第二节 掘进工作面炮眼布置

第一章基本知识第一节巷道断面及布置一、巷道断面形状巷道常用的断面形状是梯形和直墙拱形、矩形.矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道，如侧压大，两帮支架将发生移动或破坏。梯形的断面：利用率较拱形高，承压性能较拱形差，常用于服务年限不长，断面较小或围岩稳定、地压不大的巷道。拱形断面：常用于服务年限长或围岩不稳定、地压大的巷道。二、巷道断面尺寸：《煤矿安全规程》规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。毛断面：巷道开掘出后不加支护的断面称为荒（毛）断面。净断面：支护后的断面称为净断面。（一）巷道的净宽度矩形巷道的净宽度：是指巷道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。对梯形巷道，当巷道内通行矿车、电机车时，净宽度指车辆顶面水平的巷道宽度。当巷道内设置运输机械时，净宽指从巷道底板起1.6M高水平的巷道宽度；当巷道不放置和不通行运输设备时，净宽指净高的二分之一处的水平距离．（二）巷道的净高度：矩形、梯形巷道的净高度是指道自道碴面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。拱形断面的净高：是指自道碴面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，由壁高和拱高组成。三、水沟及管线布置水沟通常布置在人行道一侧，并尽量减少穿越运输线路，只有在特殊情况下，才将水沟布置在巷道中间或非人行道一侧。平巷水沟坡度可取3%----5%，或与巷道的坡度相同，但不应小于3%，以利于水流畅通。四、巷道施工在巷道掘进工作中，要保证巷道断面的规格、尺寸、巷道的坡度、方向符合设计的要求，必须按巷道的中心线、腰线进行施工。中心线：是巷道掘进走向方向的基准线。腰线：是指示巷道掘进坡度的基准线，一般按距巷道底板或永久远轨面以上1M高为准，标在巷道侧帮或支架上。第二章破岩作业与安全第二节掘进工作面炮眼布置掘进工作面炮眼按其用途和位置可分掏槽眼、辅助眼和周边眼。一、掏槽方法掏槽的作用：是指将工作面上某部分岩石先破碎并抛出使工作面形成第二个自由面。掏槽眼一般位于巷道断面中央靠进底板。１、斜眼的掏槽法优点：可充分利用自由面，逐渐扩大爆破范围。缺点：炮眼深度受巷道宽度限制，不利于多台凿岩机同时作业。１）单向掏槽法适用于松软夹岩，均质坚硬岩层很少用单向掏槽法２）锥形掏槽法炮眼数一般3个4个，由于装药集中，爆破效果好，由于炮眼深度受到较大限制1.32.41.313242.42.31.4３）楔形掏槽法坚硬岩石采用垂直楔形掏槽。掏槽眼数根据断面和岩石性质，一般6个－8个，炮眼与工作面的夹角大致为65°－75°，槽口宽度根据眼深和夹角，一般为1.0m-1.4m，掏槽眼的排距为0.4m-0.6m。1000-140020065°－75°400－6002002、直眼掏槽法特点：掏槽眼垂直工作面，间距小，并保持平行，同时留有不装药的空眼。１）平行龟裂掏槽法适用于中硬岩石小断面巷道。24153２）角柱掏槽法这种掏槽法的形式很多，掏槽眼一般都对称布置，适用于中硬岩石，现场应用较多。眼深一般2.0m-2.5m，眼距100mm-300mm。３）菱形掏槽法这种掏槽法中心眼为不装药的空眼，各眼距根据岩石性质而定，一般a=100mm-200mm。若岩石坚硬，可采用间距100mm的两个中心空眼，起爆用毫秒雷管分为两段，1号眼至2号眼为一段，3号眼至4号眼为二段。每眼的装药量为炮眼长的70％－80％。这种掏槽法简单，效果很好。32b4a11234100ab４、螺旋掏槽法这种掏槽法是槽眼绕中空眼逐步扩大槽腔，能形成圈套的掏槽面积。它用于中硬以上岩石，掏槽效果良好。中心空眼最好采用大直径炮孔，掏槽效果更好。一般除空眼外，有4个炮眼即可。采用毫秒雷管起爆顺序按眼号1、2、3、4进行。