煤矿岩巷掘进机械化作业线分析

煤矿岩巷掘进机械化作业线分析勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01岩巷掘进机械化的现状与意义02岩巷掘进主要工艺与设备03主流机械化作业线配置分析04作业线效率影响因素与优化CONTENTS目录05作业线性能对比与选择06典型案例与技术创新07发展趋势与未来展望01岩巷掘进机械化的现状与意义

煤矿岩巷掘进的重要性01保障矿井生产接续的核心环节岩巷掘进速度直接影响采煤工作面接替，全岩巷掘进速度已成为制约煤矿生产能力提高的主要因素，解决"采拓失调"问题的关键在于提升岩巷机械化水平。

02提高生产效率与降低劳动强度的关键途径机械化作业线可显著减少工作人员数量，降低工人劳动强度，如液压钻车钻孔效率较风锤提升1-2倍，实现高效和文明生产，是现代化矿井的重要标志。

03保障作业安全与优化作业环境的基础保障传统人工作业风险高，机械化装备如侧卸车、扒装机替代耙装机等落后设备，可消除钢丝绳伤人等安全隐患，配合智能分风系统等技术，有效改善粉尘、淋水等作业环境问题。

04推动煤矿智能化与高效开采的必要前提岩巷掘进机械化是构建智能化掘进工作面的基础，如盾构机作业线使掘进工效达到综掘的3-4倍，新集能源刘庄煤矿应用后月进尺突破400米，为智能化矿山建设奠定装备基础。煤矿工业发展的核心需求机械化作业的发展背景

煤矿工业快速发展对煤机装备提出强大支撑需求，煤巷、半煤岩巷综掘技术和装备的高速发展，解决了传统"采掘失调"，但全岩巷掘进速度成为新的"采拓失调"制约因素，是提高煤矿生产能力的关键瓶颈。岩巷掘进效率的制约现状

各煤矿在提高生产能力过程中均受岩巷掘进速度制约，传统作业方式劳动强度大、安全风险高、效率低下，无法满足现代化矿井建设和生产需求，提高机械化水平是必然出路。机械化作业的显著优势

岩巷掘进机械化作业水平的提高，能显著提高生产效率、减少作业人员、降低工人劳动强度、保障作业人员安全，是以人为本理念的体现，也是现代化矿井的重要标志。01机械化对生产效率的提升单进水平显著提高传统炮掘工艺大断面岩巷平均月单进50米，综掘工艺提升至120米；盾构机作业线应用后，岩巷掘进平均单进突破400米/月，最高月进尺达600米，工效为综掘的3-4倍。02循环进尺与工时利用率提升中深孔爆破技术将炮眼深度从1.5-2米增至2-3.5米，配合一次起爆工艺，循环进尺由1.8米提高到2.1米，炮眼利用率提升至80%以上，减少辅助作业时间30%。03劳动强度大幅降低液压钻车替代风锤钻孔，效率提升1-2倍；侧卸式装岩机、扒装机等设备实现连续装运，减少人工干预，单工作面作业人员减少40%-50%，体力劳动强度降低60%以上。04典型案例：新集能源刘庄煤矿通过盾构机"掘进、换步、支护、出渣"四步工作法，实现"四同步"作业，月进尺达400米以上，有效缓解矿井接替紧张，保障产能稳定释放。

机械化对安全与劳动强度的改善人员配置优化与安全风险降低岩巷掘进机械化水平提高可显著减少作业人员数量，降低井下人员密集度。例如，高效机械化作业线能减少人工干预环节，从而降低因人为操作失误引发安全事故的风险，同时也减轻了工人在危险环境中的暴露时间。

劳动强度的显著降低传统人工掘进中，风动凿岩机等设备需人工手持操作，劳动强度极大。采用液压钻车、侧卸式装岩机等机械化设备后，工人从繁重的体力劳动中解放出来，如钻孔、装岩等高强度作业由机械完成，大幅降低了肌肉劳损等职业伤害风险。

