中国煤矿巷道快速掘进技术与展望ppt课件.pptVIP

煤矿巷道快速掘进技术的发展与展望 1 汇报提纲 1 概述2 巷道钻爆法快速掘进技术3 巷道机械化快速掘进技术4 巷道快速掘进技术的展望5 总结 2 1 1重要意义 1 概述 加快煤矿巷道施工速度 对减小新井减少周期 节省投资 对于保持生产矿井的采掘平衡 进行可持续生产 都具有重要意义 我国的煤矿巷道快速掘进支护技术 从 钻爆法 到 机械化开挖方法 不断进步 目前我国两种方法并存 各有千秋 地下采煤井巷工程布置示意 3 1 2巷道快速掘进的条件 1950s 60s 煤层开拓部署为主 1960s 90s 岩巷开拓部署为主 1990s 现在 煤层开拓部署为主 我国煤矿开拓部署 以煤巷为主 减少了矿井巷道总工程量 特别是为大力推广巷道机械化快速掘进施工 提供了机遇 煤岩强度 发展年代 中国 以煤巷为主 的井巷工程量的76 以上 4 济宁二号煤矿设计年产400万t 服务年限67 5年 矿井采用全煤巷布置 立井多水平开拓方式 通风方式为中央并列式 矿井第一水平共有7条大巷 北翼4条 2条进风 2条回风 为便于运输 排水 其中有1条轨道进风巷布置在3下煤层底板岩石中 其余均布置在煤层中 南翼3条大巷 1条进风 2条回风 均布置在煤层中 煤矿开拓部署 以煤巷为主 例子 潞安矿务局常村煤矿 兖州矿务局的济宁二号井和三号井的运输大巷均布置在煤层中 5 2 钻爆法 快速掘进技术 1 钻爆法施工主要按照六大工序顺序进行 缺一不可 掘进工序 钻眼 装药联线 放炮 通风 装岩运输 支护工具设备 凿岩机 炸药 局部扇风机 装岩机 锚 喷 网 架煤电钻雷管 放炮器风筒矿车电机车 矿车 2 1钻爆施工特点 6 1 常用施工方法一次成巷 成巷速度快 分次成巷 成巷速度慢 矿山井巷工程施工与验收规范 第6 1 1条巷道的施工 应一次成巷 并应符合下列规定 一 凡需支护的巷道 掘进工作面与永久支护间的距离 应根据围岩情况和使用机械作业条件确定 但不应大于40m 二 水沟应与永久支护同时完成 三 平巷的永久轨道与掘进工作面的距离 不宜大于200m 但铺设道碴的时间可根据现场条件决定 四 倾斜巷道永久轨道应在交付使用前 一次铺设 2 2钻爆施工作业方式 掘进与永久支护的关系 7 2 一次成巷的作业方式 8 1 组织掘进多工序平行作业 1 交接班与工作面安全质量检查平行作业 2 凿岩 装岩与永久支护可以部分平行作业 3 测中线 腰线与准备凿岩 敷设风水管路平行作业 4 用铲斗装岩机装岩时 装矸后阶段可与钻工作面中部以上炮眼平行作业 用耙斗机装岩时 可用装左边岩 钻右边眼 装右边岩 钻左边眼 装后边岩 钻下部眼等办法实行平行作业 5 钻下部眼与工作面铺轨 清扫炮眼平行作业 6 移耙斗装岩机与接长风水管路平行作业 7 工作面打锚杆与装岩平行作业 8 装药与搬离 保护设备和工具平行作业 9 砌水沟与铺永久轨道平行作业 意义 充分利用循环时间 从而提高掘进速度 可行性 2 3钻爆快速掘进的技术要点总结 9 2 根据实际的优化掘进作业循环图表 分析调研 合理确定各工序作业时间和循环时间 T 1 1 T1 T2 t1 t2 T3 T4 T5 T1 交接班 安全检查 10 20min T2 装岩时间 t1 t2 钻上 下部眼时间 钻眼 装岩不平行作业系数 平行作业0 4 0 6 顺序作业1 0 T3 装药连线时间 T4 放炮通风时间 15 30min T5 支护时间 包括临时支护与永久支护 可以用现场实测各个工序时间 采用数学方法 优化工序时间 从而优化循环时间 10 3 根据实际情况设计合理的掘进爆破图表 表1 表2 表3 图1 11 4 根据实际选择合理的掘进队组织与管理模式 掘进队的组织形式 专业掘进队 受辅助工影响大 工时利用率低 综合掘进队 一专多能 对工人素质要求较高掘进队的基本管理制度岗位责任制为中心的安全生产制等级掘进队的六项指标 年进度指标 工程质量 安全生产 技术经济指标 班组管理 