掘进工培训-教-案

学习内容：
1、架棚巷道支护
2、掘进安全质量标准化和文明生产
授课教案
为提高员工的安全生产意识，进一步推进质量标准化建设，我与大家一道共同探讨掘进方面的有关知识。

学习将从煤矿架棚巷道支护、掘进工作面安全质量标准化要求及存在的问题隐患等.
第一讲架棚巷道支护
巷道掘进出来后，需根据掘进巷道围岩的不同性质对巷道进行支护，以控制巷道围岩的变形,防止巷道片帮冒顶,保证施工人员的作业安全。

这里，我给大家简单介绍一下巷道支护方面的知识。

根据支护对围岩的作用形式不同,支护可分为以下两大类：
一、支（被动支护）
以抵抗围岩的变形为主的各种支架形式，如棚式支架等；
二、护(主动支护）
以提高围岩自身支撑能力和稳定性为主的各种维护形式，如锚杆支护及锚网喷支护等。

现在就各支护形式及架设安全问题介绍如下:
1、棚式支架
⑴木支架:木支架在采矿工业中用的最早、过去用的也是最广泛的。

在座同志中，那些参加工作比较早的或许还见过木支架.木支架的缺点是:强度有限、不能防火,容易腐朽，服务年限短，维修费用高，当巷道变形量超过100～200mm时，木支架就可能遭到破坏，且不能阻止和防止围岩风化。

目前在国有煤矿已见不到采用木支架支护的。

⑵金属支架：即用旧钢轨、矿用工字钢或U型钢加工成梯形、拱形支架支护巷道。

有时为了适应动压的特点,将其制成可缩性结构，应用于动压较大的回采巷道。

掘进队采用的工字钢刚性支架也有一定的可缩性，在它的支护体系中缩量包括柱腿插入底板、架后破碎煤体压缩、梁腿接榫处木垫压缩以及支架本身的挠曲变形等.
⑶钢筋混凝土支架：是在地面用钢筋混凝土预制成顶梁、棚腿和背板等构件，运到井下装配架设成梯形棚式支架，支护巷道，这种支
护形式的最致命缺点是不能承受动压，在我矿没有采用，这里也不过多叙述。

2、棚式支架架设的安全问题
⑴安全问题
在架设棚式支架前必须对工作场所进行审帮问顶，巷道爆破后及时前串前探梁、前探梁上卧工钢梁掩护暴漏的顶板。

㈠前探梁的使用
前探梁可以有效保证迎头处的施工人员人身安全，所以大家应重视前探梁的使用，发现不合格的前探梁要及时更换。

棚式支护的巷道放炮后必须立即在工作面向前移动前探梁,前探梁的固定方式、位置、根数都要符合作业规程的规定，并必须用木栈刹紧背牢，切实有效，杜绝空顶作业现象，以保证在工作面前方空顶区工作人员的安全。

前探梁的探出部分之上应将要架设的棚梁架上去，并用网覆盖好，裱褙严实，待工作面煤出净后，再安上棚腿，柱窝深度必须符合规程要求,两帮裱褙严实。

工钢棚使用4根不少于4m的12＃工钢做前探梁，一粱三卡。

在实际施工中需要注意的问题有：
⑴前探梁长、重，需要前移前探梁时，一定要放足人手，前移时，抬梁人员注意手托梁的底部，防止碰伤手指；
⑵前移到适宜位置后，要使用木片将前探梁裱褙严实，确保前探梁正常的工作状态；
㈡其他临时支护
掘进工作面必须在正前挂网护好顶板，并打设至少2根临时点柱,护好迎头断面，以切实控制好顶板,如掘进的是上山巷道或其他向上巷道，正前不易打设临时点柱时，可在巷道两帮掏出位置，打设临时点柱，如有条件，可直接往正前打几根锚杆，均匀挂网护好掌子面,保持正前围岩完整，利用围岩自身的支撑作用控制顶帮围岩的变形垮落,防止冒顶。

（例如1、古汉山矿2003年4月4日4时42分西大巷发生冒顶事故,冒顶长度达12.5m，造成3死2伤事故。

2、1999年元月2日2时50分某矿发生一起顶板事故，造成1人死亡.）㈢架棚的工程规格
架棚前，应先按中腰线和设计规格找柱窝，棚腿柱窝要找到实底，减少柱腿穿底量，提高棚腿的支护强度，防止松动圈扩大。