2134250350150450直眼掏槽的破碎岩石不是工作面作为主要自由面而是以空眼作为主要自由面。注意以下几点：（１）空眼与装药之间的距离，一般为空眼直径2-4倍。（２）随着炮眼深度和槽腔体积的增加，空眼数相应增加。（３）直眼掏槽一般都是过量装药，装药系数一般为70％－80％。（４）由于空心眼内往往聚焦沼气，所以在有沼气爆炸危险的地区，应慎重使用，有周密的安全措施。３、混合掏槽法直眼掏槽外补加斜眼掏槽。与工作面夹角85°333311111222220二、辅助眼布置辅助眼又称崩落眼，是布置在掏槽眼与周边眼之间的炮眼。崩落眼以槽没为中心层层布置，崩落眼的间距应根据岩石的最小抵抗线确定，一般均为500mm-650mm，方向基本垂直工作面，布置要比较均匀。紧邻周边眼的辅助眼应为周边眼的光爆创造条件，所以应采取与巷道的轮廓线相似形状布置，使之与周边眼的间距处处相等。三、周边眼布置周边眼可分顶眼、帮眼和底眼。顶眼和邦眼布置设计轮廓线上，通常向外偏斜一定角度，这个角度根据炮眼深度来调整，眼底落在设计轮廓线外不超过100mm.底眼低于底板250mm眼口比巷道底板高150mm-200mm。五、光面爆破光面爆破：是一种使掘进巷道的轮廓保持平整，围岩不受明显破坏的爆破技术，简称光爆。1、锚、喷巷道光面爆破的标准（1）眼痕率：硬岩不小于80%，中硬岩不小于60%。（2）软岩巷道：周边成型应符合设计轮廓。（3）两炮的衔接台阶尺寸：眼深小于3M时，不得大于150MM，眼深为5M时，不得大于250MM。（4）岩面不应有明显的炮震裂缝。（5）巷道周边不应欠挖，平均线性超挖值应小于200MM。第三章掘进通风与综合防尘第一节掘进工作面通风安全保障及事故处理1、掘进巷道应采用矿井全风压通风或局部风机通风。2、因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源，恢复通风前必须检测瓦斯，局部通风机和开关地点附近10M以内风流中瓦斯浓度不超过0.5时，方可开动局部通风机。3、为了有效地排除工作面炮烟，风筒至工和面的距离，为巷不大于5M，岩巷不大于8M。4、瓦斯积聚：是指局部瓦斯浓度超过2%，其体积大于0.5M3的现象。5、对高瓦斯矿井为防止局部通风机停风造成的危险，必须使用“三专”“两闭锁”，严格禁止随便开停风机。“三专”：专用变压器、专用电缆、专用开关。“两闭锁”：风、电与瓦斯。6、掘进工作面风流中瓦斯浓度达1%时，应停止电钻打眼进行处理。当瓦斯浓度达到1。5%时，应立即停止工作，撤出人员、切断电源；使用机械掘进工作面局部瓦斯浓度达2%时，附近20米以内必须停止机器运转，并切断电源，进行处理，只有在瓦斯浓度降到1%以下，才允许开动机器。第二节掘进工作面防尘一、机掘工作面除尘技术中、小断面煤及半煤岩巷道，利用机载配套除尘风机进行除尘二、炮掘工作面综合防尘技术（一）打眼防尘技术（二）放炮防尘技术（三）装岩洒水喷雾防尘技术（四）通风排尘和水幕净化风流技术（五）锚喷支护防尘技术（六）个体防尘技术第四章运输作业与安全第一节掘进运输一、人力推车在电机车运输巷道推车时，必须经井下运输调度站同意按调度指示推车，若推车中途掉道或遇特殊情况不能按时行车时，要尽快与调度站联系。人力推车必须遵守下列规定：（1）一次只准推1辆。严禁在矿车两侧推车。同向推车的间距，在轨道坡道小于或等于5%0时，不得小于10M，坡度大于5%0时，不得小于30米。（2）推车时必须时刻注意前方。（3）严禁放飞车。巷道坡度大于7%0时，严禁人力推车。事故案例：某矿务局某矿——580米东五集煤巷施工，坡度3%0，由于工作面向外放重车，既无信号联系，又没安排警戒人员，被飞车撞死1人。处理掉道矿车必须遵守下列规定：（1）有专人指挥。（2）先将矿车稳住，先抬一前头上轨，后抬另一头复位。（3）用铁轨、撬杠使矿车复位时，应注意自身及他人安全。（4）用机械复位时，严禁生拉硬拖矿车。第五章巷道支护巷道支护的作用：在于改善围岩稳定状况和控制围岩运动的发展速度，以维护安全的工作空间。巷道支护分为：临时支护和巷道永久支护两种。《煤矿安全规程》规定：掘进工作面严禁空顶作业。