【采矿课件】第八章水平及倾斜巷道掘进

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第二节 岩巷掘进
►3.装药结构与起爆
掏槽眼与辅助眼的装药结构，有正向连续装药与 反向连续装药两种。
在煤矿巷道掘进中，最好使用多段毫秒雷管，按 照规定的起爆顺序全断面一次起爆。
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第二节 岩巷掘进
►4.钻眼工作
►1)定向工作
为了在工作面正确布置炮眼和掌握巷道掘进方向 和坡度，钻眼前应检查巷道的中线和腰线。
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第一节 巷道断面形状及尺寸
• 设计巷道断面尺寸时，应根据上述诸因素和 有关规程、规范的规定，首先定出巷道的净 断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支 架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进 断面尺寸，并按允许加大值（超挖值），计 算出巷道的计算掘进断面尺寸；最后，按比 例绘制包括水沟、墙角在内的巷道断面图， 编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消 耗量表。
5．钻装机钻眼与装岩--胶带转载机转载--矿车及电机车 运输；这条作业线实现了钻眼、装岩综合机械化，不需 花费凿岩台车与装载机更换进出的调动时间。
► 钻装机一机多能，既能钻眼又能装岩，如还能打锚 杆眼，我国习惯称它为钻装锚机。图8-18为ZZM812型钻装锚机组。
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图8-18 ZZM8-12型钻装锚机组 1－中间挂斗钻臂；2—钻臂；3—转柱油缸；4—溜槽；5—台车； 6—支承油缸；7—前支千斤顶；8—推进器；9—耙斗；10—尾轮
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图8-14 单轨浮放双轨道岔 1—道岔；2—浮放轨道；3—支撑装置
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图8-17 梭式矿车 1－板式输送机转载轮；2—车帮；3—传动链；4—底盘；5—车轮底架；6—车轮；7—减速装置。
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第二节 岩巷掘进
三、岩石平巷掘进机械化作业线
利用矿用激光指向仪指示中线位置既准确又省时。 激光指向仪固定在距工作面100m远的巷道中线 位置上，激光光束在工作面岩壁上显现的红光点， 即为中线位置。掘进时，根据它既可确定炮眼位 置，又可确定腰线位置。
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第二节 岩巷掘进
►2）多台凿岩机工作 ►为缩短钻眼总时间，组织快速施工，在采用
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第二节 岩巷掘进
► 岩巷掘进在我国煤矿目前主要仍采用钻眼爆破破岩 法，其主要工序包括：打眼、装药放炮、工作面通 风、装运岩石及巷道支护等作业。这些工序组成工 作循环环，不断重复这种循环，使巷道掘进不断向 前推进。
► 打眼、清理岩石和巷道支护是最繁重的三个工序， 所占时间比较长。工作面通风主要是为了排除爆破 后的有毒气体和供给新鲜空气，是一种辅助作业。 另外，架设保安用的临时支护，敷设各种管道、修 筑排水沟、铺设轨道等，也都是掘进中的辅助作业。
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第二节 岩巷掘进
一、钻眼爆破
►1．工作面炮眼布置
掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽 眼、辅助眼和周边眼三类。其起爆顺序依次为掏 槽眼、辅助眼和周边眼。
掏槽眼的作用时首先在工作面上将某一部分岩石 破碎并抛出，在一个自由面的基础上蹦出第二个 自由面来，为其它炮眼的爆破创造条件。按掏槽 眼的方向可将掏槽眼的布置方式分为三类：即斜 眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。
H' H 100
H h1 ha
h
' 1

h1
100
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第一节 巷道断面形状及尺寸
• 式中：
– h1——轨面起巷道沉实后的净高： – t——背板厚度，计算掘进断面时取25mm；
– d——坑木直径，若为金属棚子则为柱截面高度；
– hb——道渣高度； – δ——预留下沉量。
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第一节 巷道断面形状及尺寸
►一、巷道断面形状选择