作业环境的安全保障提升机械化作业线配备的干式除尘风机、智能分风系统等设备，能有效控制粉尘浓度，如义桥煤矿应用智能分风系统后，截割期间粉尘锁定在掘进机前方，后方粉尘浓度大幅降低，改善了作业环境，保护了工人健康。同时，淘汰耙装机等存在钢丝绳安全隐患的设备，进一步消除了作业中的安全威胁。02岩巷掘进主要工艺与设备钻爆法掘进工艺概述钻爆法工艺定义与核心流程钻爆法是煤矿岩巷掘进的传统方法，通过钻孔、装药、爆破破碎岩石，随后进行装岩、运输及支护作业，形成巷道断面。其核心流程包括：爆破设计→钻孔施工→装药起爆→通风排烟→装岩运输→巷道支护。钻爆法应用现状与适应性目前国内95%的岩巷掘进仍采用钻爆法，尤其适用于中硬岩以上地质条件及中小断面巷道。相比岩石掘进机（TBM），钻爆法设备投资低、对断面适应性强，在普通矿井中具有经济性优势。关键技术组成：爆破与支护协同钻爆法依赖中深孔爆破与光面爆破技术提升效率，炮眼深度通常为1.8-3.5m，配合毫秒雷管实现全断面一次起爆；支护以锚喷支护为主，需与光爆成型结合，控制围岩扰动，保障巷道稳定性。

主要钻孔设备类型与特点煤矿用液压钻车（凿岩台车）钻孔设备的主流类型，用于钻凿炮孔，相比传统风锤能显著缩短钻孔时间，是提高岩巷掘进效率的关键设备之一。

锚杆作业车少数矿井使用，可兼做钻炮孔和锚杆孔，具备一定的多功能性，但在钻炮孔效率上通常不及专用液压钻车。

煤矿用钻装机集钻孔与装载功能于一体的综合掘进设备，先打孔、爆破，然后除矸，迎头设备少，不用错车，更适应窄低巷道作业环境。主要装运设备类型与特点耙斗式装载机（耙装机）除矸效率低，钢丝绳存在极大安全隐患，国家相关法规已对其使用做出严格限制，目前正逐步被淘汰。侧卸式装岩机（侧卸车）机动灵活，除矸彻底，效率高，目前应用量很大；但钻车和侧卸车工作切换时需在巷道内错车，对巷道宽度要求较高，且行走频繁对管路保护要求高。挖掘式装载机（扒装机）可与皮带运输系统或矿车运输系统配套使用，在钻车、扒装机配套皮带运输系统中，错车所需巷道宽度较侧卸车窄，能实现矸石连续运输。煤矿用钻装机集钻孔与装运功能于一体，可先打孔、爆破，然后除矸，通过二运直接装矿车或经皮带输送到矸石仓再装矿车，迎头设备少，不用错车，适应窄低巷道作业环境。钻装机核心功能与优势综合掘进设备（钻装机）介绍钻装机是集钻孔与装载功能于一体的综合掘进设备，可先完成炮孔钻凿与爆破作业，随后直接进行矸石装载，实现迎头设备集成化，减少设备数量与作业切换时间。钻装机结构特点设备集成钻臂与装载机构，钻孔时通过液压钻臂精准定位炮孔，装载时利用挖掘式铲斗收集矸石，经运输槽转运至后续运输系统，结构紧凑，适应窄低巷道作业环境。典型配套运输系统通常配套二运转载机与矿车或皮带运输系统，矸石通过二运直接装矿车或经皮带输送至矸石仓，简化运输环节，降低巷道内管路布置复杂度。应用场景与适应性适用于断面较小、巷道宽度受限的岩巷掘进，因无需设备错车、管路数量少，在复杂巷道条件下（如拐弯布置）具有较强适应性，可有效提升作业效率。03主流机械化作业线配置分析钻车+侧卸车配套作业线作业线构成与工艺流程该作业线由煤矿用液压钻车（凿岩台车）进行钻孔爆破，随后由煤矿用侧卸式装岩机将矸石装运至矿车、皮带机或刮板机。核心优势分析侧卸车具有机动灵活的特点，除矸彻底，效率高，目前在煤矿岩巷掘进中应用量很大。主要局限性钻车和侧卸车在工作切换时需要在巷道内错车，需让开矿车、皮带或刮板机，要求巷道宽度较宽；侧卸车行走频繁，对电缆、水管、风管等管路的保护要求较高。

