这段时间，淮河能源集团生产技术部高级工程师李亮有点忙。笔者见到他时，他刚和安徽理工大学矿用履带式注浆泵车研发团队负责人结束商谈。

“岩巷炮掘从探、掘、支、排到装、封、护，各工序全部机械化已先后在顾北、潘二等矿实现，目前正进入全面推广阶段。从去年底到现在，有多家兄弟单位来参观学习。”李亮开门见山地说。

淮河能源集团本土矿井从2018年组建首支岩巷炮掘支护机械化作业线，到如今的“探、掘、支、排、装、封、护”全工序机械化作业，整整用了6年时间。目前，该集团本土生产矿井岩巷炮掘进尺量仍占到岩巷进尺总量的25%左右。

6年来，以顾北矿为代表的岩巷炮掘全工序机械化作业体系先后获得国家知识产权局专利2项、中国安全生产协会第四届安全科技进步奖一等奖1项等。

日前，“顾北矿岩巷炮掘全工序全机械作业研究与应用”荣获中国煤炭工业协会2023年煤炭行业标杆案例。

改进炮掘工艺势在必行

“炮掘，作为煤矿掘进的主要施工工艺之一，目前仍在矿井小结构巷道、硬岩掘进等的施工中应用。《煤矿安全规程》明确规定：揭煤工作面距煤层法向距离2米至进入顶（底）板2米的范围，均应当采用远距离爆破掘进工艺。”李亮说。

当前，该集团本土矿井岩巷炮掘施工断面通常为宽5.4米、高4.3米的大断面。传统的“风锤打眼+耙矸机出矸+风动锚杆支护”炮掘施工工艺，不论是顶帮支护，还是打眼作业，施工人员都需要站在临时搭建的脚手架上作业，不仅劳动强度大，还面临着顶部掉矸和迎脸片滑等巨大安全风险。

“仅施工脚手架这个环节，一搭一拆，就得4人至6人、用时半小时左右……”顾北矿开拓202队职工朱延安说，“不仅如此，传统岩巷炮掘各工序半机械化，甚至完全是人工操作，直接降低了施工效率。”

“近年来，本土矿井先后引进凿岩台车、钻装机、锚杆（锚索）钻车等新设备新工艺，打眼、支护、排矸等工序逐步实现机械化替代人工。但装备技术不成体系，各工序衔接不畅，个别工序，如装药、封孔以及迎脸防护等仍需人工操作，效率效益发挥不太理想。”该集团相关负责人表示，实施岩巷安全高效炮掘，推进全工序机械化作业，势在必行。

全工序机械化取得突破

走进顾北矿开拓202队施工的北一1煤采区底板胶带机上山掘进工作面，笔者看到1名职工正操控着钻装机在迎头一侧出矸，2名职工正在另一侧锚杆钻车作业平台上施工上部锚杆……施工迎头，包括监护人员在内只有5人。

顾北矿岩巷炮掘实现“探、掘、支、排、装、封、护”全工序机械化，源于淮河能源集团多年来的创新探索。

在很长一段时间里，岩巷炮掘机械化受制于装备技术发展成熟度、适应性等，进展较为缓慢。

“为了打破这样的局面，我们建立从基础研究到新设备新工艺引入，再到消化吸收，现场应用的全流程体系，解决了炮掘装备落后及部分新设备新工艺引入后‘水土不服’难题。”该集团生产技术部专家张九洲说。

据介绍，淮河能源集团与三一重工集团、安徽理工大学等单位合作，实施岩巷炮掘全工序机械化施工，逐步形成“钻装机+锚杆钻车+矿用履带式注浆泵车”一套比较成熟的设备工艺组合，同时辅以皮带机集中控制、保护精准定位、自动夹带装置、智能云喷雾、Wi-Fi基站等信息化、智能化装备。

“施工中，我们采用钻装机打眼、破矸、出矸，利用锚杆钻车支护顶板、帮部，应用矿用履带式注浆泵车装药、封孔以及迎脸防护等，将各施工工序无缝衔接。”顾北矿开拓二区高级工程师杨赞赞表示，矿用履带式注浆泵车及工艺的应用，打通了岩巷炮掘全工序机械化施工“最后一公里”，使得各道作业工序有效衔接，流程变得更加顺畅，效率效益提升明显。

“原本单班15人完成的全流程作业，现在最多需要10人即可完成。”杨赞赞说。

设备工艺不断改进完善

今年，潘二矿一条作业线应用了岩巷炮掘全工序机械化工艺。

“技术创新是岩巷炮掘机械化由单一应用到体系化推广的关键，而在这期间，设备工艺的改进完善是最难的部分。”李亮说。

李亮介绍，矿用履带式注浆泵车从最初的单个机械化装药、封孔装置需要人工挪移，到后来的装药封孔一体化、实现自动行走，再到配置新型防护网，具备迎脸防护功能，几乎所有工艺都在不断改进。

“我们原本采用金属网防护+锚杆锚固，但考虑成本问题，最终选用抗拉、抗静电、抗燃的新型防护网，配套设计了快接闭锁挂扣、锚杆承插辅助固定等装置，实现快速摘挂、循环使用。仅此一道工序，每月可节约112.5个工时，节约迎脸防护网、锚杆等材料成本3.6万余元。”顾北矿开拓二区副区长陈建国补充说。

目前，淮河能源集团本土矿井都在积极应用这一工艺。“要实现标准化、系列化推广，还需要继续完善。”李亮说。

“钻锚一体机目前已经成熟应用，但在小结构小断面掘进过程中，仍存在局限性。”杨赞赞表示，下一步，他们将继续探索小型钻锚机的研发和应用，通过缩小设备尺寸和实现打眼支护一体化等，提高设备的机动性、灵活性。

（原载于《中国煤炭报》2024年7月25日3版 作者：魏强）