►我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形、矩 形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、 三心拱形，简称拱形），只是在特定的岩 层和围岩压力条件下才选用不规则的形状 （半梯形）、圆形、椭圆形、封闭拱性等。 巷道断面形状如图8-1所示。
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– ha——规平面到道渣棉高度；
• 巷道的净断面积
– 梯形巷道的支架棚腿常有80°左右倾角，所以有了巷道的净宽与净高，
还要求出巷道顶板净宽B1与底部净宽B2，然后才计算出巷道的净断面。
•
– 梯形巷道净断面：
式中：
S (B1 B2 )H / 2
• 3.风速校核净断面积 B1 B 2(H h ' )ctg B2 B 2Hctg
采用凿岩台车并配以重型凿岩机钻眼，具有凿岩速度快，作业人员 少，钻眼效率高，劳动强度低，钻眼质量高等优点。但钻眼与装岩 不能平行作业，凿岩台车与装岩机更换进出工作面的时间较长，在 双轨大断面巷道中才便于使用。
采用钻装机并配以重型凿岩机钻眼，除具备凿岩台车的全部优点外， 它本身带有装岩设备，实现了钻眼、装岩综合机械化，同时一机多 用，提高了设备利用率，但由于钻装机构比较复杂，作业环节多， 目前只在一些大型矿山使用。
1．多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机 装岩——固定错车场或浮放道岔或调车器调车——矿车 及电机车运输；这种作业线简单易行，但机械化程度较 低，在我国煤矿应用最多。
2．多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗侧卸式或耙斗式装载机 装岩——胶带转载机转载——矿车及电机车运输；这种 作业线与上述第一条作业线相比，是以增加胶带转载机 来实现快速掘进的。
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图8-1 巷道断面形状
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第一节 巷道断面形状及尺寸
►二、巷道断面尺寸的确定
《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、 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； 存放和通过它的机械、器材或运输设备 的数量和规格；人行道宽度与各种安全 间隙以及通过巷道的风量等。
– A——所用电机车或矿车中最大的宽度，从运输设备规格表中可以查到， mm；
– c——巷道行人的一侧运输设备最突出部份与支护最突出部分的距离。 一般不小于700mm以上。
– n——运输设备之间的最小间隙，不得小于200mm。
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第一节 巷道断面形状及尺寸
• 巷道的净宽度必须满足从道渣面起1.6m的高度内， 留有宽度不小于0.8m的人行道。在设计梯形巷道净 宽时，常常采用根据标准顶梁的尺寸、棚腿斜角来 推算巷道净宽度的办法定出巷道的净宽度。
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《采煤概论》精品课程
第三篇 井巷掘进与支护
8 第 章 水平及倾斜巷道掘进
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本章主要内容
8 ►第 章 水平及倾斜巷道掘进
第一节 巷道断面形状 第二节 巷道掘进 第三节 煤及半岩巷掘进 第四节 倾斜巷道施工特点 第五节 硐室及交岔点的施工方法特点 思考题
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第二节 岩巷掘进
► 6．岩巷掘进机
岩巷掘进机是采用机械破岩，并能实现破岩、装岩、转 载、临时支护、喷雾防尘诸工序的一种联合机组，所以 也称联合掘进机。
岩巷掘进机与钻眼爆破法相比较，具有机械化程度高， 速度快，成巷质量好，节省人力，效率高，对围岩破坏 影响小，支护容易，工作安全等优点。它的缺点是：设 备重量大，动力耗量大，刀具寿命短，造价昂贵，工程 成本高，机器安装、检修、拆除工作量大，只适用于较 长的直巷道及曲率半径很大的拐弯巷道。
• 1.巷道的净宽度 • 梯形巷道的净宽度是指：当其内通行矿车、电机车时，车辆顶面水
平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽度系指底板起1.6m 高水平的巷道宽度。 • 单轨巷道：B a A c • 双轨巷道：B a 2A n c • 式中：
– a——巷道不行人的一侧运输设备最突出部份与支护最突出部分的距离。 一般不小于200mm或250mm。
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图8-3 斜眼掏槽炮眼布置图
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第二节 岩巷掘进
► 2．爆破参数的确定 ► 爆破参数包括:
炸药消耗量; 炮眼直径：炮眼直径是根据药包直径来确定的。一般的