架设的棚式支架要严格按照设计规格，留取岔角。

岔角值的大小一般为75度至80度，岔角值要依具体实际灵活选用，巷道侧压大时岔角值取大些，侧压小时，岔角值取小些，（棚腿岔角一般相当于柱长的1/4~1/5）。

棚式支架的架设“亲口”要严密合缝.棚平面与巷道中线要垂直，不许出现吊唇、后穷、错牙，水平巷道架棚，要高低一致、快慢一致,严禁支架前倾、后仰、迈步等现象。

梁腿接榫处要设置木质垫板，以增加可塑性和加强稳固性，防止滑动而掉梁伤人或无效.
按照《安全质量标准化标准及考核评级办法》中有关规定，支架梁水平不超过50mm，支架扭矩不超过80mm，棚梁接口离合、错位不超过5mm，支架间距误差在±50mm范围内，支架柱窝深度不小于设计值30mm，支架前倾后仰在±1°范围内。

在倾斜巷道内架棚时，要有适当的迎山角，以平衡顶板产生的下滑力的作用。

迎山角的取值取决于巷道的倾角及围岩的性质,一般每倾斜6～8度，便应具有1度的迎山角,不得有退山角.迎山角过大时,就会形成所谓的“过山棚”
，受压后棚向巷道上方推到；若迎山角过小,则会出现“退山棚"，受压后支架要向巷道下方推到.过山棚和退山棚都会降低棚的支撑效果，所以迎山角要适当，绝不可使棚失效而造成冒顶事故。

按规定巷道坡度每增大6～8度，迎山角就上迎1度,那么假如巷道倾斜角度为13度,该巷道的迎山角就应该为11度，验收人员在验收棚时,就要注意验收棚时，棚腿与竖直方向夹角就成了11度，
sin11=0.1908，高为2m的巷道迎山距就是0。

1908＊2=0.3816。

迎山距的测定方法是：从柱头向下挂垂线，测量铅垂线到柱跟的距离所测得数值即为迎山距。

㈣支架的裱褙
棚梁、棚腿架设好后,要严格背好顶帮，并设置好拉杆、撑杆，按规定使用好防倒器，保证所架设棚的稳定性,防止松散围岩漏顶,造成各支架受力不均匀或失效而压坏支架，发生冒顶.那么，为什么架棚后要及时裱褙呢?
①架后充填的必要性
采用爆破法掘进巷道，掘进断面很难与支架外轮廓相互吻合，从而不可避免地在支架背后形成架后空间，架后空间的存在会对支架支护产生极为不利的影响。

这些影响表现在:
a、架后空间的存在使支护体也就是煤体和矸石在周边上与巷道围岩呈不规律的点线接触，使得围岩变形时支架将受到不均匀的集中载荷的作用。

支架受侧向压力，支架顶梁向下弯曲，呈现凹型破坏，棚腿弯曲，使支护强度剧减,严重威胁施工人员的人身安全。

我们在井下现场，可以看到有的工钢棚平整完好，有的工钢棚却向下弯曲，大家都说是压力大引起的。

不错，我们古汉山矿的矿压确实大,但是不能一出问题就找客观原因,假设我们架棚后及时充填架后空间，裱褙严实，使得支架受力均匀，矿压载荷均匀作用在支架上,最多会使巷道断面缩小，但是支架本身却不会出现不规则破坏。

b、巷道掘出后如支架不能及时支撑围岩，松动圈的范围将进一步扩大，并随着时间的延续而扩展。

在松动圈形成和发展过程中,地应力峰值不断向岩体深部转移，松动圈内的岩体将不断向巷道空间内移动，临空的岩体有可能随变形加大出现松动破坏。

②架后充填的作用
a、围岩的载荷通过充填层均匀传递给支架，使支架沿周边受匀部载荷；
b、支架提供的支撑力与围岩变形同步出现，可及时抑制围岩变形，改变支架被动承载状况；
c、如果架后充填材料具有一定的可缩性，围岩盈利重新分布时所释放的变形能可部分地为充填层所吸收,降低支架所承受的载荷。

所以，同志们在现场施工时，需要裱褙的地方一定要裱褙严实，切不可敷衍了事,那样不仅造成工程质量不合格,更严重的会给我们施工人员的人身安全带来十分严重的隐患.
2、锚杆支护(简单介绍）
⑴锚杆种类
采用锚杆支护，就是巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆安设在锚杆眼内，对巷道围岩予以人工加固的，从而维护巷道的稳定。