钻车+扒装机配套皮带运输系统系统组成与作业流程该系统由钻车负责钻孔爆破，爆破后由扒装机通过运输槽将矸石转运至二运转载机，再转载到皮带机运输系统，实现矸石连续运输。

巷道空间适应性特点相较于钻车与侧卸车配合，此系统错车所需巷道宽度更窄，扒装机可停在皮带前方作业，更适应中等断面巷道条件。

安全作业距离保障措施作业过程中需在主皮带运输机上为二运皮带龙门架铺设一定距离轨道，以确保躲炮安全距离，符合煤矿安全规程要求。

连续运输优势与效率提升通过皮带运输系统实现矸石连续转运，减少矿车调度环节，有效缩短矸石转运时间，提升整体掘进作业效率。

钻车+扒装机配套矿车运输系统系统组成与作业流程该系统由钻车负责打孔爆破，爆破后由扒装机通过二运皮带将矸石转载到矿车进行运输作业，形成“钻爆-装载-转载-矿车运输”的机械化作业链条。

核心优势：设备与维护简化配套设备数量较少，主要包括钻车、扒装机、二运皮带及矿车，相较于皮带运输系统等，设备维护工作量较小，可降低日常检修成本和难度。

效率制约因素：依赖运输调度出矸效率高度依赖矿车的调动效率及整个矿井的运输能力，若矿车调配不及时或矿井运输系统瓶颈未解决，可能导致扒装机等待，影响整体掘进循环速度。

钻车+扒装机配套皮带+矸石仓系统

系统组成与工艺流程钻车打孔爆破后，挖掘装载机牵引二运转载机挺进工作面，通过运输槽将矸石转运至二运转载机，再转运到皮带机运至矸石仓，最后由耙矸机装入矿车。

矸石仓设计与功能优势矸石仓可采用下挖式或木板围挡，大小根据爆破量灵活调整，提供运输缓冲，实现矸石在任意时刻装运，不受井下矿车调度和运输能力制约。

设备布置与巷道适应性整套设备在巷道内布置灵活，皮带机、矸石仓处可实现拐弯布置，适应不同巷道条件；充分利用原巷道耙矸机等设备，降低改造成本。

核心优势总结发挥挖掘装载机连续装矸优点，减少设备错车需求，提升作业效率；通过矸石仓缓冲调节运输压力，保障掘进作业连续性和稳定性。

钻装机配套运输系统钻装机核心功能特点钻装机集钻孔与装载功能于一体，可先打孔、爆破，然后直接除矸，实现迎头设备一体化作业，减少设备数量与错车环节。

配套二运+矿车运输系统通过二运直接将矸石装入矿车，配套设备较少，维护工作量小，但出矸效率依赖矿车调动效率和矿井整体运输能力。

配套二运+皮带运输系统矸石经二运转载至皮带输送机，可进一步输送到矸石仓再装矿车，适应窄低巷道环境，管路布置减少，灵活性高。

系统优势与适应性迎头设备少，无需错车，有效节省巷道空间，尤其适应断面较小、布置受限的巷道条件，能显著降低辅助作业时间。04作业线效率影响因素与优化缩短钻孔时间的关键措施