技术经济要求 12 5 按照施工组织设计认真组织正规循环作业 正规循环作业 四六工作制 四班掘进 两班复喷支护 作业循环图表 13 2 4常用的钻爆法快速掘进设备配套方案 14 3 机械化法 快速掘进技术 中国巷道掘进技术发展最快的和最显著的发展是掘进机械化水平的提高 目前机械化方法 在地质条件较好矿井取得了安全 高产高效 经济效益显著等成效 我国从1962年先后从原苏联 英国 日本 奥地利 匈牙利 美国 德国引进了各种类型煤与煤 岩巷掘进机 目前我国生产掘进机 平均掘进速度达到600m以上 比钻爆法平均提高2 0 3 0倍 工效提高50 100 国内外机械化快速掘进发展历程 钻眼爆破 掘进机 掘锚机组 连续采煤机 采掘锚一体化机 15 链板输送机的运输能力大于掘进机的生产能力 可实现连续运输 采用链板输送机虽有链板接长频繁 占用循环时间长 劳动强度大等缺点 但它适用于坡度变化大 掘进长度较短的巷道 河北省开滦矿区范各庄矿 采用MRH S5D型掘进机 配备SGW 40T型链板输送机 在巷道断面为8 1 11 7m2的煤巷中 采用U型拱形金属支架 创造了月进2045m的好成绩 直接掘进工的效率为0 656m 工 1 掘进机 胶带转载机 链板输送机机械化作业线 3 1以掘进机为主的机械化作业线 16 2 掘进机一胶带转载机一可伸缩双向胶带输送机机械化作业线双向胶带 即上胶带出煤 下胶带运料 能实现长距离连续运输 其能力大于掘进机的生产能力 可最大限度地发挥掘进机的潜力 实现连续掘进 进行永久支护时可接长胶带 该作业线在巷道长度大于600m时 其优越性更为明显 开滦矿区钱家营矿002掘进队 采用AM 50掘进机 配备QZP 160型转载机SJ 44型可伸缩胶带运输机和SGW 40T型刮板输送机 于1988年5月 在巷道掘进宽度4 58m 掘进高度2 7m的煤 岩巷道中 创造了单孔月进1421m的成绩 该掘进队于1990年5月 在断面为10 4m2的煤岩巷道中 又创造了单孔月进1434m的记录 17 3 煤巷掘进机一仓式列车机械化作业线该作业线主要由掘进机 胶带转载机 梭车 或仓式列车 组成 可将几辆梭车搭接成列车 将1个截割循环中的煤 岩经装载机构卸载于梭 仓 式列车内 然后用绞车或电机车将梭 仓 式列车拉到卸载地点卸载 它适用于卸载距离短 并有卸载仓的施工条件 山西省大同矿区大斗沟矿 采用美国的12CM11 9BUN型掘进机 配备10SZZ 40BUN型梭车 在断面为8 4m2的矩形煤巷中 于1983年9月掘进速度达2160m 月 全队89人 直接工51人 采用 三八 作业 其工效为1 488m 工 最高日进122 3m 采用上述设备 该矿掘进煤巷的最高月进度曾达到2405 7m 18 但由于国内采准巷道断面较小 而掘进机机载锚杆机体积偏大 加之在采用 钢带时需要定位钻孔 难度较大 因此未能在国内推广 经选型和配套 形成高效掘锚掘进作业线 可使每一循环作业的时间减少25 45min 即每30min一个循环 生产效率将大大提高 达到每天掘进进尺40m 最高月进1000m 年进尺约10000m的目标 掘锚机组可节省移动和装钻机的时间 掘进速度可提高50 至100 使顶板及时支护 安全可靠 3 2掘锚机组机械化作业线 19 连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落 装运及行走为一体的联合机械化综掘设备 广泛应用于矩形断面煤巷的双巷或多巷快速掘进 以及房柱或房式开采 边角煤开采 残留煤及煤柱回收 已成为现代高产高效矿井的重要设备 目前我国神东矿区 兖州矿区 晋城矿区及黄陵等矿区引进使用了连续采煤机 3 3以连续采煤机为主的机械化作业线 20 为了便于配套设备的换位作业 一般是采用三巷或四巷式掘进 而不适于掘进单巷 在同时掘进多条巷道时 最合适的巷道条数是三条 巷道条数过多会影响综采工作面的准备速度 少一条则不利于设备的换位作业 