国内常用的锚杆有以下几种：
①钢筋或钢丝绳砂浆锚杆
②金属倒楔式锚杆
③木锚杆
④树脂锚杆
⑤快硬水泥锚杆
⑥快硬膨胀水泥锚杆
⑦管缝式锚杆
⑧可伸缩式锚杆
我矿使用的是端头锚固性树脂锚杆，即用树脂为粘结剂,在固化剂和加速剂的作用下，将锚杆的头部粘结在锚杆孔内。

它的显著优点是：凝结硬化快，粘结强度高，在很短时间内便能达到很大的锚固力。

我矿使用的锚固剂有两种，CK2360和Z2360,CK是中文“超快”的简写，Z是中文“中速”的简写，23是指锚固剂的直径为23mm，60也就是锚固剂的长度是60mm，CK2360的包装是粉白二色,Z2360的包装是黑白二色。

⑵锚杆支护作用理论
①悬吊理论
悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂于其上的紧固老顶
上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的围岩连接在松动区外的完整坚固岩体上，增强软弱围岩的稳定性，使松动围岩不致冒落。

对于回采巷道经常遇到的如果巷道浅部围岩松软破碎，顶板出
现松动破裂区，锚杆的悬吊作用就是将这部分易冒落岩体锚固在深部未松动的岩层上，如下图所示。

②组合梁理论
如果顶板岩层中存在若干分层，组合梁理论认为锚杆的作用一方面提供锚固力增加各岩层间的摩擦力，阻止岩层沿层面继续滑动，避免出现离层现象；另一方面锚杆杆体可增加岩层间的抗剪刚度,阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁成一个较厚的岩层。

组合梁的作用就是将层状岩体各岩层用锚杆连结并紧固，锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,提高了岩层的整体抗弯能力。

这和日常生活中，大家用铆钉加固物件的道理一样。

在相同载荷的作用下,组合后的组合梁比未组合的板梁的挠度和内应力都大为减少，使得围岩的稳定更好，从而加固顶板，防止冒顶事故
的发生。

③楔固理论
锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的不连续
面(就是倾斜方向不同的岩层）的情况下，由于锚杆穿过这些不连续
面（岩层），防止或减少了围岩沿不连续面的移动,从而防止冒顶事故
的发生.
施工中如果遇到顶板有一层或几层倾斜方向不同的岩层时，安注
锚杆时要全场锚固。

④组合拱（压缩拱）理论
这种作用在拱形巷道中体现比较明显。

在拱形巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆，从杆体两端起形成
圆锥形分布的压应力区，如果锚杆间距足够小，各个锚杆形成的压应
力圆锥体相互交错,在岩体中形成一个均匀的压缩带,即压缩拱。

压缩
拱内岩石径向、切向均受压，处于三向应力状态，围岩强度得到提高，
支撑能力相应增大.
⑤最大水平应力理论
澳大利亚学者W。

J。

Gale提出，矿井岩层的水平应力通常大于
铅直盈利，巷道顶底板的稳定性主要受水平应力的影响。

围岩层状特
征比较突出的回采巷道开挖后引起应力重新分布时，铅直应力向两帮
转移,水平应力向顶底板转移。

铅直应力的影响主要显现在两帮，导
致两帮的破坏；水平应力的影响主要显现于顶底板岩层.锚杆的作用
就是沿锚杆轴向约束岩层膨胀和在垂直锚杆轴向方向约束岩层剪切
错动。

从而改善两帮和顶底板的受力状态，减少应力集中。

⑶锚杆作业的安全注意事项：
①工作前先检查巷道
打临时点柱维护好顶板再
工作；
②钻眼后要用压风清
除眼内煤石碎屑及泥水；
③锚杆眼应作到当班
眼当班锚。

对可能冒落或掘
进工作面临时支护的地方
要打一眼锚一眼;
④锚杆下井前要进行
拉力试验。

⑷锚杆使用
下面是端头锚固式锚杆受力特征:
端头锚固式锚杆对围岩的约束力主要是托锚力。

这里，内锚头对
围岩的力通过端头锚固来实现,由于树脂药卷的硬化膨胀，内锚头对
附近围岩有一个压应力,使得围岩裂隙减小，强度增大;而托盘通过紧
固锚杆本身，对围岩也有个压应力，通过与内锚头施加在围岩上的压应力共同作用，进一步加强围岩本身的稳定性，进而防止冒顶事故的发生。

