h第五章 煤层巷道施工

井巷工程安全工程学院石建军第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工一、采区巷道施工特点：1．煤层或煤层附近掘进，经常受沼气威胁。2．巷道多受采动性影响较大。3．一般远离井底车场，工作面多，巷道多，通风和运输工作复杂。4．煤层褶曲、断层的存在，正确定向尤为重要。5．随掘随采，服务期短。§1概述23:51第五章煤层巷道施工二、施工原则1．保证重点工程前提下，应多工作面施工。2．先掘上山，有利于多工作面施工。3．为探清煤层情况，上山至中部车场时，可先掘区段中间轨道巷，为运输巷定向。4．有两翼风井，并提前开工时，上山可由上向下或对头掘进。5．当采区地质情况较为清楚，上山掘进到中部车场位置时，即可掘进区段运输巷道；但当采区地质情况不清楚时，最好等上山全部掘完或掘过一部分后再掘区段运输巷道。23:51第五章煤层巷道施工§2全煤巷道施工一、钻眼爆破法（一）钻眼爆破1.钻眼机械钻眼一般采用2～3台煤电钻同时作业。炮眼深度应考虑施工组织、技术和围岩性质一般为1.5～2.5m，炮眼间距视煤层硬度，一般为0.6～1.2m。23:51第五章煤层巷道施工2.炮眼布置炮眼布置的原则与岩巷基本相同。单向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)。当炮眼较深、断面较小时，可用复式掏槽。若断面中有软煤夹层时，掏槽眼应布置在软煤带中。23:51第五章煤层巷道施工3.爆破器材在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤层中掘巷必须使用煤矿许用炸药毫秒延期电雷管将爆破总延期时间控制在130ms以内。并必须全断面一次起爆。§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工4.周边眼布置煤巷掘进同样应推广光面爆破技术。布置周边眼时必须考虑巷道顶、帮由于爆破作用而产生的松动范围。§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工5.“三小”技术（小钻杆、小钻头、小药卷技术）三软煤层，复合顶板和再生顶板的节理裂隙发育、顶板容易分层、冒落，难以管理，沿这类煤层掘进巷道时，可采用“三小”技术以提高掘进效率和维护好顶板。23:51第五章煤层巷道施工（二）装煤1．ZMZ—17型装煤机它由蟹爪、可弯曲链板输送机和履带等组成。用履带行走，适用于掘进断面8m2以上，净高1.6m以上及坡度10°以下的煤巷。23:51第五章煤层巷道施工2．转载机是安装在平板车上的胶带输送机，装载效率为人工直接装车的5倍以上。23:51第五章煤层巷道施工二、掘进机掘进煤巷煤巷掘进机能够破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。它具有工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等优点。23:51第五章煤层巷道施工三、风镐掘进23:51第五章煤层巷道施工四、水力掘进在水力采煤中使用。由高压水射流破下的煤，被水冲到铺在巷道底板上的溜槽内，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。23:51第五章煤层巷道施工煤巷快速掘进技术一、掘进机为主的作业线㈠掘进机—链板输送机机械化作业线㈡掘进机—胶带转载机—链板输送机机械化作业线㈢掘进机—胶带转载机—可伸缩双向胶带输送机机械化作业线。㈣煤巷掘进机一仓式列车机械化作业23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工掘进机—输送机机械化作业线§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工二、连续采煤机快速掘进切割机构为横轴式，宽度较大，可以一次掘出宽4m左右的巷道。包括截割系统、行走系统、转载系统等。是房柱式采煤的主要设备，在美国和南非，井下煤产量的60%是用连续采煤机开采的。