巷道掘进工艺及安全操作

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第三百二十九条 炮眼深度和炮眼的封泥 长度应符合下列要求： ㈠炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破； 在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼 爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小 于0.6m，但必须封满炮泥。 ㈡炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小 于炮眼深度的1/2。 ㈢炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于 0.5m。 ㈣炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于 1m。 ㈤光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实 ，且封泥长度不得小于0.3m。 ㈥工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层 中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵 抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时， 最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。
深 孔：深度大于4m，直径大于50mm。
锚网喷一般工艺流程
安全检查 敲帮问顶 顶板锚网 支护
施工准备
临时支护
迎脸防护
轮尺定位
打上部眼或 拱部喷浆
出货平底
帮部锚网 支护
打下部眼
装药爆破
炮后通风
下一循环
架棚一般工艺流程
施工准备 安全检查 敲帮问顶 搭设 脚手架 移前探梁 上棚梁
迎脸防护
施工超前 撞楔
2、掏槽眼分类
• 根据井巷断面形状规格、岩石性质和地质构造等条 件，掏槽眼的排列形式可分为倾斜掏槽和垂直 掏槽两大类。
（1）倾斜掏槽
掏槽眼与自由面斜交。在软岩或具有层理、 节理、裂隙或软夹层的岩石中，可用单倾斜掏 槽，其掏槽位置可视自然弱面存在的情况而定， 掏槽眼倾斜角依岩石可爆性不同而定，一般取 50°~70°。 在中硬以上均质岩石、断面尺寸大于4m2 的井巷掘进中，可采取相向倾斜眼组成楔形掏 槽(图4.2)。每对炮眼底部间距一般取10~20cm， 眼口之间的距离取决于眼深及倾角的大小，掏 槽眼同工作面的交角通常为60°~75°；
图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式
掏槽眼：倾斜掏槽 单倾斜 楔形掏槽：垂直楔形掏槽 水平楔形掏槽 锥形掏槽 垂直掏槽 缝形掏槽 桶形掏槽 螺旋掏槽
辅助眼 周边眼
3、爆破器材 • 巷道掘进常用的炸药是水胶炸药，采用电雷 管或导爆管起爆。
4、爆破参数确定 • 单位炸药消耗量的确定可参考表4.2，结合工 程类比和实际经验确定。确定单位炸药消耗 量后，再根据巷道断面面积和每循环进尺就 可得到每循环应使用的炸药消耗总量：
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钻眼爆破安全技术
钻眼爆破工作必须严格按《煤矿安全规程》和《矿山井巷工程及验 收规范》有关规定执行，一般 应注意以下几点： 1．钻眼安全注意事项 ⑴开眼时必须使针头落在实岩上，如有浮矸，应处理好后再开眼。 ⑵不允许在残眼内继续钻眼。 ⑶开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后在开大风门。 ⑷为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛，更不要横向用力；凿岩 时钻工应站稳，应随时提防断钎。 ⑸一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。 ⑹缺水或停水时、应立即停止钻眼。 ⒄工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存 放。
图4.2 倾斜掏槽的炮眼布置形式
楔形掏槽可分为垂直楔形掏槽和水平楔形 掏槽两种，前者打眼比较方便，使用较广。对 岩石特别难爆且断面尺寸又大或眼深超过2m时， 可增加2~3对深度较小的初始掏槽眼，以形成双 楔形掏槽。 若将楔形掏槽的掏槽眼以同等角度向槽底 集中，但各眼并不互相贯通，则形成锥形掏槽， 通常可排成角锥形和圆锥形等形式，后者适用 于圆形断面井筒掘进工作。 倾斜掏槽的优点是所需掏槽眼数少且易抛 出掏槽范围内的岩石，缺点是孔深受限于断面 尺寸，石碴抛掷较远。
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8、岩石装载与转运 岩石的装运工作是最繁重最费时的工序， 约占掘进循环总时的35％～50％。应根据我 国目前矿山岩石装运机械的发展情况，选择 矿山常用的、配套适宜的装运机械所组成的 装运作业线及典型设备。 1）装岩作业
把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出 工作面，就是岩石的装运作业，亦称出渣。使用 较多的装载设备是铲斗式装岩机、耙斗式装岩机 和矿车，如图4.4所示。
2.局扇、风筒的布置要求
≥10m
≥10m
