生产管理知识_掘进生产技术培训教材

第一部分安全技术基础知识第七章掘进生产技术 鄂尔多斯煤炭技工学校主讲 孙艳 第一节掘进机概述 掘进机定义 就是用来与综采工作面配套使用的 是一种能够同时完成破落煤岩 装载与转载运输 喷雾除尘和调动行走的联合机组 掘进机与钻眼爆破和机械装载的传统方法相比 具有以下显著优点 l 连续掘进 工序没有间断性 掘进速度快 10m day 200m month 2 巷道的围岩不受破坏 断面规整 能够保证巷道的稳定性 3 没有爆破震动 烟雾 改善了作业环境 减少岩石冒落及瓦斯突出的危险 有利于安全生产和通风管理 4 减少了巷道的超控量和支护作业的充填量 减少不必要的工程量 5 改善了劳动条件 减轻了工人的体力劳动 近年来 随着大功率电牵引采煤机在矿山的发展与应用 使回采工作面的推进速度大大加快 为实现呆掘平衡 要求巷道的掘进速度必须相应地跟上 这就必须提高掘进机械化程度 图7 2综合掘进机械化工作面的设备布置l 掘进机 2 桥式转载机 3 吸尘软风筒 4 可伸缩胶带输送机段机尾部5 湿式除尘器 6 胶带输送机 7 钢轨 8 压人式软风筒 掘进机1工作时 为了适应桥式转载机2与可伸缩胶带输送机搭接长度的要求 可伸缩胶带输送机的外段机尾部4的长度必须能延长12 15m 以保证转载与运输的连续性 减少可伸缩胶带输送机拉伸胶带的次数 缩短辅助工时 加快掘进速度 第二节综掘机正常截割工艺 综掘机按截割头布置方式分为横轴式与纵轴式两种 根据不同的地质条件选用不同的综掘机 根据不同的综掘机选择不同的截割工艺 一 综掘工作面截割头能伸缩截割工艺 一 综掘机按截割头布置方式分类与各自的区别综掘机按截割头布置方式分为横轴式与纵轴式两种 1 横轴式综掘机的截割头旋转轴线垂直于悬臂轴线 因此是横向切割 2 纵轴式综掘机的截割头旋转轴线与悬臂轴线重合 因此是纵向切割 三 综掘机截割质量般要求综掘机截割质量的要求可归纳为 两低 四够 一规整 两低 截割功率低 截齿消耗低 四够 按作业规程规定的断面尺寸 规格质量 一次截割要够高 够宽 够深 够远 以利支护 一规整 截割出来的巷道断面 周边轮廓规整 既满足支护要求又不超掘 四 纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法如下 1 清扫场地2 截割柱窝3 横向掏槽4 迂回截割接近顶板时 截割头要离开顶板100 300mm 防止截割头破坏顶板 废 四 纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法如下 1 清扫场地综掘机启动后收回截割头 将铲板放至底板 然后移动综掘机至工作面 用截割头清扫工作面迎头及两帮浮煤 2 截割柱窝 1 综掘机放下后支撑座至适当高度 以增加截割深度 2 将截割头对着工作面左下角 逐渐伸出截割头截割柱窝 如图7 4所示 3 待截割头完全伸出 听到溢流阀动作声音时缩回截割头 将截割下来的煤岩用截割头运到铲板附近 装运出去 4 提起后支撑座 将机器向前移动到完全缩回的截割头触及底板为止 5 再一次放下后支撑座 伸出截割头 加深截割柱窝深度约200mm 6 再一次缩回截割头 提起后支撑座 向前移动机器到截割头触及底板 7 第三次放下后支撑座 这样两次前进操作的目的 是为了使截割头全部切入煤壁 提高工作效率 3 横向掏槽将深入柱窝的截割头紧贴底板向右移动 进行横向掏棺 如图7 5 a 所示 横向截割时 截割头必须处于缩回的位置 4 迂回截割截割头达到右帮后 向上挑一定的距离 进行迂回截割 如图7 4纵轴式截割头截割柱窝 a 平视图 b 俯视图图7 5 b 所示 这个距离称为跨距 跨距大小根据煤岩软硬而定 跨距越大机器截割效率越高 但应以机器不过载 不出大块为准 最后以巷道中线为准 用截割头按图7 5 b 所示的虚线将工作两帮 顶和底板进行一次清理 然后再继续第二次循环截割 二 