第三章 掘 进 一、挖掘
1926—1937年,巷道掘进主要靠手镐挖掘,少量岩石用手锤(3—5斤重),手把钎、导
火索、黄色炸药爆破。1937年后,满洲炭矿株式会社在鹤岗、鸡西使用一部分电钻和风钻。
1946年,由于矿山设备遭到破坏,炸药供应中断,鸡西、鹤岗、双鸭山矿区,又恢复了
以手镐为主的掘进方法。据双鸭山老矿工反映,1947年前,有经验的矿工,在宽1.5米、高
2米的全煤巷道每人每天可掘进1.2米。1949—1952年,各矿大量增加了电钻和风钻,开始了
半煤岩和岩巷掘进。1949年,在创造新纪录运动中,鹤岗矿务局李庆萱参照拐弯钥匙构造原
理创造了药壶式掏槽钎子,每遍炮在全煤巷道可进1.5米,受到东北人民政府工业部和煤矿
管理局表扬和奖励。1953年普遍使用了瞬发电雷管、发爆器,淘汰了导火索引爆技术。
为了不断提高掘进速度。1953—1980年间,爆破技术不断地革新。
(一)改进掏槽
第一个五年计划期间,根据巷道形状、煤岩层理和硬度,陆续试验并推广了楔形、平行
龟裂、单一双段、大直径炮眼爆破等掏槽法,推广深孔爆破(煤巷不少于2米;半煤岩巷:软
岩1.8—2米,中硬1.6—1.8米,硬岩1.5米;岩巷:软岩1.5—1.8米,中硬1.3—1.
5米,硬岩0.8—1.0米),提高了爆破效率。1953年鸡西恒山矿六井刘兴华掘进队,在煤巷
推广大眼深孔爆破法,打眼2.2—2.7米,进度2—2.3米。
(二)多机打眼
第二个五年计划和三年调整期间,鹤岗、鸡西矿务局在快速掘进队,持续
地推行多机打眼、抛渣爆破和全断面一次爆破的掘进方法。在双轨大巷同时使用4—6台风钻
,在单轨大巷同时使用3台风钻,在采区准备巷道一般使用2台电钻,以缩短打眼时间。同时
使用延期电雷管,铵梯岩石炸药试行抛渣爆破和全断面一次爆破,实行打眼与装岩平行作业
,以增加循环次数。
(三)毫秒爆破
为了确保安全持续推行全断面一次爆破,1973年鹤岗矿务局与辽宁省科学研究所,在新
一矿二开拓区六号层六三三掘进工作面,试验毫秒雷管全断面一次爆破。放炮后经过毫秒瞬
间瓦斯涌出浓度最大为0.52%,没有超过《煤矿安全规程》的规定。因此,把毫秒雷管总延
期时间控制在130毫秒以内,1—5段连续使用。同时使用相应等级的合格安全炸药,严格执行
《煤矿安全规程》规定的各项措施,安全得到保证。这种爆破方法,对提高工时利用,改善
工人劳动条件,降低炸药消耗,组织多循环作业,提高单进,提高效率,有显著的效果。从
1973年11月13日起,即在鹤岗全局瓦斯煤层推广。
(四)光面爆破
1977年,鸡西小恒山矿、鹤岗富力矿,举办光爆锚喷训练班并组织传播队,大力推广。
光面爆破的主要特点是:爆破巷道成型规整,超挖量低,围岩比较稳定,为锚喷支护创造了
良好的条件。特别是在松软破碎的岩层中施工时,对保持围岩的整体性、稳定性,效果更为
显著。光面爆破的关键,是对巷道周边的炮眼位置、距离、深度和装药量等,按控制爆破技
术严格掌握。这项技术是巷道施工中的重大技术革新之一。
(五)机械铣削
为了与综合采煤机械化配套,鹤岗、鸡西、双鸭山矿务局从1979年开始,陆续从日本、
奥地利和苏联等国,引进一批煤巷掘进机,用于综采工作面运输巷道的大断面掘进。奥地利
AM—50型煤巷掘进机,以铣削掘进工艺代替钻孔爆破工艺,能在16度倾斜巷道,以其悬臂式
截割头,铣削每平方厘米1000公斤抗压强度的中硬煤岩,形成梯形、矩形、拱形断面,最大
截割高度4米、宽度4.3米。到1985年末,鸡西矿务局小恒山矿平均台月效能265.6米,最高
月进417米。
1985年,全省中直煤矿掘进工作面全年平均675.14个。其中使用巷道掘进机的有9个。
钻孔爆破仍为基本工艺。
二、装载
中华人民共和国成立以前,巷道掘进装载手段,全靠人力攉锹。
1951年开始引进苏式C—153型蟹爪式装煤机,在鹤岗东山矿二井,鸡西恒山矿八井,双
鸭山岭东、岭西矿试用。1952年又引进苏式铲斗式装岩机。1957年共有装煤机、装岩机51台
,1965年增加到92台。1965年全省中直煤矿掘进装载机械化程度达到11.4%。鸡西矿务局发
展较快,提高到17.4%,鹤岗、双鸭山分别达到3.7%和2.3%,七台河仍全用人力装载。
1970年,开始试用耙斗式装岩机,通过试用,进行了以下改进:加长过渡槽实现一次多
装车;增设龙门保险挡,防止耙斗牵引钢丝绳事故伤人;调整耙齿角度,适用大坡度巷道装
岩;增加耙斗配重,提高一次耙岩量;改进滚筒出绳方向,防止咬绳;改进溜槽支柱方便操
作;增加滑轮,实现耙斗曲线装岩;增设防滑装置,适用于上下山装岩;加长走行轮增设滚
