1、工程概况
南屯煤矿1601、1602、1604等工作面均为近年以来布置的薄煤层工作面。该矿对其回采巷道掘进施工方法、支护方式、掘进配套设备等不断进行研究改进，总结了薄煤层回采巷道提高掘进单近水平的快速掘进技术，取得了成功的施工经验。
工作面回采巷道理深420—450m，均为半煤岩巷，巷道长度800～1000m。巷道围岩岩性如下：煤层顶板为十下灰岩．岩性坚硬，普氏硬度12~14．厚度4.6~5.29m。煤层为16．煤，局部分布有黄铁矿结核，煤质较硬，普氏硬度f=2—3，平均厚度0.87m，倾角平均30。煤层直接底板为铝质泥岩，团块状结构，遇水膨胀，普氏硬度f=2 -3。其下为灰色细砂岩，泥质胶结，局部相变为粉、中砂岩，普氏硬度f=4一5。地质构造较简单，断层落差一般在1~3m内，属低瓦斯煤层，易自然发火。
巷道围岩特点是：顶板岩性好，两帮煤、岩松软，地应力较小，倾角小。
该矿采用900rnm轨距铁路，3t矿车轨道运输。巷道掘进宽度3200—3600mm，掘进高度2300mm．沿煤层顶板布置巷道。
2、支护设计
根据顶板岩石的岩性、厚度、单轴抗压强度、完整性、各物理力学参数等，经分析论证确定顶板不设支护。
因巷道较低，煤层较硬，确定巷帮上部煤层部分不设支护。
巷帮下部为铝质泥岩。该岩层吸水性强，遇水膨胀，岩性软弱。初期施工时帮部不设支护，但裸露泥岩历经夏季吸水潮解，岩体膨胀分解，片落严重，造成巷帮较大范围片帮，影响使用。采用喷浆支护虽能解决上述问题，但施工巷道需有轨道运输条件。考虑支护方式与施工工艺匹配，确定对该岩层进行锚网支护。采用∮16×1500mm钢筋锚杆，树脂锚围剂．50 x50mm网格菱形金属网，仅在巷帮泥岩部分进行锚网支护，锚杆间排距为0.7x1m。
3、施工方法与机械设备设置
采用钻眼爆破方法施工。
采用耙装机出煤，双向胶带输送机连续运输方式运送煤矸。
耙装机选型有P-30B与P-60B两种，主选P-60B型。30B虽机型适于低矮巷道应用，但对长距离巷道而言，其生产能力低，故障多，维修困难。60B型尽管机型较高大，低矮巷道移机困难，但生产能力大一倍，故障率低，适于快速出矸施工。采用改进机高方法可解决低矮巷道应用困难问题。
(1)胶带输送机选型。选用SSJ-800型，其优点是胶带上层
可连续运输煤矸，运矸效率提高多倍，下层向工作面运送材料，简单迅速。
(2)耙装机固定。预制一搭长为4m的固定轨道，用卡轨器把耙装机固定在轨道上，用地锚把轨道固定在巷道底板上。
(3)耙装机与胶带输送机尾衔接。机尾三面安装挡煤板并连接耙装机，耙装机卸料口对准下部胶带，使煤矸沿卸料口顺利卸人有挡煤板的胶带上。
(4)移耙装机方法。使用JH-5型慢速绞车，采用动滑轮组方式牵引，将皮带机尾与耙装机同时牵引到掘进迎头，延长胶带机，固定耙装机。
4、爆破参数设计与优化
(1)掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤层布置1对，在泥岩中布置l一2对。对数以爆破工作面距耙装机距离确定，最近时为2对，以避免抛掷煤矸埋耙装机，正常后增大至3对，已提高爆破效果。
(2)炮眼深度的确定。采用中深孔爆破。选多组炮眼深度进行试验比较，结果如下：炮眼深度分别为1.6m、1.8m时，装药量最少，残眼最浅，爆破抛掷距离最近，但进尺效率最低。选炮眼深度为2.4m时，装药量最多，残眼最深，打眼速度降低，不能完成当班整数循环作业。经比较，最终确定为正常进尺条件时炮眼深度为2.Om，每班能完成3个循环进尺。耙装机移机之后，炮眼深度暂时宜改为1.8m。
(3)炮眼直径确定。选用∮32mm与∮34mm两种规格柱齿钻头打眼，因爆破铝质泥岩，优选后者。
(4)爆破参数优化确定。周边眼：合理的周边眼间距是确保巷道成型的关键，要达到光面爆破效果，对不同硬度的岩层，以及底角炮眼而言，周边眼间距不宜相同的，经现场实验，在煤中，周边眼间距为40mm，泥岩与中细砂岩中以及底角眼间间距为350mrn为宜。最小抵抗线为400一500mm。装药量：煤眼150g/m，岩石炮眼225g/m。因爆破软岩，爆破之后眼痕率不明显，但壁面平整。
辅助眼：间距与最小抵抗线分别为500mm，600mm，装药量450g/m。
掏槽眼：间距为500mm．装药量450g/m，
