1、工程概況
南屯煤礦1601、1602、1604等工作面均為近年以來布置的薄煤層工作面。該礦對其回采巷道掘進施工方法、支護方式、掘進配套設備等不斷進行研究改進，總結了薄煤層回采巷道提高掘進單近水平的快速掘進技術，取得了成功的施工經驗。
工作面回采巷道理深420—450m，均為半煤巖巷，巷道長度800～1000m。巷道圍巖巖性如下：煤層頂板為十下灰巖．巖性堅硬，普氏硬度12~14．厚度4.6~5.29m。煤層為16．煤，局部分布有黃鐵礦結核，煤質較硬，普氏硬度f=2—3，平均厚度0.87m，傾角平均30。煤層直接底板為鋁質泥巖，團塊狀結構，遇水膨脹，普氏硬度f=2 -3。其下為灰色細砂巖，泥質膠結，局部相變為粉、中砂巖，普氏硬度f=4一5。地質構造較簡單，斷層落差一般在1~3m內，屬低瓦斯煤層，易自然發火。
巷道圍巖特點是：頂板巖性好，兩幫煤、巖松軟，地應力較小，傾角小。
該礦采用900rnm軌距鐵路，3t礦車軌道運輸。巷道掘進寬度3200—3600mm，掘進高度2300mm．沿煤層頂板布置巷道。
2、支護設計
根據頂板巖石的巖性、厚度、單軸抗壓強度、完整性、各物理力學參數等，經分析論證確定頂板不設支護。
因巷道較低，煤層較硬，確定巷幫上部煤層部分不設支護。
巷幫下部為鋁質泥巖。該巖層吸水性強，遇水膨脹，巖性軟弱。初期施工時幫部不設支護，但裸露泥巖歷經夏季吸水潮解，巖體膨脹分解，片落嚴重，造成巷幫較大范圍片幫，影響使用。采用噴漿支護雖能解決上述問題，但施工巷道需有軌道運輸條件。考慮支護方式與施工工藝匹配，確定對該巖層進行錨網支護。采用∮16×1500mm鋼筋錨桿，樹脂錨圍劑．50 x50mm網格菱形金屬網，僅在巷幫泥巖部分進行錨網支護，錨桿間排距為0.7x1m。
3、施工方法與機械設備設置
采用鉆眼爆破方法施工。
采用耙裝機出煤，雙向膠帶輸送機連續運輸方式運送煤矸。
耙裝機選型有P-30B與P-60B兩種，主選P-60B型。30B雖機型適于低矮巷道應用，但對長距離巷道而言，其生產能力低，故障多，維修困難。60B型盡管機型較高大，低矮巷道移機困難，但生產能力大一倍，故障率低，適于快速出矸施工。采用改進機高方法可解決低矮巷道應用困難問題。
(1)膠帶輸送機選型。選用SSJ-800型，其優點是膠帶上層
可連續運輸煤矸，運矸效率提高多倍，下層向工作面運送材料，簡單迅速。
(2)耙裝機固定。預制一搭長為4m的固定軌道，用卡軌器把耙裝機固定在軌道上，用地錨把軌道固定在巷道底板上。
(3)耙裝機與膠帶輸送機尾銜接。機尾三面安裝擋煤板并連接耙裝機，耙裝機卸料口對準下部膠帶，使煤矸沿卸料口順利卸人有擋煤板的膠帶上。
(4)移耙裝機方法。使用JH-5型慢速絞車，采用動滑輪組方式牽引，將皮帶機尾與耙裝機同時牽引到掘進迎頭，延長膠帶機，固定耙裝機。
4、爆破參數設計與優化
(1)掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤層布置1對，在泥巖中布置l一2對。對數以爆破工作面距耙裝機距離確定，最近時為2對，以避免拋擲煤矸埋耙裝機，正常后增大至3對，已提高爆破效果。
