井巷掘进安全技术最新教案

1井巷掘进安全技术学习要点：掌握井巷施工安全要求；掌握顶板管理安全要求。培训学时：8学时。一、井巷掘进施工在岩(煤)体中，采用一定的手段把岩石(煤)破碎下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作，叫巷道掘进。掘进主要工序有：破岩、装岩、运输、支护；辅助工序有：排水、掘砌水沟、通风、铺轨和测量等。通常以破岩技术作为区分巷道掘进施工方法的依据，同时各工序在不同倾角的巷道施工方法中也有所不同。1．破岩技术在掘进巷道中，破碎岩石是一项主要工序。破碎岩石常用的方法有两种，即钻眼爆破破岩法和掘进机破岩法。(1)钻眼爆破破岩法(简称钻爆法)。在采用钻爆法掘进巷道时，施工工艺参数往往是以钻爆工序为主配合其他工序而确定的。钻眼爆破技术主要包括岩巷光面爆破技术、毫秒爆破技术、断裂控制爆破技术等。在钻眼爆破作业时，应根据爆破说明书进行工作面炮眼的布置。编制爆破说明书和爆破图表时，应根据岩石性质、地质条件、设备能力和施工队伍的技术水平等，合理选择爆破参数，尽量采用先进的爆破技术。(2)掘进机破岩法。掘进机是一种能够直接从工作面把煤和岩石2截割采落、装载运输，并装入矿车或运输设备中，且可调动行走、喷雾除尘的综合作业设备。使用掘进机可以连续掘进，实现破、装、运一体化，减少掘进工序，提高掘进速度，是煤巷、半煤岩巷快速掘进的最佳途径。目前，掘进机破岩主要适用于煤和半煤岩巷道掘进。掘进机用于巷道掘进施工，具有掘进速度快、效率高、巷道成型规整、岩体免遭爆破振动、施工质量好等诸多优点。2．掘进施工巷道掘进目前仍以钻爆法为主，包括钻眼、爆破、装岩、运输和支护等主要工序，以及工作面通风、排水、砌水沟和测量等辅助工序。(1)平巷施工。①水平岩石巷道施工安全注意事项：a．根据巷道施工断面大小、支护形式与方法、穿过岩层的地质情况，以及施工队伍的技术水平和装备等正确地选择作业方式。b．严格执行正规循环作业图表和钻眼爆破说明书的规定。在炮眼布置、爆破方法、凿岩操作、装岩运输和架设临时支护及永久支护时，应按各项操作规程操作，并执行其安全技术规定。c.加强顶板管理工作，特别在采用掘进与支护单行作业时，对临时支架要班班进行检查，发现不安全隐患时，要先修复再掘进，防止出现冒顶将人员堵在里面的事故。d．平行作业时，砌碹地点扩帮挑顶或巷道复喷时，掘进人员应撤到安全地点；工作面发炮时，所有人员必须一同撤到安全地点。e.平行作业时，永久支护处的工作台必须搭设牢固，并且不准影3响运输设备的通过。人员和车辆通过工作台时要有专设的联络信号。②水平煤巷施工安全注意事项：a．煤巷掘进一般不破顶板，沿中心线掘进，不设腰线，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。b．在有瓦斯煤层中爆破时，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段延期时间不得超过130ms。c.在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降不到允许爆破的情况下，应采用风镐破煤。d．使用掘进机掘进煤巷时，应严格控制空顶距，严禁空顶作业。③半煤岩水平巷道施工安全注意事项：a．巷道凿岩位置的选择。在掘进半煤岩巷道时，必须认真选择在巷道断面内的凿岩位置，即挑顶、卧底或挑顶兼卧底。b．煤岩的开凿顺序。在半煤岩巷道掘进中，煤、岩的开掘顺序对掘进速度和效率有很大影响。在通常情况，应实行全断面一次开掘，并尽可能实行煤、岩分次爆破和装运。当岩石坚硬、煤层较厚时，根据挑顶或卧底的安排，可分别采用倒台阶工作面或正台阶工作面的掘进法，使煤层超前于岩层开掘。c．排水。巷道一侧要设置排水沟，以便排出井下涌水，保证生产安全，并且创造较好的行人、运输等工作条件。(2)斜巷施工。①上山掘进安全注意事项：a．掘进上山时应特别注意通风工作。由于瓦斯的相对密度小，4常常积聚在上山掘进工作面附近，如果不采取措施，可能会发生瓦斯爆炸。因此，在瓦斯矿井上山掘进时，必须加强通风，采取双巷掘进(一个进风，一个回风)，甚至采取自上而下的掘凿方式。