靠近掘进工作面10米长度内的支架，在爆破前必须加固。爆破崩倒、崩坏的支架，必须先行修复，之后，方可进入工作面作业。修复支架必须先检查顶、帮，并由外向里逐架进行。第一节巷道临时支护巷道临时支护：就是在井巷施工中，在掘进工作面架设永久支护之前架设的维护巷道安全和工作空间的一种临时支架，以保护掘进施工人员的安全。井巷临时支护有：锚喷支护、锚杆支护、金属拱形支护、金属拱形无腿支护、梯形支护、无腿支护、前探支护、盘式支护等。1、锚喷支护：特点：（1）节省坑木；（2）支护可紧跟工作面，不留空顶，有利于安全；（3）既是临时支护，又是永久支护的一部分，经济安全；（4）喷射时粉尘较大，需加强防护措施。适用范围：（1）岩石破碎，特别是风化性岩石的巷道与硐室；（2）遇水遇风即时膨胀或变质的岩石。2、锚杆支护：特点：（1）支护简单，节省材料；（2）可以根据岩石情况确定锚杆数量及排列方式。（3）可配合钢带或金属网，以扩大维护顶帮面积。适用范围：非风化性岩石；岩石虽碎但不很严重的井筒，巷道和硐室。3、金属拱形支架：特点：采用18kg／m旧钢轨、槽钢或矿用工字钢制作，一般可分为4－6节；坚固耐用，节省坑木。适用范围：（1）围岩较稳定，压力中等的巷道。（2）巷道规格单一，越长越经济．金属拱形无腿支架：特点：（1）采用18kg/m钢轨或其他小型钢材制作，用托钩承托；（2）因无不妨碍砌墙工作，简化了工序，有利于安全；（3）不易被掘进放炮所崩倒．适用范围：适用两帮岩石较为稳定的巷道，以及规格单一或变化小的巷道。梯形木支架：特点：（1）加工简单，井上、井下可加工；（2）对岩石较破碎，压力较大的巷道适应性强。适用范围：（1）岩石较破碎，地压较大的巷道，特别是有冒顶危险的巷道；（2）长度不大，但断面变化多的巷道。6、无腿木支架：特点：（1）使用灵活方便，井下可现加工；（2）支架的长短可视具体情况而定；（3）一般少量使用或局部处理用。适用范围：（1）适用于巷道两帮较稳定的岩石中；（2）个别或局部地区处理时用。7、前探支护：特点：（1）没有空顶距，能将顶梁送至工作面，及时支撑顶板，安全性好；（2）可以在立柱腿之间先将顶梁架好并背严；（3）可避免放炮崩倒探梁范围的棚子。适用范围：适用于围岩破碎，顶板易于冒落的巷道。8、盘式支架特点：（1）倾角大，不能采用普通支架的巷道。（2）支架由3根圆木组成，靠近板一侧由于出碴需要，不设盘梁。（3）每隔一定距离必须用托钩将盘柱固定的岩帮上；（4）有利于工作面蹬盘作业。适用范围：倾角大于450的上山。第二节巷道永久支护巷道永久支护：是根据设计图纸的规定施工的支护。服务年限长，一般不可能回收复用。根据支护结构的特点，可分为锚喷支护、架棚支护、砌碹支护。一、锚喷支护（一）锚杆支护1、锚杆支护作用机理（1）悬吊作用（2）组合梁作用（3）加固拱作用（4）减少跨度作用。2、锚杆的分类与安装（1）木锚杆：普通木锚杆、压缩木锚杆（2）倒楔式金属锚杆（3）管缝式锚杆（4）树脂锚杆（5）快硬膨胀水泥锚杆（6）锚索二、架棚支护架设棚式支架进行巷道支护是为煤矿井下常用的支护形式。棚式支架俗称棚子，由一梁（顶梁）两柱（柱腿）组成。常用于巷道围岩十分破碎不稳定，不适宜采用锚喷支护，而且巷道服务年限不长，砌碹又不合算的巷道。按棚式支架的材料构成，可分为木支架、金属支架和装配式钢筋混凝土支架三种。按巷道断面形状可分为梯形支架和拱形支架等。按支架结构可分为刚性支架和可缩性支架。（一）梯形支架可用木支架、金属支架、装配式钢筋混凝土支架。（二）拱形支架金属拱形支架可分为两类，即普通金属拱形支架和U型钢拱形支架。（三）砌碹支护砌碹支护是指用料石、混凝土或钢筋混凝土砌筑而成的连续整体式支架。由拱、墙和基础三部组成。第三节巷道顶板事故预防与处理为了保证掘进工作面的安全生产，预防巷道顶板事故的发生，必须根据事故发生的原因，采取针对性的措施。一、掘进工作面冒顶事故的原因：（1）地质方面的原因；（2）设计不合理方的原因；（3）施工方面的工作失误的原因。二、巷道冒顶事故的处理方法：（一）巷道发生局部冒顶事故的处理方法：（1）先加固好冒落区前后的完好支架。（2）及时封顶，控制