综掘工作面截割头不能伸缩截割工艺 截割头不能伸缩的综掘机 一般都采用横轴式的截割头 因此 综掘机必须在前移过程中能够完成进刀任务 并且每次进刀前 不需要稳定综掘机 特别在截割硬煤 矸时 稳定性能好 所以在截割头不能伸缩 截割半煤岩中一般都采用横轴式截割头不能伸缩的综掘机 一 纵轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法 二 横轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法 废二 综掘工作面截割头不能伸缩截割工艺截割头不能伸缩的综掘机 一般都采用横轴式的截割头 因此 综掘机必须在前移过程中能够完成进刀任务 并且每次进刀前 不需要稳定综掘机 特别在截割硬煤 矸时 稳定性能好 所以在截割头不能伸缩 截割半煤岩中一般都采用横轴式截割头不能伸缩的综掘机 一 纵轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法这类综掘机 如EBJ 75型 的截割头不能伸缩 依靠行走机构进行钻进 在中等或中等以上硬度煤岩的工作面 宜先在工作面中心底部开槽 如图7 6所示 以保证综掘机的稳定 对中等以下硬度的全煤工作面不受此限 这类综掘机在行走钻进时应抬起后支撑 达到钻进深度后再放下后支撑 进行左右横向截割 钻进深度称为截深 应根据岩层软硬程度而定 即硬浅软深 为了提高截割效率 一般截深不宜小于截割头的长度 跨距的大小 以煤能落下 不出大块为宜 图7 6综掘机中间开槽 废 二 横轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法这类综掘机 如AM 50型 的截割头不能伸缩 依靠行走机构进行钻进 其一般截割操作方法是 1 开槽钻进截割头首次横向截割之前 必须先在工作面开槽钻进 在开槽钻进过程中 依靠行走履带向前移动 对中等以上硬度的岩石 应先在工作面的中心开始钴进 以保证综掘机的稳定 由于截割头受中间传动箱空间的限制 在钻进过程中 截割头必须左右摆动 直到需要的钻进深度 如图7 7所示 2 横向截割当达到槽窝的深度后 关闭行走电动机 放下后支撑装置 使综掘机后部略微抬高 以便综掘机在截割中有较好的稳定性 然后横向迂回截割 直至完成整个断面的截割工作 平煤巷进尺 三 掘锚机施工工艺 一 截割操作程序 二 支护方式 三 装岩方式 一 截割操作程序 1 向前行走 掘锚机进入工作位置 截割开始前 放下尾部液压稳定架 2 抬起前探梁 抬起截割臂 截割臂将停在设定的顶板位置 3 掏槽 自顶板下200 300mm处进刀掏槽 4 向下截割 自上而下截割 截割头达到设定的底板位置时 停止向下截割 一 截割操作程序 5 截割臂退回 平整和清理底板 6 停机 重新启动 选择打锚杆模式 打安锚杆 7 选择行走 当打锚杆工作完成 按下OK按钮并且放下顶板液压支撑架 8 向前行走 确定前铲板已放下并且副板已打开清理底板 进入新的工作位置 二 支护方式 1 临时支护 使用MB670掘锚机自配的液压支撑顶棚做临时支护 迎头割煤后由掘锚机司机将液压支撑顶棚升起 然后依次铺设钢带 钢筋网至迎头 看好中线 找好扭距 缓慢上升使顶棚接实顶板 2 永久支护 采用锚网带加锚索作为永久支护 采用锚索加强支护 锚索布置在巷道两排钢带之间的顶板处 使用MB670掘锚机机载液压钻机打设 按照由外向里 先顶后帮的顺序进行 每打完一个锚杆眼及时安装锚杆 二 支护方式 3 MB670掘锚机自配的临时支护顶棚距工作面端头的最大空顶距为2 3米 最小空顶距为1 3米 永久支护的最小空顶距为2 3米 最大空顶距为3 3米 循环进尺为1 0米 4 帮部锚杆拖后同一排顶板锚杆200 300mm 二 支护方式 5 顶板锚杆钻锚工序 1 定W形钢带位置 放到液压前探梁顶棚上 定准锚杆眼位 眼深 用长度2600mm的钻杆一次钻到设计要求 2 开眼时 