b．在近水平或缓倾斜煤层中，上山掘进一般用矿车或输送机运输。上山掘进使用的绞车，当提升斜长小于150m时，可将绞车布置在上山一侧的小硐室内，如果斜长过大，一台绞车提升能力不够，即应安设多台(一般为两台)绞车，实行分段接力提升。当上山倾角大于25°时，可用搪瓷溜槽运输。但必须将溜煤(矸)道与人行道隔开，防止煤(矸)滑落伤人。②下山(斜井)掘进安全注意事项：a．掘进下山时，一般都采用矿车运输(巷道坡度小时也可采用输送机运输)。为了避免发生断绳和脱钩事故，应在巷道上部和巷道内设置防止跑车的防护装置。b．下山掘进时，上部水平及煤、岩层的涌水，都可能流至掘进工作面。为了减少掘进工作面的排水工作量，有利于掘进施工，可以采取将上部平巷靠下山一段水沟加以封闭，在下山巷道中，每隔一定距离(如10～15m)开掘一条横水沟等措施，拦截上部平巷和煤岩涌水。(3)交岔点施工。交岔点的施工，在条件允许时应尽量做到一次成巷，或尽量缩短掘砌间隔的时间，以防止围岩松动。有时，在井底车场中为了服从施工组织总体安排，加速连锁工程的施工，当岩石条件较好时可以允许先掘其中一条巷道，然后再在前面巷道掘进的同5时，进行交叉点的扩大与砌碹工作，要允许通过矿车以保证连锁工程的连续快速施工。二、巷道顶板管理1．掘进工作面顶板管理的主要内容(1)掌握巷道开掘后围岩体的范围及围岩应力分布情况，根据影响巷道围岩应力的因素：围岩的性质、巷道所处的深度、巷道周围地质构造、水文变化、巷道的横断面形状和尺寸等。了解围岩应力分布情况以及围岩的变形和位移，才能选择适应的支护材料、支护形式，达到维护巷道的目的。(2)从有利于巷道围岩的稳定性出发，合理选择巷道的施工方法，合理确定钻眼眼位、钻眼角度、钻眼深度、炮眼装药量和爆破等各工序的有关参数，减少对顶板管理的影响。(3)按作业规程规定控制工作面空顶距离和临时支护巷道的长度，尽可能缩短工作面空顶时间和临时支护巷道的长度。(4)施工中，做好基础资料的积累和隐蔽工程的记录工作。施工中和竣工时，按井巷工程质量标准进行检查与验收。2．巷道掘进期间的顶板管理(1)敲帮问顶。上班进入工作面，打眼爆破前均应敲帮问顶，处理隐患，排除不安全因素后再作业。(2)控制工作面空顶距离，超过规定的空顶距应先支护后掘进。(3)单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方支架的情况，发现断梁折腿或变形严重的支架，应加固修复。修复巷道时，修复地点以6里的人员应全部撤出，预防冒顶堵人。工作面因爆破崩倒的棚子应由外向里逐架扶棚复位。(4)熟悉掘进巷道出现冒顶事故的原因，加强日常检查，采用针对性措施，预防冒顶片帮事故的发生。3．影响掘进巷道顶板管理的主要工序掘进巷道的方法有炮掘和机掘两种，机掘与炮掘相比，巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，对巷道围岩稳定性影响很小，因此机掘对顶板管理影响较小。而炮掘目前占绝大多数，并且对顶板管理影响较大，影响的主要工序是破岩和支护两道工序，尤其是破岩工序，如果不采用光面爆破，巷道围岩就会因炮震产生裂隙，破坏围岩的强度和完整性，使巷道围岩的稳定性大大降低，不利巷道支护和顶板管理。还有支护这道工序如果不按规定要求进行，以及支护质量不符合质量标准，就不能有效地控制围岩移动，就可能使巷道变形、破坏乃至冒顶。为了减少这两道工序对顶板管理的影响，必须做到以下几点：(1)合理布置炮眼并正确打眼。应根据围岩性质和巷道断面形状。选择合理的炮眼排列形式、炮眼数量、炮眼的深度、眼距和角度。施工时，除掏槽眼大于循环进尺外，其余各眼的眼底要落在与循环进度相等的同一平面上。尤其是周边眼的眼底，一般要落在巷道的轮廓周边线上，使爆破后的巷道断面尺寸符合设计要求。(2)合理选择爆破参数及爆破顺序。要根据作业地点的岩性和地质条件，选择合理的装药结构、药量及爆破顺序，使爆破后的巷道围岩不受或少受振动，爆出的巷道轮廓不凸不凹，爆落的岩块大小适当，7炮眼利用率要高，避免留浅眼。(3)按规定和质量标准规定的要求进行支护。4．