底眼与顶眼分别为225g/m，300g/m。另外底角与顶角适当多装药。根据现场观察，泥岩虽松软，f值与煤层相等，数值较小，但比煤更“吃药”，与f值为4，5的中砂岩相当。
(5)炸药型号、装药结构与起爆。采用2号煤矿许用水胶炸药。
正常条件下采用反向装药，全断面一次起爆。但耙装机移机之后3·5茬炮采用正向装药，以避免抛掷矸石埋没与损坏机械设备。
5、劳动组织
采用三八制方式作业。
三八制作业时，早班检修，之后能完成2个正规循环进尺，其余班次完成3个正规循环进尺，地质条件正常时，每循环进尺平均1.9m，每圆班进尺最高达15m，过断层全岩巷进度是正常条件的50%，进尺3个圆班移机一次，移机、帮部支护作业共耗用一个圆班时间。地质条件正常时，月度总进尺最高达330.5m。正常作业时，迎头布置2部凿岩机，3—4人操作，后方1人耙装平行作业，1人从事后勤准备工作，根据输送机数量配置胶带输送机司机。
6、有价值技术与施工经验
(I)每帮的周边眼水平角度必须一致且布置在同一铅垂面内。
(2)周边眼要封足水泡泥，达到封黄泥之后炮眼封满为止。填水泡泥比留空气柱能使封泥严实，避免封孔不严爆破效果差，同时爆破之后减缓爆轰压力，能明显提高周边眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖现象。
(3)严格限制周边服装药量，不得多装，爆破之后观察巷帮超挖量可判定装药量。
(4)煤层中要求布置掏槽眼。煤层槽眼较高，一方面确保掏槽效果，一方面能增大抛掷距离。
(5)增大泥岩钻孔直径，提高吹眼效果。铝质泥岩极易出现塌孔，小钻孔吹眼器不能疏通淤积，使装药不能到达眼底，造成残眼深，影响进尺效率。
(6)控制耙装机作业时间，进行间歇作业。长时作业时电机温升高，极易烧毁电机。
7、效果评价
半煤岩巷采用钻爆法掘进施工，双向胶带输送机连续运输煤矸，仍是目前经济的普遍采用的施工方法。相对综掘施工有如下优点：适应性强，产尘量小，投入小，掘进成本低；采用双向胶带输送机，提高了普掘机械化程度，节省铺设轨道的人力物力与工时，减少了生产环节与不安全因素，显著提高掘进效率。但尚有如下不足：耙装机移机工序较复杂，耗时较长，有待新型设备研制与应用。
南屯煤矿1601、1602、1604等工作面均为近年以来布置的薄煤层工作面。该矿对其回采巷道掘进施工方法、支护方式、掘进配套设备等不断进行研究改进，总结了薄煤层回采巷道提高掘进单近水平的快速掘进技术，取得了成功的施工经验。
工作面回采巷道理深420—450m，均为半煤岩巷，巷道长度800～1000m。巷道围岩岩性如下：煤层顶板为十下灰岩．岩性坚硬，普氏硬度12~14．厚度4.6~5.29m。煤层为16．煤，局部分布有黄铁矿结核，煤质较硬，普氏硬度f=2—3，平均厚度0.87m，倾角平均30。煤层直接底板为铝质泥岩，团块状结构，遇水膨胀，普氏硬度f=2 -3。其下为灰色细砂岩，泥质胶结，局部相变为粉、中砂岩，普氏硬度f=4一5。地质构造较简单，断层落差一般在1~3m内，属低瓦斯煤层，易自然发火。
巷道围岩特点是：顶板岩性好，两帮煤、岩松软，地应力较小，倾角小。
该矿采用900rnm轨距铁路，3t矿车轨道运输。巷道掘进宽度3200—3600mm，掘进高度2300mm．沿煤层顶板布置巷道。
2、支护设计
根据顶板岩石的岩性、厚度、单轴抗压强度、完整性、各物理力学参数等，经分析论证确定顶板不设支护。
因巷道较低，煤层较硬，确定巷帮上部煤层部分不设支护。
巷帮下部为铝质泥岩。该岩层吸水性强，遇水膨胀，岩性软弱。初期施工时帮部不设支护，但裸露泥岩历经夏季吸水潮解，岩体膨胀分解，片落严重，造成巷帮较大范围片帮，影响使用。采用喷浆支护虽能解决上述问题，但施工巷道需有轨道运输条件。考虑支护方式与施工工艺匹配，确定对该岩层进行锚网支护。采用∮16×1500mm钢筋锚杆，树脂锚围剂．50 x50mm网格菱形金属网，仅在巷帮泥岩部分进行锚网支护，锚杆间排距为0.7x1m。
3、施工方法与机械设备设置
采用钻眼爆破方法施工。
采用耙装机出煤，双向胶带输送机连续运输方式运送煤矸。
耙装机选型有P-30B与P-60B两种，主选P-60B型。30B虽机型适于低矮巷道应用，但对长距离巷道而言，其生产能力低，故障多，维修困难。60B型尽管机型较高大，低矮巷道移机困难，但生产能力大一倍，故障率低，适于快速出矸施工。采用改进机高方法可解决低矮巷道应用困难问题。