钻进速度要放慢 钻机推力减小 3 开眼后给水 增加钻机推力 加大钻进速度 4 钻眼后将锚固剂和锚杆插入孔内 锚杆外端放入螺母和托盘 5 推动进给 锚杆手柄 将锚杆推进孔内 旋转时间不低于30秒 锚杆安装和预紧完毕 6 使用放大器 拧紧锚杆螺帽 拧紧力矩达到400N m 7 调整钻机 打设其他顶板锚杆 二 支护方式 6 帮部锚杆钻锚工序 1 定准眼位 按由上向下的顺序逐个施工锚杆眼 2 安好钻杆 确定好钻孔位置 钻机支撑架顶到侧帮 3 开始推进悬转钻杆 打完一根钻杆后 增加第二根钻杆 需增加至三根钻杆 4 安装锚杆后 重复上述过程 完成其它帮部锚杆 三 装岩方式 利用掘锚机的铲板和副板及卡爪扒矸 利用掘锚机一运溜子和二运皮带出矸 四 运输后配套方式 一 皮带运输 二 皮带运输 迎头扒装机或综掘机二运皮带后部直接搭接运输皮带 运输皮带直接与采区运输系统搭接 形成一个连续的运输系统 优点是能实现连续运输 适应炮掘巷道和综掘巷道排矸 而且运输能力大 效率高 目前掘进巷道排矸皮带主要采用DSJ100 63 2 125型和DSJ80 40 2 55型皮带及18 5KW电动滚筒皮带 岩石分类 有效地破岩和合理地支护井巷 就必须在研究岩石和岩体的物理力学性质的基础上对岩石进行工程分级 并以此为依据合理地选择破岩和井巷支护的方法 岩石工程分级方法较多 我国煤矿常用的是按岩石坚固性对岩石进行分级 即普氏分级法 普氏提出一个表示岩石坚固性的综合指标 岩石的坚固性系数 即普氏系数 以此来表示岩石破坏的相对易难程度 值在数值上等于岩石单向抗压强度Rc MPa 的10 即 Rc 10为了简化 我国煤炭系统按岩石坚固程度性将煤岩分为 岩石的工程分级 相当软的岩石 1 5 如 碎石土 破碎的页岩 结块的卵石和碎石 坚硬的煤 硬化的黏粘土 中硬岩石 2 3 如 软页岩与软的石灰岩 冻土 无烟煤 普通的泥灰岩 破碎的砂岩 胶结的卵石砂砾 掺石土以及各种不坚硬的页岩 致密的泥灰岩 相当硬的岩石 4 6 如 硬质黏土页岩 不坚硬的砂岩和石灰岩 软的砾石砂质页岩 片状砂岩 普通砂岩 铁矿石 硬岩石 8 10 如 坚硬的石灰岩 不硬的花岗岩 硬的砂岩 硬大理石 黄铁砂 白云岩 紧密的花岗岩 花岗岩岩石 很硬的砂岩和石灰岩 石英质矿脉 硬的砾岩 很硬的铁矿石 很硬岩石 12 14 介于 之间的岩石 坚硬岩石 15 20 如 很硬的花岗岩 石英斑岩 硅质页岩 最硬的砂岩和石灰岩 很硬 很致密与韧性最大的石英岩与玄武岩 及其他特坚硬的岩石 巷道支护 巷道被开凿后 为维护有效空间 防止围岩变形 塌陷 必须对巷道进行有效支护 巷道支护分为巷道临时支护和巷道永久支护2种 巷道临时支护常见的种类有锚喷支护 锚杆支护 金属拱形支护 金属拱形无腿支护 前探梁支护等 巷道永久支护的服务年限长 一般不可能回收重复利用 根据支护的特点 一般将永久支护分为喷锚支护 架棚支护和砌喧支护向下种 2 支架支护巷道冒顶事故的原因与防治 支架支护巷道冒顶事故的原因支架支护巷道的冒顶可分为压垮型 漏垮型和推垮型三类 1 压垮型冒顶因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大 压垮了支架 从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落 2 漏垮型冒顶因无支护巷道或支护失效 非压坏 巷道顶部存在游离岩块 这砦岩块在重力作用下冒落 造成事故的发生 3 推垮型冒顶因巷道顶帮破碎岩石 在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力 如果这部分巷道支架的稳定性不够 可能被推倒而发生冒顶 支架支护巷道冒顶事故的预防措施 1 可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中 并尽量避免采动的影响 2 巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力 3 巷道支架所能承受的变形量 应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应 4 尽可能做到支架与围岩共同承载 支架选型时 尽可能采用有初撑力的支架 支架施工时要严格按工序质量要求进行 并特别注意顶与帮的背严背实问题 杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象 5 凡因支护失效而空顶的地点 重新支护时应先护顶 再施工 6 巷道替换支架时 必须先支新支架 再拆老支架 7 在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性 可以在巷道的支架之间用拉撑件连接固定 增加架间的稳定性 以防推倒 倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大 其支架间拉撑件的强度 密度要适当加大 特别注意 在掘进工作面10m内 地质破坏带附近10m内 巷道交叉点附近10m内 已经冒顶处附近10m内 都是容易发生顶板事故的地点 巷道支护必须适当加强 第三节特殊地质条件下的截割工艺 特殊地质条件下的截割工艺是指破碎顶板 易片帮 遇有夹矸以及在倾斜和拐弯的综掘工作面使用综掘机进行截割的顺序和方法等一 破碎顶板综掘工作面事故的原因及防治措施 1 掘进破煤 岩 后 顶部存在将与岩体失去联系的岩块 如果支护不及时 该岩块可能与岩体完全失去联系而冒落 2 掘进工作面附近已支护部分的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块 一旦支护失敖 就会冒落造成事故 在断层 褶曲等地质构造破碎带掘进巷道时顶部浮石的冒落 在层理裂隙发育的岩层中掘进巷道时顶板冒落等 都属于第一种原因的冒顶 因爆破不慎崩倒附近支架而导致的冒顶 因接顶不严实而导致岩块砸坏支架的冒顶则属于第二种原因的冒顶 此外 两种原因的冒顶可能同时发生 如掘进工作面无支护 部分片帮冒顶推倒附近支架导致更大范围的冒顶 2 预防掘进工作面冒顶事故的措施 1 掘进工作面要严格控制空顶距 掘进工作面爆破后 工作面没有支护的最大距离 一般依照岩层稳定情况和支护排距确定 一般情况下不超过2个排距 综掘最大空顶距 综掘机一次切割完成后 工作面没有支护的最大空顶距离 一般为支护排拒2倍 炮掘 综掘最小空顶距 指支护后工作面最小的没支护距离 一般为不大于支护排拒的1 2 当掘进工作面遇到断层褶曲等地质构造带或层理裂隙发育的岩层时 棚子应紧靠掘进工作面 并缩小棚距 在掘进工作面附近应采用撑木 拉杆等把棚子连成一体 防止棚子被推垮 必要时还要在巷道里打中柱 用锚杆支护时应有特特殊措施 2 严格执行敲帮问顶制度 危石必须挑下 无法挑下时应采取临时支撑措施 严禁空顶作业 3 采用前探梁金属支架等临时支护措施 使工人在顶板有防护的条件下作业 防止冒顶伤人 4 根据顶板条件变化 采取相应的支护形式 并应保证支护质量 架棚支护冒顶区及破碎带必须背严接实 必要时要挂网 防止漏空 5 掘进工作面的炮眼布置及装药量必须与岩石性质 支架及掘进工作面距离相适应 以防止因放炮而崩倒棚子 二 沿空掘巷顶板破碎时的顶板管理措施 l 避开动压影响 巷道施工必须在上区段回采工作结束 待岩层活动完全稳定后再进行 2 尽量减小掘进时的空顶面积 截割前支架紧跟到工作面 截割后及时架设支架 要减小巷道面轮廓尺寸 尽量避免对顶板的振动 如果截割难以控制和管理顶板 应改用手镐方法掘进 3 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 其下帮棚不要抽掉 可以捆上木板或笆片 起到挡矸帘的作用 三 顶板破碎 直接顶易冒落的掘进工作面的截割顺序与方法顶板破碎 