标准药卷直径为32及35mm，炮眼直径要比药卷直径大 4～7mm,这样炮眼直径就是36～42mm。 炮眼深度 :合理的炮眼深度确定的依据是：炮眼利用率比 较高（一般不低于85～90%）；钻眼和掘进速度快；巷 道掘进成本低。 炮眼数目 :炮眼数目可以按照一个循环的总装药量平均装 入所有炮眼的原则进行估算，作为实际或耙斗式装载
机装岩——梭式矿车转运——电机车牵引；这种作业线
以采用梭式矿车来实现快速掘进，但必须有直接卸载条
件，设备较复杂。
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第二节 岩巷掘进
4．由凿岩台车钻眼--铲斗侧卸式装载机装岩--胶带转载 机转载--矿车及电机车运输；这种作业线提高了钻眼机械 化水平，加快了凿岩速度，它适用于大断面岩石巷道 （12m2以上）掘进。
气腿式凿岩机钻眼时，一般多采用多台凿岩 机平行作业，在中硬岩石中可按1.5～2.0m2 配备一台，在坚硬岩石中可按1.0～1.5m2配 备一台的标准确定。
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第二节 岩巷掘进
► 3)钻眼工作的机械化
随着高速高频凿岩机的出现和中深孔爆破方法的使用，以及光面爆 破的推广，为进一步提高钻眼效率、降低劳动强度和实现快速掘进 的迫切需要，在岩巷掘进中正在积极推广应用凿岩台车及凿装联合 机组。
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第一节 巷道断面形状及尺寸
► 巷道断面尺寸的确定方法和步骤如下：
1.巷道净宽度； 2.巷道净高度； 3.巷道净断面； 4.风速校核净断面； 5.巷道设计掘进断面积。
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图8-2 梯形双轨巷道断面尺寸计算图
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第一节 巷道断面形状及尺寸
铲斗装岩机、耙斗装岩机、蟹爪式装岩机等。
（二）调车工作
常用调车方法有以下几种：
►固定错车道调车法 ►浮放道岔调车法 ►转载输送机 ►梭式矿车
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ZS-60型蟹爪式装岩机
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耙斗装岩机的外形图
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耙斗装岩机的传动系统
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图8-13 固定错车场 1—装载机；2—矿车；3—空车；4—重车方向；5—空车方向；6—电机车
– 生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还应按照《煤矿安全规程》等规 定的允许最大风速进行验算，即
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第一节 巷道断面形状及尺寸
v

Q S

vm
► 式中：
► v——通过巷道风流的速度，m/s；
► Q——通过巷道的风量，m3/s；
► S——巷道的净断面机，m2；
► Vm——巷道允许通过的最高风速，m/s。
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第二节 岩巷掘进
►二、装岩与调车
装岩与调车是巷道掘进中比较繁重的工作，一般 情况下，装岩时间约占掘进循环时间的35～50%， 个别情况甚至达到75%。因此，提高装岩机械化 水平及其生产率是实现快速掘进的主要措施。
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第二节 岩巷掘进
（一）岩石装载设备
• 2.巷道的净高度
– 梯形巷道的净高系指渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、 锚杆露出长度终端的高度。
– 巷道设计计算掘进高度： – 巷道计算掘进高度： – 渣面起巷道沉实前的净高： – 渣面起巷道沉实后的净高： – 轨面起巷道沉实前的净高：
H1 H‘ t d h b
H2 H1
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第三节 煤及半煤岩巷掘进
►沿煤层掘进的巷道，如果在掘进断面中，煤 层占4/5以上者（包括4/5在内），称为煤巷。
《煤矿工业设计规范》规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于6m/s，输送 机巷或采区风巷一般不大于4m/s。设计时，应在不违反《煤矿安全规程》的 原则下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。
设计出的巷道净断面积，不符合上述风速要求的，须加大断面尺寸。
► 4.巷道设计掘进断面积
巷道净尺寸加上支架、道床尺寸便可得到巷道的设计掘进尺寸，进而求算出 巷道的设计掘进断面积。在实际工作中，爆破后的巷道表面不可能很光滑， 会有一些凹凸不平的现象，因此，实际掘进断面要比计算断面加大3%左右。 掘进断面面积，是计算巷道掘进工作量是不可缺少的一个数据。