(1)胶带输送机选型。选用SSJ-800型，其优点是胶带上层
可连续运输煤矸，运矸效率提高多倍，下层向工作面运送材料，简单迅速。
(2)耙装机固定。预制一搭长为4m的固定轨道，用卡轨器把耙装机固定在轨道上，用地锚把轨道固定在巷道底板上。
(3)耙装机与胶带输送机尾衔接。机尾三面安装挡煤板并连接耙装机，耙装机卸料口对准下部胶带，使煤矸沿卸料口顺利卸人有挡煤板的胶带上。
(4)移耙装机方法。使用JH-5型慢速绞车，采用动滑轮组方式牵引，将皮带机尾与耙装机同时牵引到掘进迎头，延长胶带机，固定耙装机。
4、爆破参数设计与优化
(1)掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤层布置1对，在泥岩中布置l一2对。对数以爆破工作面距耙装机距离确定，最近时为2对，以避免抛掷煤矸埋耙装机，正常后增大至3对，已提高爆破效果。
(2)炮眼深度的确定。采用中深孔爆破。选多组炮眼深度进行试验比较，结果如下：炮眼深度分别为1.6m、1.8m时，装药量最少，残眼最浅，爆破抛掷距离最近，但进尺效率最低。选炮眼深度为2.4m时，装药量最多，残眼最深，打眼速度降低，不能完成当班整数循环作业。经比较，最终确定为正常进尺条件时炮眼深度为2.Om，每班能完成3个循环进尺。耙装机移机之后，炮眼深度暂时宜改为1.8m。
(3)炮眼直径确定。选用∮32mm与∮34mm两种规格柱齿钻头打眼，因爆破铝质泥岩，优选后者。
(4)爆破参数优化确定。周边眼：合理的周边眼间距是确保巷道成型的关键，要达到光面爆破效果，对不同硬度的岩层，以及底角炮眼而言，周边眼间距不宜相同的，经现场实验，在煤中，周边眼间距为40mm，泥岩与中细砂岩中以及底角眼间间距为350mrn为宜。最小抵抗线为400一500mm。装药量：煤眼150g/m，岩石炮眼225g/m。因爆破软岩，爆破之后眼痕率不明显，但壁面平整。
辅助眼：间距与最小抵抗线分别为500mm，600mm，装药量450g/m。
掏槽眼：间距为500mm．装药量450g/m，
底眼与顶眼分别为225g/m，300g/m。另外底角与顶角适当多装药。根据现场观察，泥岩虽松软，f值与煤层相等，数值较小，但比煤更“吃药”，与f值为4，5的中砂岩相当。
(5)炸药型号、装药结构与起爆。采用2号煤矿许用水胶炸药。
正常条件下采用反向装药，全断面一次起爆。但耙装机移机之后3·5茬炮采用正向装药，以避免抛掷矸石埋没与损坏机械设备。
5、劳动组织
采用三八制方式作业。
三八制作业时，早班检修，之后能完成2个正规循环进尺，其余班次完成3个正规循环进尺，地质条件正常时，每循环进尺平均1.9m，每圆班进尺最高达15m，过断层全岩巷进度是正常条件的50%，进尺3个圆班移机一次，移机、帮部支护作业共耗用一个圆班时间。地质条件正常时，月度总进尺最高达330.5m。正常作业时，迎头布置2部凿岩机，3—4人操作，后方1人耙装平行作业，1人从事后勤准备工作，根据输送机数量配置胶带输送机司机。
6、有价值技术与施工经验
(I)每帮的周边眼水平角度必须一致且布置在同一铅垂面内。
(2)周边眼要封足水泡泥，达到封黄泥之后炮眼封满为止。填水泡泥比留空气柱能使封泥严实，避免封孔不严爆破效果差，同时爆破之后减缓爆轰压力，能明显提高周边眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖现象。
(3)严格限制周边服装药量，不得多装，爆破之后观察巷帮超挖量可判定装药量。
(4)煤层中要求布置掏槽眼。煤层槽眼较高，一方面确保掏槽效果，一方面能增大抛掷距离。
(5)增大泥岩钻孔直径，提高吹眼效果。铝质泥岩极易出现塌孔，小钻孔吹眼器不能疏通淤积，使装药不能到达眼底，造成残眼深，影响进尺效率。
(6)控制耙装机作业时间，进行间歇作业。长时作业时电机温升高，极易烧毁电机。
7、效果评价
半煤岩巷采用钻爆法掘进施工，双向胶带输送机连续运输煤矸，仍是目前经济的普遍采用的施工方法。相对综掘施工有如下优点：适应性强，产尘量小，投入小，掘进成本低；采用双向胶带输送机，提高了普掘机械化程度，节省铺设轨道的人力物力与工时，减少了生产环节与不安全因素，显著提高掘进效率。但尚有如下不足：耙装机移机工序较复杂，耗时较长，有待新型设备研制与应用。