§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工连续采煤机23:51第五章煤层巷道施工连续采煤机截割方式连续采煤机截割方式（a）切入；（b）下行截割；（c）平整底板§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工1.连续采煤机的优点⑴设备投资小而效益高。⑵连续采煤机能够实现回采和掘进合一，矿井建设期短，出煤快。⑶连续采煤机可用于房柱式采煤法，连续采煤机设备多采用履带或胶轮行走机构，移动十分方便。(4)连续采煤机可用于巷道掘进，掘进速度快、效率高。23:51第五章煤层巷道施工2.连续采煤机存在缺点（1）连续采煤机和配套梭式矿车往复运行，对底板破坏比较严重。在松软底板条件下，后配套设备最好选用桥式胶带转载机。（2）连续采煤机受地质条件影响较大，要求煤层倾角不大，厚度在1.3－4m，底板坚硬，矿井水对底板影响较小，顶板为中等稳定，有较好的自稳及可锚性。（3）由于截割头一般3m左右，通常大于机身宽度，仅适用于巷道宽度大的矿井。（4）由于掘、锚分离作业，得多开联络巷，并进行快速密闭，给生产时通风管理带来困难。（5）煤体暴露多，给有自然发火危险的矿并带来安全隐患。23:51第五章煤层巷道施工3.影响连续采煤机在正常使用的主要因素⑴设备下井困难；⑵缺乏支护、清道、除尘等方面的配套设备，生产能力受到一定限制；⑶引进设备在电气防爆性能上与我国防爆标准的要求不相一致，使用前需报有关部门审批；⑷设备主要部件或零件损坏时，在国内买不到配件，同时，引进设备价格昂贵。23:51第五章煤层巷道施工4.我国使用连续采煤机前景展望(1)埋藏深度小于300m；(2)煤层倾角一般小于10°，最大不超过12°；(3)煤层顶板要求中等稳定以上，具有良好的自控性和可锚性，即能在较长时间内不冒落，顶板允许悬露面积30～50m2；(4)底板平整、无积水、抗压强度不能太低；(5)低瓦斯矿井。23:51第五章煤层巷道施工三、采掘锚一体化作业线快速掘进1．掘进工作方法工作循环：连续采煤机定位切割煤层推进，同时钻机司机调节油缸，升起临时支护装置支撑巷道顶板，钻眼平台与采煤机机身分开。当采煤机推进到一排锚杆距离时，钻机司机在临时支护保护下，进行锚杆支护作业。这时采煤机割煤不受锚杆支护作业的影响。打完锚杆、钻杆收回后，收缩临时支护和千斤顶，平台放回连续式采煤机的托架上，连续采煤机两侧的千斤顶，把支护平台向前推进，开始下一个循环作业。23:51第五章煤层巷道施工2．掘进特点采掘锚机组掘进方法，消除了连续采煤机掘进的不利因素，克服了连续采煤机与锚杆机交叉作业给掘进工艺带来的不便，从而减少了设备和人员，可使掘进工作面的空顶距缩短到0.75－1.4m。由于有临时支护，使得掘进与支护作业既简单又安全。§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工四、掘锚一体化快速掘进成巷技术23:51第五章煤层巷道施工§2全煤巷道施工23:51第五章煤层巷道施工§3半煤岩巷道施工一、半煤岩巷采石位置的选择二、炮眼布置特点三、施工组织23:51第五章煤层巷道施工一、半煤岩巷采石位置的选择当岩层占掘进工作面面积，1/5～4/5时，称为半煤岩巷道。半煤岩巷道掘进，采石位置有挑顶、卧底及挑顶兼卧底三种情况。a—挑顶；b—卧底；c—挑顶兼卧底23:51第五章煤层巷道施工二、炮眼布置特点由于煤层较软，掏槽眼多布置在煤层部分。岩石电钻凿岩机煤电钻煤、岩强度相差大机煤、岩强度较高：凿岩钻煤、岩强度不高：煤电23:51第五章煤层巷道施工三、施工组织半煤岩巷道的施工组织有两种方式：一种是全断面一次掘进；一种是煤、岩分掘分运。采用煤、岩分掘分运的方式时，形成煤工作面超前岩石工作面的台阶工作面。1.2m≮0.65m23:51第五章煤层巷道施工四、半煤岩巷部分断面掘进机作业线煤巷快速施工的作业线，大多数适应半煤岩巷道的快速施工。但是，要求掘进机械破碎较硬岩石的能力要大。因此，半煤岩巷道快速施工与煤巷的不同主要在于掘进破岩设备。EBJ-160型重型掘进机，是国产掘进机中功率最大、切割硬度最高、机器最重的机型之一。目前该机已经批量生产，并出口俄罗斯，同时也在河南、四川等铁路隧道工程上推广使用。