(2)炮眼深度的確定。采用中深孔爆破。選多組炮眼深度進行試驗比較，結果如下：炮眼深度分別為1.6m、1.8m時，裝藥量最少，殘眼最淺，爆破拋擲距離最近，但進尺效率最低。選炮眼深度為2.4m時，裝藥量最多，殘眼最深，打眼速度降低，不能完成當班整數循環作業。經比較，最終確定為正常進尺條件時炮眼深度為2.Om，每班能完成3個循環進尺。耙裝機移機之后，炮眼深度暫時宜改為1.8m。
(3)炮眼直徑確定。選用∮32mm與∮34mm兩種規格柱齒鉆頭打眼，因爆破鋁質泥巖，優選后者。
(4)爆破參數優化確定。周邊眼：合理的周邊眼間距是確保巷道成型的關鍵，要達到光面爆破效果，對不同硬度的巖層，以及底角炮眼而言，周邊眼間距不宜相同的，經現場實驗，在煤中，周邊眼間距為40mm，泥巖與中細砂巖中以及底角眼間間距為350mrn為宜。最小抵抗線為400一500mm。裝藥量：煤眼150g/m，巖石炮眼225g/m。因爆破軟巖，爆破之后眼痕率不明顯，但壁面平整。
輔助眼：間距與最小抵抗線分別為500mm，600mm，裝藥量450g/m。
掏槽眼：間距為500mm．裝藥量450g/m，
底眼與頂眼分別為225g/m，300g/m。另外底角與頂角適當多裝藥。根據現場觀察，泥巖雖松軟，f值與煤層相等，數值較小，但比煤更“吃藥”，與f值為4，5的中砂巖相當。
(5)炸藥型號、裝藥結構與起爆。采用2號煤礦許用水膠炸藥。
正常條件下采用反向裝藥，全斷面一次起爆。但耙裝機移機之后3·5茬炮采用正向裝藥，以避免拋擲矸石埋沒與損壞機械設備。
5、勞動組織
采用三八制方式作業。
三八制作業時，早班檢修，之后能完成2個正規循環進尺，其余班次完成3個正規循環進尺，地質條件正常時，每循環進尺平均1.9m，每圓班進尺最高達15m，過斷層全巖巷進度是正常條件的50%，進尺3個圓班移機一次，移機、幫部支護作業共耗用一個圓班時間。地質條件正常時，月度總進尺最高達330.5m。正常作業時，迎頭布置2部鑿巖機，3—4人操作，后方1人耙裝平行作業，1人從事后勤準備工作，根據輸送機數量配置膠帶輸送機司機。
6、有價值技術與施工經驗
(I)每幫的周邊眼水平角度必須一致且布置在同一鉛垂面內。
(2)周邊眼要封足水泡泥，達到封黃泥之后炮眼封滿為止。填水泡泥比留空氣柱能使封泥嚴實，避免封孔不嚴爆破效果差，同時爆破之后減緩爆轟壓力，能明顯提高周邊眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖現象。
(3)嚴格限制周邊服裝藥量，不得多裝，爆破之后觀察巷幫超挖量可判定裝藥量。
(4)煤層中要求布置掏槽眼。煤層槽眼較高，一方面確保掏槽效果，一方面能增大拋擲距離。
(5)增大泥巖鉆孔直徑，提高吹眼效果。鋁質泥巖極易出現塌孔，小鉆孔吹眼器不能疏通淤積，使裝藥不能到達眼底，造成殘眼深，影響進尺效率。
(6)控制耙裝機作業時間，進行間歇作業。長時作業時電機溫升高，極易燒毀電機。
7、效果評價
半煤巖巷采用鉆爆法掘進施工，雙向膠帶輸送機連續運輸煤矸，仍是目前經濟的普遍采用的施工方法。相對綜掘施工有如下優點：適應性強，產塵量小，投入小，掘進成本低；采用雙向膠帶輸送機，提高了普掘機械化程度，節省鋪設軌道的人力物力與工時，減少了生產環節與不安全因素，顯著提高掘進效率。但尚有如下不足：耙裝機移機工序較復雜，耗時較長，有待新型設備研制與應用。