顶板管理的针对措施(1)新掘巷道应制定的安全措施。①开掘地点要选在顶板稳定、支护完好的地区，并且避开地质构造区、压力集中区、顶板冒落区。②新掘巷道与原有巷道的方位要保持较大的夹角(最好大于45°)。③必须加固好开掘处及其附近的巷道支架，若近处有空顶空帮情况，小范围的可加密支架，背好帮顶；大范围的应用木垛接顶处理，同样用背顶背好打紧；对将受施工影响的棚子进行加固，其方法有挑棚、打点柱、设木垛等。④新巷开掘施工，要浅打眼、少装药、放小炮，或用手镐挖掘的方法，尽量避免震动围岩或因爆破引起冒顶。⑤新巷开掘处要及时进行支护，尽量缩短顶板暴露时间和减少暴露面积。若压力增大，则应及时采用适合现场情况的特殊支护。(2)沿空掘巷顶板破碎时的顶板管理措施。①避开动压影响。巷道施工必须在上区段回采工作面结束，待岩层活动完全稳定后再进行。②尽量减少掘进时的空顶面积。爆破前支架紧跟到工作面，爆破后及时架设支架。要减少装药量，避免对顶板的震动。如果爆破难以控制和管理顶板，改用手镐方法掘进。8③巷道支架要加密，同时将下帮腿与底板的夹角缩小，将顶帮用木板等背严接实。④擦边掘进时，如遇上区段巷道的棚腿外露时，其下帮棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到挡矸帘的作用。(3)有淋水的工作面顶板管理措施。掘进工作面有淋水时，要通过水文地质工作，弄清水的来源，掌握水量的变化，再根据实际条件分别采用预注浆封水、快硬砂浆堵水、截水槽或截水棚截水等方法将水引离工作面。顶板淋水不大时，用压风边吹边喷砂浆止水。有淋水的地段，要加大支架密度，背严帮顶，提高支架的稳定性，防止冒顶事故的发生。(4)过断层、裂隙地质构造带的顶板管理措施。①采用架棚支护时，棚距要缩小，提高支护应变能力。②棚梁方向尽量正交节理面架设，增大支架密度，减少空顶距离，永久支架要紧跟工作面，背帮背顶要严实。③采用砌碹支护时，每次掘砌长度不大于1m。④顶板特别破碎时需采用超前支护的办法管理顶板。三、井巷掘进安全要点1．机掘工作面的安全要点机掘是当今我国煤矿掘进工程中最先进的一种方式，机械化自动化程度高。掘进工序中的巷道开挖成型，装载全部实行了机械化，并且大多配套有锚杆支护、皮带或梭车运输，所以劳动强度小，工作效率高，掘进速度快(一般煤巷月进度500—1000m)，大大降低了掘进9成本，为集约化生产和建设高产高效矿井奠定了基础。机掘工作面配备了先进的大功率掘进机、锚杆钻孔机、带式输送机或梭车和吸出式除尘风机，以及与这些设备相配套的乳化液泵、水泵、供电及电气控制设备。机掘工作面安全要点如下：(1)局部通风机应有消声装置，风筒(袋)吊挂平直规范。无死弯、无漏风跑风，工作面风筒出风风量充足，出风口与工作面距离不超过《规程》规定。(2)瓦斯监测探头安装的位置符合《规程》要求。工作面空气净化水幕符合要求，能够正常喷雾降尘。(3)运输轨道铺设质量符合《规程》要求，牵引绞车稳固完好，电气设备防爆性能好，信号装置齐全好用。(4)带式输送机或刮板输送机平直稳、运行良好，带式输送机应具备堆煤满仓保护、跑偏保护、断带保护、慢速保护及高温保护装置。输送带完好无损伤，上、下托辊齐全且转动灵活。刮板输送机做到刮板齐全，刮板无歪斜和缺螺丝现象。(5)吸出式除尘风机及综掘机的除尘设备齐全、运行良好，除尘、降尘效果好。(6)掘进机往外巷道内管线吊挂整齐、规范；巷道内无积水、杂物、浮煤；材料场内材料码放整齐，且不影响行人、行车和通风。工作面图、牌板齐全、规范。(7)巷道断面、中线符合《规程》要求。中线偏差不大于±0．05m；巷壁或棚子保持直线，偏差不大于±0．10m。10(8)乳化液配比、泵站压力符合《规程》规定。(9)掘进和支护之间的关系合理，最大空顶距符合《规程》的规定。(10)棚子质量合格，棚梁平齐，刹顶刹帮严紧，无空帮空顶现象。棚子梁腿结构严实，无吊口(唇)抚肩、后空、后硬现象，棚腿插角合格，迎山有力，无歪斜、射箭现象。(11)锚杆眼布置和深度、角度符合要求，托板齐全，螺帽紧固并用力矩扳手拧紧螺帽。锚杆外露部分不大于0．05m，螺帽必须满扣拧紧。在锚杆拉拔试验中，初锚力和锚固力符合《规程》要求。