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综合防尘
掘进岩石巷道时，产生大量的岩石粉尘，根据测定这些粉 尘 中含有游离二氧化硅30～70%，其中大量的是粒径小于5μm的 粉尘。这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内，时间久了就 易患矽肺病严重地影响工人的身体健康。 1．湿式钻眼是综合防尘最主要的技术措施。 2．喷雾、洒水对防尘和降尘都有良好的作用。 3．加强通风排尘工作。 4．加强个人防护工作。
掘进钻车与导轨 式凿岩机配套 掘进钻车与液压 凿岩机配套
机械化程度高,作业条件 好,效率高,作业噪声低， 施工巷道要满足钻车的 技术要求
One-boom rig
三臂凿岩台车
1、炮眼布置
• 巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的，俗称 • 独头掘进。因此，要达到理想的爆破效果，必须将各种不同作用的炮眼 合理地布置在相应位置上，使每个炮眼都能起到应有的爆破效果。 • 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 （如图4.1所示）。其爆破顺序必须是延期起爆，即先爆掏槽眼，然后 起爆辅助眼，最后起爆周边眼。 （1）掏槽眼
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钻眼爆破安全技术（续）
2．爆破安全注意事项 ⑴装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照 明以外的一切设备的电源，照明灯和导线也应撤离工作面一定 距离。 ⑵放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物 体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导 通。 ⑶在规定的地点装配引药。 ⑷检查工作面20m范围内的瓦斯含量，按《煤矿安全规程 》 有关规定处理。 ⑸装药时要细心的将药卷送到眼底，防止擦破药卷，装错 雷 管段号，拉断脚线。有水的炮眼，尤其是底眼，必须使用防水 药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。
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7、工作面通风
• 为使爆破后工作面的炮烟和粉尘能尽 快排出，并提供足够的新鲜空气，以改 善劳动条件，可采用局扇进行机械通风。
掘进通风与综合防尘
一、通风方式 二、掘进通风设施 三、独头长距离巷道通风 四、综合防尘
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一、通风方式
㈠压入式通风
㈡抽出式通风 ㈢混合式通风
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㈠压入式通风
1.优点：这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒， 能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。 2.缺点：排出的炮烟在巷道中蔓延扩散，时间较长，工 人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。 3.局扇、风筒的布置要求
目前，我国矿山平巷掘进所用的凿岩设备特 点及适应条件见表4.1。
表4.1 凿岩设备 凿岩设备
气腿式凿岩机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
孔径 孔深 特点和适用条件 （mm） （mm） 36~43 <2.5 应用普遍，设备轻，灵 36～50 40～50 <3.0 <5.0
机械化程度高，施工巷 道的断面要满足钻车的 技术要求
活，移动方便。作业条 件较差，劳动强度较大
桶形掏槽是应用 最广的垂直掏槽形式 之一，其槽腔体积大 有利于辅助眼爆破； 空眼直径可大于或等 于装药眼直径，较大 的空眼直径可形成较 大的人工自由面；桶 形掏槽完全没有向外 抛碴作用，通常可将 空眼打深并在孔底装 一卷药，于全部掏槽 眼爆破后起爆以抛出 岩碴。
图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式
螺旋掏槽是 桶形掏槽的理想 形式，空眼到各 装药眼的距离依 次取空眼直径的 1~1.8倍、2~3.5 倍、4~4.5倍和 4~5.5倍。向上掘 进天井时，采用 桶形掏槽特别适 合。
轮尺定位
打上部眼
倒货出矸
栽棚腿
喷浆
打下部眼
装药爆破
炮后通风
下一循环
• 巷道掘进中，破碎岩石是一项主要工序，也是掘 进施工的第一道主要工序。破碎岩石主要采用凿 岩爆破的方法，凿岩爆破约占一个掘进循环时间 的 40%~60%。凿岩爆破工作的好坏，对巷道掘进 速度、规格质量、支护效果、掘进成本等，都有 较大的影响。 • 矿山平巷掘进中，常用的凿岩设备是气腿式风动 凿岩机，如7655、YT-24等；凿岩工具多采用锥形 连接的活头钎杆。为提高凿岩效率，降低工人劳 动强度，一些大中型矿山在大断面平巷掘进中采 用了凿岩台车。凿岩台车属无轨设备，具有独立 行走装置，液压凿岩，凿岩速度大大提高。