连续式采煤机在我国一些煤矿获得了应用 并取得了良好的效果 我国除少数煤矿 如神华的上湾矿 使用连续式采煤机专门用于采煤外 大多数矿井主要是用于掘进煤层巷道 其主要配套设备有连续式采煤机 锚杆钻车 铲车 运煤车 破碎机 胶带输送机等设备 21 将采煤 掘进与支护结合在一起 实现快速掘进成巷 核心设备是采掘锚机组 它实际上是连续式采煤机与锚杆打眼 安装机复合的一体化设备 可以完成切割 装煤工序 又能够完成钻孔 安装锚杆等工序 从而减少了掘进工作面的设备和人员 掘进工作面的空顶距可以缩短到0 75 1 4m 并且采用了临时支护措施 使得掘进与支护作业更加简单和安全 掘进成巷速度也较快 还能适应巷道布置方式的变化 在国外已经成熟并得到广泛应用 例如澳大利亚长壁工作面顺槽80 以上采用掘锚一体化的掘锚机组施工 奥钢联开发的ABM锚杆机采煤机 3min内即可完成巷道掘进 锚杆安装的循环作业 可以满足月产60 80万吨长壁回采工作面顺槽巷道掘进的要求 是一种理想的 可靠的 快速掘进的机械 这种宽头高效连续采煤机装有2 3台液压锚杆机 3 4采掘锚一体化快速掘进成巷技术 22 4 我国快速掘进技术发展趋势 我国煤矿各矿区由于煤层赋存地质条件 施工队伍素质 领导管理水平等千差万别 在巷道快速掘进速度上呈现了很大差别 传统钻眼爆破巷道施工法的速度还徘徊较低水平 岩巷多数在70 100m 月 煤巷在150 200m 月 我国重点煤矿已经在使用世界最先进的快速掘进作业线 快速掘进水平与世界先进国家齐驱并进 但总体水平 月进尺多数在300 500m左右 因此 中国煤矿巷道快速掘进技术仍有很大的发展空间 4 1快速掘进技术现状小结 23 我们认为今后几十年内 中国的快速掘进技术的主要会在如下几方面发展 1 继续发扬光大传统的钻眼爆破巷道快速施工技术中小型矿井仍会是中国为数最多的矿井 大型矿井的岩巷 传统钻眼爆破方法将今后仍然是中国煤矿巷道掘进的主流方法 因此 对于该掘进方法的技术开发挖潜 继续发扬光大传统掘进方法仍是提高巷道掘进速度的方向 通过注重合理的巷道施工循环图表的编制和认真落实 以提高正规循环率 注重合理的巷道光面爆破技术 以提高成形质量和减小超挖 注重开发软弱围岩支护技术 以增加锚喷使用 减少锚索的使用 运用数理统计和灰色等理论 实测优化 缩短循环时间 等等 将是显著提高巷道掘进施工的速度的主要措施 4 2快速掘进技术发展趋势 24 2 积极推广和开发连续采煤机和采掘锚联合机组作业线在学习美澳等主要采煤国家长期采用连续采煤机多巷掘进技术的基础上 中国目前可以制造连续采煤机掘成套设备 并已取得了显著成绩 应在有条件的矿区大力广泛使用 目前运用这一技术大柳塔矿年进22324m巷道 南屯煤矿年进11000m巷道 近年来英澳等国研制开发了集采矿 快速掘进 锚杆支护为一体的采掘锚机械化平行作业装备 在大断面煤巷中年进尺高达15000 20000m 中国应该大力支持这一技术的开发 25 3 全面推广巷道锚杆支护技术无论炮掘还是机掘 锚杆支护是快速掘进的关键因素 而我国煤巷锚杆支护技术与成套装备已基本形成 并在大型矿井取得了显著效益 中国应该和已正在中小型矿井和西南部地区大力推广锚杆支护技术 锚杆支护将为矿井实现高产高效创造了良好条件 4 研究开发倾斜巷道快速掘进装备和技术近年来斜井开拓采矿技术得到较为广泛应用 但是目前的机械化主要适用于近水平巷道 中国应根据这一需要 支持和组织企业和科院校积极研制和开发适用于较大倾角的巷道快速掘进设备和技术 26 5 总结 1 中国煤矿矿井开拓布署 以煤巷为主 有利于巷道快速掘进机械化的应用 为大力推行巷道快速掘进提供了机遇 2 钻眼爆破法是中国传统的巷道施工方法 仍然是中国使用最多的巷道掘进方法 通过采取技术措施和加强队伍组织管理 可实现巷道快速掘进 使月进尺达到200 600m 3 中国与世界上先进国家一样也走过了 钻眼爆破 掘进机 掘锚机组 连续采煤机 采掘锚一体化机的发展历程 目前中国巷道快速掘进机械化水平与