眼设备进行浅眼多循环作业，该工艺因掏槽眼眼孔直径与其他爆破眼孔直径一致，均比较小，掏槽效果差，导致爆破效果差、循环进度低、掘进效率低等问题。

发明内容

针对现有技术中上述的不足，本发明提供了一种快速掘进坚硬岩层巷道的方法，能够有效提高掘进效率，缩短掘进时间。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种快速掘进坚硬岩层巷道的方法，包括如下步骤：S1，采用掏槽装置在工作面中部沿巷道走向向前施工直径为D₁，深度为L的掏槽孔，随后退出掏槽装置至爆破安全区；S2，采用钻孔装置在工作面中进行中深孔凿眼，得到直径为D₂，深度为M的炮眼，随后退出钻孔装置至爆破安全区，其中D₂＜D₁；S3，装药爆破掘进，每循环掘进尺寸为N，N≤M；S4，装矸并将矸石运出巷道；S5，重复步骤S2-S4，直至掏槽孔剩余长度小于每循环掘进尺寸，即L-xN＜N，其中2≤x≤12；S6，重复步骤S1-S5，依次循环实现快速掘进。

通过在工作面中部施工大孔径掏槽孔，该掏槽孔不作为炮眼，只是用来增加爆破自由面，以提高爆破效果和循环进度；使用掏槽装置施工大直径掏槽孔时，一次性施工长距离钻孔，为后期x个循环一次性形成掏槽孔，降低掏槽装置施工频次，为实施爆破提供更多时间，提高循环次数，增加掘进效率，实现了岩巷快速掘进。

作为优选的，本发明的循环次数x为8～12次，更进一步大大的降低了掏槽装置的施工时间，提高掘进效率。

作为优选的，步骤S1中，掏槽装置为掏槽钻机。具体的选用CMS1-6500/75型煤矿用液压钻车，该装置是新一代履带行走的钻孔取芯设备，最大扭矩6500N,电机功率75KW。此液压钻车以防爆电机为动力带动回转机构驱动钻具及液压泵进行钻孔取岩芯研究及掏槽孔作业，可以安全高效的实现对坚硬岩层的大孔径长距离钻孔。

作为优选的，掏槽孔布置在巷道断面的正中位置，掏槽孔的直径D₁和深度L分别满足：400mm≤D₁≤600mm，8m≤L≤20m。将掏槽孔布置在正中位置，能够很好的配合周围布置的掏槽眼，起到最大限度的增加自由面的作用；掏槽孔的直径D₁设置为400mm～600mm，是结合工作面的尺寸、掏槽钻机的工作能力以及自由面与循环进度之间的关系等共同确定的，以最大限度的保证高效安全的爆破掘进为目的。