所以,在安注锚杆时，必须按规定使用好树脂药卷并上紧托盘。

⑸锚杆的施工质量要符合下列要求：
①锚杆眼的方向与岩(煤）层层面或主要裂隙面要成较大角度布置.如岩（煤）层层面与裂隙面不明显时，应与巷道周边尽量垂直布置。

锚杆眼的深度、间距、排距及布置方式必须符合作业规程施工要求。

②锚杆的外露长度应符合设计规定.托盘要与巷道围岩表面接触严实，不得在托盘上垫木头、石块或多加托盘，以确保一定的锚固力，从而切实有效地支护围岩.
质量标准化在这方面的具体要求为:锚杆间排距与设计间排距误差在±100mm范围内,锚杆角度必须≥75°,与设计角偏差在±3°范围内，锚杆外露长度＜50mm,锚杆的锚固力不小于设计值的90%，优良巷道的锚杆锚固力不小于设计值。

第二讲掘进安全质量标准化和文明生产
一、掘进安全质量标准化标准及考核评级办法
第一条掘进质量标准化必备条件：
1、完成考核期内上级下达的开拓进尺计划.
2、矿井回采工作面接替正常,无脱节现象，“三个”煤量可采期符合国家规定.
3、掘进工作面无一次3人以上(含3人）事故。

4、考核期内制定切实可行的掘进质量达标规划、验收考核办法。

第二条掘进质量标准化实行百分考核制，按检查得分多少划分为三个等级:
一级：总分在90分以上（含90分），优良品率60％及以上,消灭不合格品，掘进装载机械化程度不低于60％(高突矿井不考核）.
二级：总分在85分以上(含85分），优良品率50%及以上，消灭不合格品，掘进装载机械化程度不低于60%（高突矿井不考核）。

三级：总分在80分以上（含80分)，优良品率40％及以上，消灭不合格品，掘进装载机械化程度不低于60％（高突矿井不考核）。

第三条等级评定办法
总分为100分,其中工程质量满分为60分，文明生产满分为40分.
1、工程质量标准及检查评分办法:
(1）工程质量标准，按《生产矿井井巷工程质量检验评定办法》（试行）进行检查评级。

(2）每月由矿对所有施工掘进队当月掘进巷道的工程质量进行一次检查验收，并评定出等级和得分，达到优良品得60分，合格品得50分，不合格不计分。

2、文明生产标准及评分办法：
文明生产标准共10项，每项4分,每项中按小项标准分别考核评分,达到标准要求的，该小项不得分。

3、安全考核办法：
掘进队所负责的区域内,考核期内因掘进责任发生死亡事故，每死亡1人，在检查评比时,掘进质量标准化降一个等级，扣5分后再记入矿井总得分，扣5分后掘进质量标准化得分不得超过下一个等级的最高分.
4、掘进装载机械化程度达不到要求的，矿井掘进质量标准化得分扣5分（高突矿井暂不执行）。

5、掘进工作面得分计算办法：
每个掘进工作面得分=工程质量得分+文明生产得分。

6、矿井掘进工程质量标准化得分计算办法：
当月检查掘进工作面得分之和每月矿井掘进质量标准化得分=—-—-—-—-—-———
当月检查掘进工作面个数
季度各月矿井掘进质量标准化得分之和季度矿井掘进质量标准化得分= -———--——--——
3（个月）
每年各月矿井掘进质量标准化得分之和全年矿井掘进质量标准化得分=————-—--——--——12（个
月）第四条在“工程质量与文明生产评分标准"之外增加其他扣分项，并按规定从专业总分中扣除。

1、岩巷、半煤岩巷光爆质量（4分）
（1）岩巷必须实行光面爆破，可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼总数之比不少于60%,每降低5％扣1分.
(2）半煤岩巷不准出现超挖、欠挖（光面上出现直径大于500mm、深度大于250mm、帮大于200mm算一处超挖）,达不到标准一处扣1分，扣满4分为止。

2、炮掘工作面积矸（2分）
炮掘工作面实行正规循环作业，迎头积矸不得超过一茬炮的矸石
量。

超过规定扣2分.
3、轨道运输系统质量（4分)
掘进队施工及管辖区域内的巷道安全间隙符合《煤矿安全规程》及设计规定；车场布置合理;使用标准道岔;变坡点轨道竖曲线连接;信号室、躲避硐齐全，布置合理;小绞车过卷距离、基础固定、使用管理等符合规定；斜巷防跑车及跑车防护装置符合要求.一处不符合扣0.5分，扣完4分为止.
第五条检查审核办法
由矿按上述标准及评级办法，逐月对矿井所有掘进工作面当月施工的井巷工程质量和文明生产进行检查评定分数，并做好原始记录。