推广液压钻车替代传统风锤许多煤矿已开始使用煤矿用液压钻车（凿岩台车）代替风锤进行炮孔钻凿作业，能显著缩短钻孔作业时间，是提高钻孔效率的主要设备选择。

采用高效能凿岩设备液压凿岩机在性能上优于风动凿岩机，具有机械性能好、凿岩速度快的特点，比同类风动凿岩机提高1-2倍的凿岩效率。

优化凿岩台车配置与操作使用双机液压凿岩台车等先进设备，结合合理的凿岩参数和操作流程，减少辅助作业时间，提升单循环钻孔效率，为快速掘进奠定基础。

提高装载效率的方法选用高效能装载设备根据巷道条件和设备供应情况，优先选用侧卸式装岩机、挖掘式装载机等高效装载设备，实现连续装运，提升装岩效率。

优化装载设备操作与维护加强装载设备操作人员培训，规范操作流程，定期对设备进行维护保养，确保设备处于良好工作状态，减少故障停机时间。

实现装载与转运设备能力匹配配备与装载设备能力相协调的转运设备，如大功率皮带机、刮板机等，确保装载的矸石能及时转运，避免因转运能力不足影响装载效率。缩短矸石转运时间的策略匹配装载与转运设备能力需确保转运设备能力与装载设备相协调，避免因转运能力不足导致装载设备等待，充分发挥机械设备整体效率。采用连续运输系统通过钻车、扒装机配套皮带运输系统，将矸石经二运皮带转载至井下大皮带运输系统，实现矸石连续运输，减少转运环节耗时。设置矸石仓进行运输缓冲构建钻车、扒装机配套皮带+矸石仓运输系统，矸石仓可灵活调整大小，实现矸石运输缓冲，其内部矸石可随时装运，不受矿车调度和运输能力制约。优化运输设备选型与布置根据巷道条件选择合适运输设备，如钻装机配套二运+矿车或皮带运输系统，迎头设备少、无需错车，管路布置减少，适应窄低巷道，提升转运效率。

设备配套协调性优化01设备能力匹配原则装载设备与转运设备能力需相互协调，如高效装载设备需配备相应能力的转运设备，才能充分发挥机械设备的整体效率。

02巷道空间适应性调整针对不同作业线对巷道宽度的要求，如钻车与侧卸车配套需较宽巷道，而钻车与扒装机配套可适应相对窄巷，合理规划巷道空间以减少错车等辅助时间。

03运输系统连续化改进推广扒装机配套皮带运输系统，实现矸石连续转运；或采用皮带+矸石仓运输系统，利用矸石仓进行运输缓冲，不受矿车调度制约，提升出矸连续性。

04设备布局灵活性提升如钻车、扒装机配套皮带+矸石仓系统，可从皮带机、矸石仓处实现拐弯布置，适应不同巷道条件，增强设备布置的灵活性和适应性。05作业线性能对比与选择

各作业线优缺点对比分析迎头设备数量对比钻车+扒装机配套皮带+矸石仓运输系统迎头设备最少；钻车+侧卸车、钻车+扒装机配套皮带/矿车运输系统迎头设备数量中等；钻车+耙装机装矿车方式迎头设备相对简单但已逐步淘汰。

巷道空间需求对比钻车+侧卸车配套系统需巷道宽度最宽；钻车+扒装机配套皮带运输系统错车所需巷道宽度较窄；钻装机配套系统因无需错车，对巷道宽度要求最低，更适应窄低巷道。

工艺复杂程度对比钻车+扒装机配套矿车运输系统工艺最简单，维护工作量小；钻车+扒装机配套皮带+矸石仓运输系统因涉及矸石仓缓冲环节，工艺相对复杂；钻装机配套系统迎头设备少，管路简化，工艺复杂度较低。

掘进效率综合对比钻车+耙装机装矿车方式除矸效率低，已逐步淘汰；钻车+侧卸车及钻车+扒装机配套皮带运输系统效率较高；钻车+扒装机配套皮带+矸石仓运输系统通过运输缓冲提升效率；钻装机配套系统因工序衔接紧密，掘进效率表现优异。

基于巷道条件的作业线选择巷道断面与作业线适配大断面巷道可考虑岩石掘进机，但成本较高；普通断面多采用钻爆法，如钻车+侧卸车或扒装机配套。窄巷道优先选择钻装机，因其无需错车，设备布置更灵活。

巷道宽度对设备选型的影响钻车与侧卸车配套需较宽巷道以满足错车需求；钻车与扒装机配套对巷道宽度要求较低，更适应窄巷道环境，如扒装机停在皮带前方可减少错车空间需求。

运输系统与巷道条件匹配长距离、连续出矸宜采用皮带运输系统，如钻车+扒装机+皮带；矿井运输能力有限或短途运输可选择矿车运输；矸石仓可提供运输缓冲，适应井下矿车调度制约。