我国在20世纪90年代引进了英国多斯科公司的LH-1300H型半煤岩巷道掘进机，在大同矿务局马脊梁、云岗、燕子山、四台矿使用。该机组生产能力发挥较好，技术性能也较稳定。23:51第五章煤层巷道施工半煤岩掘进机23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工§4煤仓施工煤仓：可分垂直式和倾斜式垂直式是圆形断面；倾斜式是拱形断面，倾角60º-70º以上。煤仓下口均要收缩成适合安装闸门的断面。永久支护一般采用料石砌碹或用混凝土浇筑，壁厚300～400mm。也可采用喷射混凝土，喷厚一般在50mm左右。煤仓位于稳定坚固的岩层中时，也可以不支护，但下部漏煤口斜面应采用混凝土浇筑。23:51第五章煤层巷道施工一、普通反井法施工煤仓（一）掘进小反井1.自下向上掘进小反井断面为长方形，临时支护用四角木盘。2.小反井掘进至距胶带输送机机头硐室底板2m时，从上向下掘透。3.工人打眼时，站在临时工作台上操作。4.爆破用四段秒延期电雷管全断面一次爆破。5.矸石由下面的大巷扒装运走。23:51第五章煤层巷道施工（二）刷大成设计断面自上向下用钻眼爆破法刷大成直径断面。用六角作临时支架。材料及工具均由上向下运送。打眼时在小反井上盖上木板，爆破之前拆除。矸石由反井落下，在大巷装车运走。§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工（三）浇筑永久支护煤仓施工图23:51第五章煤层巷道施工混凝土支模用C15混凝土浇灌煤仓下部5m段的大巷碹帽。事先在大巷的东肩处敷设了一根直径为127mm的传话管铁管。§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工浇灌混凝土是由两边向中间进行，每浇灌300mm的要捣固一遍，浇灌到与漏斗座上上口齐平时暂停。用C20混疑土浇灌煤仓的圆锥体部分。用C15混凝土浇灌煤仓壁。拆模§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工二、深孔掏槽爆破法山东兖州矿务局北宿煤矿东西各有一个立式圆筒煤仓，高度分别为7m和8m，净直径为3.4m，喷射混凝土支护，厚度为50mm。煤仓上口与17层煤胶带输送机上山机头硐室相接，下口与运输大巷相通。北宿煤矿西采区煤仓意图1—胶带输送机机头硐室；2—煤仓；3—运输大巷；4—小绞车硐室§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工（1）先在胶带输送机机头硐室内安设TXV-75型液压钻机，沿煤仓中心打一钻孔，然后再沿围绕中心孔直径为1m的圆周上，均匀地打四个钻孔与大巷穿透，作为掏槽眼。钻孔直径均为89mm。图炮眼布置与装药1—雷管；2—炸药；3—炮泥；4—钢弹§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工（2）爆破所用炸药为2号岩石硝铵炸药φ35×180mm，重150g)，1～4段秒延期电雷管和导爆索起爆。（3）将7m深的炮眼一次装药分两段起爆，每段各炮眼装药长度为2.52m，装药量为8.4kg，中间用500mm炮泥相隔。（4）小反井爆透后，即可自上向下刷大至设计断面。§4煤仓施工23:51第五章煤层巷道施工三、反井钻机法反井钻机也有称做天井钻机，一般都具有防爆性能，因此可用来钻凿煤矿井下煤仓反井，通风孔和井筒延深反井等。（一）准备工作2）保障钻进时油冷却器的冷却水要求流量。3）在施工现场将电源分别接入电机即可。4）钻机安装。（二）反井施工1）导孔钻进2）扩孔钻进（三）用钻眼爆破法自上向下将反井刷大成设计断面。最后安装漏斗座和进行永久支护。1）施工之前应在反井的上口位置，按照设计尺寸要求用混凝土浇筑反井钻机基础。23:51第五章煤层巷道施工23:51第五章煤层巷道施工1．煤巷和半煤岩巷施工有什么特点？2．目前我国在煤仓施工中采用的主要方法有哪些，试述其主要优缺点和适用条件。3．挑顶、卧底的含义各是什么？在半煤岩巷施工中根据什么条件确定？4．普通反井施工煤仓的施工步骤？5．掘进机掘进煤巷常用的配套方式？习题23:51第五章煤层巷道施工