在工作面上将某一部分岩石爆破并抛出，使工 作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创 造有利条件，提高破岩效率。 （2）辅助眼 辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩 大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼和 周边眼之间，炮眼方向一般垂直于工作面。
3
1
2
（3）周边眼 周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷 图4.1 平巷掘进的炮眼布置 道断面设计轮廓的炮眼。为保证巷道成型 1—掏槽眼；2—辅助眼；3—周边眼 规整，减少支护工程量，可采用光面爆破 技术。
掘进施工工艺
巷道掘进施工工艺
介绍不同的矿山巷道掘进施工方法，岩石 平巷施工的凿岩、爆破、装岩、提升运输等主 要工序工艺过程，以及峒室的施工方法。
§ 平巷掘进与施工
•
水平巷道掘进，目前普遍采用的掘进施工方法有： 钻眼爆破法、机械掘进法。
（1）钻眼爆破法（钻 爆法）、（矿山法） （2）机械掘进法
一、钻眼爆破法
图4.2 倾斜掏槽的炮眼布置形式
（2）垂直掏槽
掏槽眼都垂直于工作 面，其中有些炮眼为 空眼，不装药。垂直 掏槽的形式很多，常 见的有缝形掏槽、桶 形掏槽(图4.3)和螺旋 掏槽。缝形掏槽也称 平行龟裂掏槽，其布 图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式 置特点是掏槽眼轴线 处在一个平面内，空 眼与装药眼相间布置， 眼距8~15cm，爆后形 成一条缝隙。
>10m
<10m
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㈡抽出式通风
1.优点：其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出，不污染巷道。 2.缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时 间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的 工作面不宜采用。
3.特点：这种通风方式一般要采用金属风筒
>10m
<6m
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㈢混合式通风
1.特点：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用， 为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风， 新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。
图4.4 装岩机装岩过程示意图
装岩机有以压气作动力的，也有以电为动力的。当装 岩机向前运动时，铲斗插入岩堆铲取岩石；铲满后提升铲 斗并向后翻转，装入后面的矿车；然后下落铲斗，再次铲 装。一辆矿车装满后移出，调入另一辆矿车继续装岩。这 种装岩机可供井下平巷和倾角在8°以下的斜井掘进装岩之 用。它适用于高度大于2.2m的巷道，最大装岩宽度为2.2m。
凿岩爆破法施工工艺： 掘进工序：钻眼——装药联线——放炮通风
——支护——装岩运输——成巷
工具设备：凿岩机、炸药、局部通风机、装岩机 锚、喷、网、架、煤电钻、风镐雷管、放炮器 、风筒、矿车电机车、矿车
凿岩机
钻眼爆破法
浅 孔：深度小于2.5m，直径小于42mm；
中深孔：深度2.5~4m，直径小于50mm；
Q＝qSLη 式中：S—井巷掘进断面面积，m2； L—平均炮眼深度，m； η —炮眼利用率，一般为80%~95%。
5、掏槽眼与辅助眼的装药结构
⑴正向连续装药 (a)
⑵反向连续装药 (b)
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周边眼装药结构
单段空气柱式装药（a）
空气间隔分段装药 （b）
不耦合装药
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6、炮眼的填塞 炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆 破有害气体也有很大作用。因此，装药完毕 必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实 。常用1：3的泥沙混合炮泥，湿度18~20% 。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大 的摩擦系数。 第三百二十八条 炮眼封泥应用水炮泥，水 炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不 燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。 严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作 炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼 严禁爆破。禁裸露爆破。
钻眼爆破法的主要工序包括： 凿岩、爆破、装岩、支护； 辅助工序包括： 工作面通风、排水、接管道、照明、铺轨和测 量等。 主要工序按一定顺序依次进行的作业方式称为 单行作业。单行作业各工序互不干扰，组织管理方 便，但效率较低。 几个主要工序在同一时间内平行进行的作业方 式称为平行作业，其优缺点与单行作业恰好相反。 从凿岩开始到装岩、铺轨和支护完毕，为一个 掘进循环，巷道由此向前掘进了一段距离。