现有设备利用与巷道适应性钻车、扒装机配套皮带+矸石仓系统可充分利用原巷道耙矸机等设备，矸石仓大小可灵活调整，适应不同爆破量，且能实现拐弯布置，适应复杂巷道走向。经济性与效率平衡考量

设备初始投入与长期效益岩石掘进机等大型设备虽效率高，但断面要求大、使用成本高，普通断面矿井经济性不足；钻爆法配套设备如钻车、扒装机等初始投入相对较低，更适合多数矿井。巷道条件对设备选型的制约侧卸车需较宽巷道进行错车作业，对管路保护要求高；扒装机配套皮带运输系统错车所需巷道宽度较窄，更适应空间受限巷道；钻装机因迎头设备少、无需错车，适应窄低巷道环境。运输系统效率与成本的匹配皮带+矸石仓运输系统通过矸石仓缓冲，不受矿车调度制约，提升出矸连续性，但需额外建设矸石仓；矿车运输系统配套设备少、维护工作量小，但出矸效率依赖矿车调动和矿井运输能力。工艺复杂性与管理成本的权衡钻车+侧卸车工艺效率高但需频繁错车，管理协调成本增加；钻装机集成钻孔与装载功能，简化工艺，减少管路布置，降低维护和管理成本，尤其适合复杂作业环境。06典型案例与技术创新

新集能源盾构机作业线应用项目概况与技术突破2025年4月，中国中煤集团首条本土盾构机作业线“新盾1号”在新集公司刘庄矿业精准贯通，巷道全长1810米。该作业线创新采用“同步掘进、同步支护、同步出矸、同步铺底”四步工作法，解决了距离远、运输难度大等问题，实现复杂地质工况下破碎围岩控制和高效破岩技术突破。

掘进效率对比与优势刘庄煤矿传统工艺中，大断面岩巷炮掘平均月单进50米/月、综掘120米/月，小断面综掘150米/月；盾构机作业线实现平均月单进突破400米/月，最高达600米，掘进工效为综掘的3-4倍，有效缓解矿井接替紧张局面。

系统优化与适应性提升通过支护优化、辅助运输优化、工艺优化，使物料运输更顺畅、出矸更高效、支护更同步。设备布置灵活，可适应复杂巷道条件，为煤矿智能化掘进工作面建设奠定基础，标志着中国中煤岩巷掘进“盾构”模式成功落地。义桥煤矿全岩综掘重装作业线

核心装备配置以EBH300M-2H横轴掘锚机为核心，配套KCG-500D干式除尘风机、自移机尾、智能分风系统等机械化装备，实现截割、运输、支护等工序的全面机械化、流程化。

关键技术创新引入ROSIT新型气动潜水泵，凭借涡流式结构设计、大流量、高扬程等优势，实现“一泵替代多泵”，解决顶板淋水排水难题，节约空间并降低维护成本。

作业效率提升在“两掘一喷”全岩掘进模式下，单日进尺突破6米，掘进效率持续攀升，发挥了先进装备对生产效率的强劲拉动作用。

作业环境优化智能分风系统通过无线接收信号、自动调节风阀角度，实现粉尘源头精准控制，有效将截割期间的粉尘锁定在掘进机前方区域，大幅降低迎头后方粉尘浓度，改善作业环境。

西上庄煤矿装备升级与效率提升装备升级关键举措西上庄煤矿实施“装备+技术”双提升策略，在普掘工作面推广使用玻璃钢单体柱，在综掘巷道安装机载前探梁，提升临时支护效率；引导施工单位提升机械化装备水平，采用自采设备租赁方式，投入7台掘进机、8台探水钻机、6台局部通风机，并在5个掘进工作面升级综掘工艺，更换2台掘进机，首采工作面顺槽巷道投运掘锚一体机，1215高抽系统进风巷投运掘进机。

系统优化支撑高效掘进西上庄煤矿贯通首采工作面进风、运输和专用回风巷系统巷及副立井与+388m水平井底车