南屯煤礦1601、1602、1604等工作面均為近年以來布置的薄煤層工作面。該礦對其回采巷道掘進施工方法、支護方式、掘進配套設備等不斷進行研究改進，總結了薄煤層回采巷道提高掘進單近水平的快速掘進技術，取得了成功的施工經驗。
工作面回采巷道理深420—450m，均為半煤巖巷，巷道長度800～1000m。巷道圍巖巖性如下：煤層頂板為十下灰巖．巖性堅硬，普氏硬度12~14．厚度4.6~5.29m。煤層為16．煤，局部分布有黃鐵礦結核，煤質較硬，普氏硬度f=2—3，平均厚度0.87m，傾角平均30。煤層直接底板為鋁質泥巖，團塊狀結構，遇水膨脹，普氏硬度f=2 -3。其下為灰色細砂巖，泥質膠結，局部相變為粉、中砂巖，普氏硬度f=4一5。地質構造較簡單，斷層落差一般在1~3m內，屬低瓦斯煤層，易自然發火。
巷道圍巖特點是：頂板巖性好，兩幫煤、巖松軟，地應力較小，傾角小。
該礦采用900rnm軌距鐵路，3t礦車軌道運輸。巷道掘進寬度3200—3600mm，掘進高度2300mm．沿煤層頂板布置巷道。
2、支護設計
根據頂板巖石的巖性、厚度、單軸抗壓強度、完整性、各物理力學參數等，經分析論證確定頂板不設支護。
因巷道較低，煤層較硬，確定巷幫上部煤層部分不設支護。
巷幫下部為鋁質泥巖。該巖層吸水性強，遇水膨脹，巖性軟弱。初期施工時幫部不設支護，但裸露泥巖歷經夏季吸水潮解，巖體膨脹分解，片落嚴重，造成巷幫較大范圍片幫，影響使用。采用噴漿支護雖能解決上述問題，但施工巷道需有軌道運輸條件。考慮支護方式與施工工藝匹配，確定對該巖層進行錨網支護。采用∮16×1500mm鋼筋錨桿，樹脂錨圍劑．50 x50mm網格菱形金屬網，僅在巷幫泥巖部分進行錨網支護，錨桿間排距為0.7x1m。
3、施工方法與機械設備設置
采用鉆眼爆破方法施工。
采用耙裝機出煤，雙向膠帶輸送機連續運輸方式運送煤矸。
耙裝機選型有P-30B與P-60B兩種，主選P-60B型。30B雖機型適于低矮巷道應用，但對長距離巷道而言，其生產能力低，故障多，維修困難。60B型盡管機型較高大，低矮巷道移機困難，但生產能力大一倍，故障率低，適于快速出矸施工。采用改進機高方法可解決低矮巷道應用困難問題。
(1)膠帶輸送機選型。選用SSJ-800型，其優點是膠帶上層
可連續運輸煤矸，運矸效率提高多倍，下層向工作面運送材料，簡單迅速。
(2)耙裝機固定。預制一搭長為4m的固定軌道，用卡軌器把耙裝機固定在軌道上，用地錨把軌道固定在巷道底板上。
(3)耙裝機與膠帶輸送機尾銜接。機尾三面安裝擋煤板并連接耙裝機，耙裝機卸料口對準下部膠帶，使煤矸沿卸料口順利卸人有擋煤板的膠帶上。
(4)移耙裝機方法。使用JH-5型慢速絞車，采用動滑輪組方式牽引，將皮帶機尾與耙裝機同時牽引到掘進迎頭，延長膠帶機，固定耙裝機。
4、爆破參數設計與優化
(1)掏槽方式。采用立式楔形掏槽。掏槽眼在煤層布置1對，在泥巖中布置l一2對。對數以爆破工作面距耙裝機距離確定，最近時為2對，以避免拋擲煤矸埋耙裝機，正常后增大至3對，已提高爆破效果。