凡生产矿井达到掘进质量标准化等级，由矿提出申请，经集团公司考核上报。

集团公司每季检查一次，检查覆盖面不低于70％,省局每半年考核评级一次，检查覆盖面不低于50％。

省局、集团公司检（抽）查掘进达标矿井的得分和级别低于该矿井自检上报考核期内的得分和级别时，则以上一级检查验收结果为准，若上一级检查得分和级别高于该矿自查结果时，则承认该矿自查结果.
下表为掘进文明生产标准及评分记录表，我给大家读一遍,大家可以对照此表的检查项目及标准查找自身不足，有则改之，无则加勉，将掘进文明生产做到实处.
掘进文明生产标准及评分记录表
矿队工程名称工程量年月日
二、巷道规格、电缆管路布置及环境卫生方面:
《煤矿安全规程》规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风、安全设施服务、设备安装、检修和施工的需要。

因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙,以及通过巷道的风量等。

㈠巷道规格控制及质量标准化要求
我们掘进队现在施工的14181回风巷设计净宽4300mm,净高2300mm，这些数据都是技术部门结合《煤矿安全规程》规定，精密计算出来的，我们施工时要一丝不苟的严格按照设计尺寸掘进巷道，一方面为我们施工的巷道工程质量负责，另一方面也为了自身安全负责。

通过这段时间在掘进工作面的所见,我觉得在今后实际施工中，应做好以下几方面的工作：
⑴加强中腰线的管理，每班施工前，作业地区安全检查后，要由专门的技术方面人员将技术部门给定的中腰线延伸到掘进工作面；
⑵严格按照爆破图表进行点眼、打眼工作，严禁随意点眼、打眼；
⑶每班炮后，如有可能，尽量将中腰线延伸到掘进工作面，以提高对班工效，进而提高全队的工效。

《安全质量标准化标准及考核评级办法》中关于巷道规格方面的规定有以下几点,请大家务必熟记掌握：
⑴巷道净宽与设计净宽的误差在0～＋50mm范围内；
⑵巷道净高与设计净高的误差在0～＋50mm范围内;
⑶水平巷道前倾后仰±0.5°（1m垂线的线尾在竖直方向的偏移量不大9mm）；
⑷倾斜巷道迎山角不超过设计＋0。

5°，不得退山；
⑸撑(拉）杆和垫板的位置和数量均符合设计要求;
⑹支架柱窝深度或底梁铺设：柱窝应到实底，底梁铺设在实底上，其深度符合设计要求;
⑺支架梁水平：支架两端高低差不大于40mm；
⑻支架扭矩不大于80mm；
⑼棚梁接口离合、错位：视情况可放宽，但不超过5mm；
⑽支架间距与设计规定误差在±50mm内。

㈡管线布置
根据生产需要,巷道内需要安设诸如压风管、排水管、供水管、动力电缆、照明和通信电缆等管道和电缆。

管缆的布置要考虑安全和架设检修的方便，一般应符合下列要求：
⑴管道与运输设备之间必须留有不小于0.2m的安全距离；
⑵通信电缆和电力电缆不宜设在同一侧，如受条件限制设在同一侧时，通信电缆应设在动力电缆上方0.1m以上的距离处，以防电磁
场作用干扰通讯信号；
⑶电缆与管道在同一侧安设时,电缆要悬挂在管道上方并保持0。

3m以上距离;
⑷为保证电缆发生坠落时，不会落在运输设备上，电缆两个悬挂点的间距不应大于0.3m，电缆与运输设备之间距离不应小于0.25m ㈢环境卫生
施工地区施工的是我们自己，别人最多是去检查一下，施工地区环境的好坏最直接的作用人也是我们施工人员自己。

施工地区干净整洁，我们干起活来也精神饱满、斗志昂扬,施工地区垃圾遍地、杂乱无序时，我们干起活来也不会顺手顺心，游刃有余.在环境卫生方面，我认为掘进队需要改进的有以下几点：
⑴荆棍、撑杆等材料要码放整齐、分类别挂牌管理，牌板要清洁干净、悬挂整齐,填写要清楚准确；
⑵施工地区内的杂物、废物要放置到专门的垃圾袋内，严禁随地乱丢；
⑶每个施工人员都要有随见随捡垃圾、保持施工地区清洁卫生的义务;
⑷机电设备、电缆每班都要指定专人保养、擦拭，保持设备摆放整齐,电缆表面干净无灰尘。