筒,实行耙斗自行牵引矿车;挂轮楔铁改为油丝绳肖套挂轮筒等。ZYP—17和ZYP—30型耙斗
装岩机性能优于铲斗式。从1975年开始铲斗装岩机逐渐被掏汰,由1975年最高229台左右,下
降到1980年的117台。耙斗装岩机逐渐成为全省中直煤矿的主要装载设备,由1970年的11台,
1975年的94台,增加到1980年的436台。掘进装载机械化程度由1970年的23.2%,逐步提高到
1975年的26.7%,1980年的41.3%。1980年后,引进巷道掘进机,开始了巷道掘进综合机械
化作业。同时,组建一批耙斗装岩机装载机械化作业线。主要有以下形式:
1、平巷掘进,用耙斗装岩或煤,经KDM型气动转载斗成列装车,由蓄电池机车牵引运出
。
2、下山掘进,用耙斗装岩或煤,经刮板输送机或胶带输送机,直入岩石(煤)仓。
3、上山掘进,用耙斗装岩或煤,经小较车牵引的底卸式(侧卸式)活门矿车,转载到胶
带输送机,直入岩石(煤)仓。
4、大巷掘进,加长耙斗过渡槽。设轨道浮动道岔,成列装车,用电机车或小绞车牵引运
出。
1985年,在籍装煤机138台,铲斗装岩机84台,耙斗装岩机831台,掘进机20台。掘进装
载机械化程度提高到64%。其余36%仍为人工装载。
三、支护
(一)木支架
民国初期,穆棱煤矿规定,巷道支护采用一粱二柱形式,平巷每2米支护3架,采用柞木
或桦木。
东北沦陷时期,巷道支护仍以木支架为主,按巷道破碎状况,分别采用亲口棚子(一粱
二柱梯形)、顶子(单柱)、鸭嘴棚子(一粱二柱)等形式。
1946—1949年,木支架仍为主要支护形式。1950年开始对井口、巷道交岔点以及巷道破
碎地段,用红砖、料石混凝土进行砌碹支护。
(二)水泥支架
1953年,鸡西矿务局穆棱等矿开始在主要回风巷道试用水泥支架(钢筋混凝土支架)。
1958年后,随着全国煤矿开展坑木代用活动,鸡西、双鸭山、鹤岗矿务局也普遍推广使用水
泥支架。这种支架具有防腐耐火、抗压强度大等优点。但自重大、抗折强度小,多用于回风
巷道和一部分主要运输巷道。
(三)金属支架
1962年,鹤岗矿务局在大陆一井、富力四井的双轨大巷,曾使用U型钢拱形支架。1966年
停用。1980年后,为了解决综合机械化采区平巷断面大、不易维护的问题,鸡西、鹤岗各局
开始使用矿用工字钢梯形支架和U型钢拱形支架。
(四)锚杆
1957年,鹤岗兴安矿曾在一水平运输大巷围岩较好地段,试用锚杆支护。1958年和1959
年,鸡西穆棱矿三井和双鸭山矿务局也相继试用,因缺乏理论指导和测试手段,一直到1963
年,各局才大力推广,在总回风道、片盘车场、运输大巷、顺槽、石门等巷道广泛使用。锚
杆材料也由木锚杆发展为压缩木锚杆、钢丝绳注浆锚杆和钢筋楔缝式锚杆。1974—1980年又
发展到钢筋倒楔式锚杆,树脂锚杆和管缝式锚杆。锚杆支护具有节约材料,操作方便,适应
性强等优点,在稳定岩层中可以单独使用,在破碎岩层中使用时需要喷射混凝土。
(五)锚杆喷射混凝土(喷浆)
1968—1969年,鸡西、鹤岗开始试用锚杆喷浆和喷碹。由于新技术要求高,未能立即推
广。1973—1974年,鸡西、双鸭山、鹤岗矿务局先后举办学习班,分别在小恒山、四方台七
井和富力、南山等试点后逐步推广。但粉尘大、回弹率高等问题尚未根本解决。
1979年,省煤炭管理局在鹤岗富力矿举办4期学习班,实地参观学习富力矿开拓区6个掘
进队全部实现光爆锚喷一次成巷的经验。1980年又组织各矿务局建井工程处到抚顺、徐州、
淮南等矿参观学习光爆锚喷一次成巷的先进经验。各局普遍推广,特别在松软岩层,收到显
著效果。
1982年,鹤岗富力矿六0五掘进队在全国煤矿锚喷竞赛中,由于时间、厚度、平整度、回
弹率、粉尘、进度全部合格,与徐州矿务局权台矿重点一队并列全国第三名。
锚喷支护是支护工艺的一次技术革命,与其它支护形式比较,有4条优点:第一,锚杆与
岩层共同形成承载体,支护厚度薄,掘进断面可以减少。第二,喷射混凝土,不需支模板,
按8平方米断面巷道计算,每百米可节省坑木30立方米左右。第三,操作机械化,速度快,效
率高。第四,锚喷支护可紧跟工作面,不需临时支护,既安全又省坑木。
1985年,鸡西矿务局被煤炭工业部授予光爆锚喷支护标兵局的称号。到1985年,在中直
煤矿的掘进巷道支护形式上,除采区的动压巷道保留一部分木支架,或在综采、普采工作面
上下巷道使用一部分拱形或梯形金属(21号工字钢、25号U型钢)支架外,在静压巷道锚喷支
护已成为主要支护形式。1985年锚喷巷道全长约为320公里,占当年全部掘进巷道40%以上。