(2)炮眼深度的確定。采用中深孔爆破。選多組炮眼深度進行試驗比較，結果如下：炮眼深度分別為1.6m、1.8m時，裝藥量最少，殘眼最淺，爆破拋擲距離最近，但進尺效率最低。選炮眼深度為2.4m時，裝藥量最多，殘眼最深，打眼速度降低，不能完成當班整數循環作業。經比較，最終確定為正常進尺條件時炮眼深度為2.Om，每班能完成3個循環進尺。耙裝機移機之后，炮眼深度暫時宜改為1.8m。
(3)炮眼直徑確定。選用∮32mm與∮34mm兩種規格柱齒鉆頭打眼，因爆破鋁質泥巖，優選后者。
(4)爆破參數優化確定。周邊眼：合理的周邊眼間距是確保巷道成型的關鍵，要達到光面爆破效果，對不同硬度的巖層，以及底角炮眼而言，周邊眼間距不宜相同的，經現場實驗，在煤中，周邊眼間距為40mm，泥巖與中細砂巖中以及底角眼間間距為350mrn為宜。最小抵抗線為400一500mm。裝藥量：煤眼150g/m，巖石炮眼225g/m。因爆破軟巖，爆破之后眼痕率不明顯，但壁面平整。
輔助眼：間距與最小抵抗線分別為500mm，600mm，裝藥量450g/m。
掏槽眼：間距為500mm．裝藥量450g/m，
底眼與頂眼分別為225g/m，300g/m。另外底角與頂角適當多裝藥。根據現場觀察，泥巖雖松軟，f值與煤層相等，數值較小，但比煤更“吃藥”，與f值為4，5的中砂巖相當。
(5)炸藥型號、裝藥結構與起爆。采用2號煤礦許用水膠炸藥。
正常條件下采用反向裝藥，全斷面一次起爆。但耙裝機移機之后3·5茬炮采用正向裝藥，以避免拋擲矸石埋沒與損壞機械設備。
5、勞動組織
采用三八制方式作業。
三八制作業時，早班檢修，之后能完成2個正規循環進尺，其余班次完成3個正規循環進尺，地質條件正常時，每循環進尺平均1.9m，每圓班進尺最高達15m，過斷層全巖巷進度是正常條件的50%，進尺3個圓班移機一次，移機、幫部支護作業共耗用一個圓班時間。地質條件正常時，月度總進尺最高達330.5m。正常作業時，迎頭布置2部鑿巖機，3—4人操作，后方1人耙裝平行作業，1人從事后勤準備工作，根據輸送機數量配置膠帶輸送機司機。
6、有價值技術與施工經驗
(I)每幫的周邊眼水平角度必須一致且布置在同一鉛垂面內。
(2)周邊眼要封足水泡泥，達到封黃泥之后炮眼封滿為止。填水泡泥比留空氣柱能使封泥嚴實，避免封孔不嚴爆破效果差，同時爆破之后減緩爆轟壓力，能明顯提高周邊眼成型效果，避免眼底超挖眼口欠挖現象。
(3)嚴格限制周邊服裝藥量，不得多裝，爆破之后觀察巷幫超挖量可判定裝藥量。
(4)煤層中要求布置掏槽眼。煤層槽眼較高，一方面確保掏槽效果，一方面能增大拋擲距離。
(5)增大泥巖鉆孔直徑，提高吹眼效果。鋁質泥巖極易出現塌孔，小鉆孔吹眼器不能疏通淤積，使裝藥不能到達眼底，造成殘眼深，影響進尺效率。
(6)控制耙裝機作業時間，進行間歇作業。長時作業時電機溫升高，極易燒毀電機。
7、效果評價
半煤巖巷采用鉆爆法掘進施工，雙向膠帶輸送機連續運輸煤矸，仍是目前經濟的普遍采用的施工方法。相對綜掘施工有如下優點：適應性強，產塵量小，投入小，掘進成本低；采用雙向膠帶輸送機，提高了普掘機械化程度，節省鋪設軌道的人力物力與工時，減少了生產環節與不安全因素，顯著提高掘進效率。但尚有如下不足：耙裝機移機工序較復雜，耗時較長，有待新型設備研制與應用。