直接顶易冒落的掘迸工作面 为了减少顶板暴露时间 一般宜将工作面分两次截割 先截割工作面1 3的宽度 后截 割剩余2 3的宽度 二 易片帮综掘工作面截割工艺 一 在松软膨胀性岩层或破碎煤体中掘进时的安全措施松软膨胀岩体一般指黏土岩 泥岩等松软岩体 它们具有 松结构松散 稳定性与胶结性都差 很容易在空顶时发生规则垮落 在这类岩层中掘进巷道时 应尽可能采用使围岩暴露面积小 暴露时间短的施工方法 支架应能及时有效地支护顶板 二 有淋水的掘进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 用压力空气边吹边喷砂浆止水 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 三 煤质松软 层理明显 节理发育 顶板条件较好的综掘工作面的截割顺序与方法煤质松软 层理明显 节理发育的煤层较易崩落 因此 截割时可不受迂回截割的限制 可采用先在工作面中部切人 达到截深后 以此为中心 按顺时针方向摆动截割臂做圆周截割 如图7 8所示 巷道基本成型后 再用截割头刷帮 钻柱窝 使巷道断面达到设计要求 平顶山矿务局一矿综掘四队 使用这种方法连续多年破万米 四 煤质中硬 层理明显 节理发育 顶板条件较好的综掘工作面的截割顺序与方法煤质中硬的全煤工作面 可采用先割底掏槽 然后向上截割右帮 留一定厚度的顶煤 截割中部后自动下落 再从左帮向中间截割的方法 五 易片帮的综掘工作面的截割顺序与方法综掘机在易片帮的综掘工作面作业时 应根据不同情况采取不同的措施 以控制片帮 l 般在易片帮煤层中 综掘机的截割顺序是宜先截割综掘工作面的中间 后刷两帮 尽量缩短两帮空顶时间 2 在倾斜易片帮煤层中 综掘机的截割顺序宜先截割巷道的下帮 然后再截割巷道的上帮 先截割巷道的底部 然后再截割巷道的顶部 最后在巷道的上角收尾 三 遇有夹矸综掘工作面截割工艺 一 掘进巷道过断层等构造变化带时的安全措施掘进巷道在通过断层 褶曲等构造变动剧烈 围岩松软 节理裂隙发育地带以及顶板性突变地带时 由于围岩强度低 稳定性差 帮顶压力大 在安全技术方面应做好以下方面工作 1 加强巷道掘进地段的地质调查工作 根据所掌握的地质资料 包括构造分布 岩性变化等 及时制定具体的施工方法与安全措施 2 巷道在破碎带中掘进 应做到一次成巷 尽可能缩短围岩暴霹时间 减少顶板出露后的挠曲离层 提高顶板稳定性 3 施工中严格执行操作规程 交接班和安全检查制度 随时注意观察围岩稳定状况的变化 及时掌握断层等构造带出露时间 旦发现异兆要及时处理 防患于未然 4 掘进工作面临近断层或穿断层带时 巷道支护应尽量采用U形钢可缩性支架支护 棚距要缩小 5 改变截割方法 降低对断层带附近破碎顶板的震动 6 缩小空顶距离 及时架设临时支架 永久支架要跟上 滞后距离不得大于2 4m 7 巷道支架背板要严实 一方面提高支架对围岩的支护能力 另一方面防止掘进中漏顶或漏帮 8 当断层带处顶板特别松软 破碎时 要采用前探梁支护的方法管理端面不稳定顶板 9 在顶板岩性突变地段 要及时打点柱支护突变带顶板 二 当工作面的宽度超过综掘机定位截割性能时 其截割的顺序和方法当综掘机截割宽度达不到作业规程要求的截割宽度时 可以将工作面分两次截割 即综掘机先沿工作面左侧截割出大半个断面然后移动综掘机到右侧 再截割剩余的小半个断面 三 综掘机过断层时的截割方法综掘工作面在过断层期间 当岩石普氏系数f 4以下时 综掘机炮头要缓慢进入煤层 岩层 截割 减少对煤 岩 帮和顶板的破坏 当巷道出现岩石厚度0 5m以上且岩石普氏系数f 4以上时 严禁使用综掘机直接截割 可采用爆破的方式破碎岩石掘进 综掘机配合出煤 岩 对大块坠落体 采用适当办法处理后再行装载 四 遇有夹矸酌综掘工作面时 综掘机的截割顺序与方法综掘工作面如果遇有夹矸时 应根据夹矸软硬程度和厚度分别进行处理 1 综掘工作面的断面一般夹矸较软时 综掘机可以采用正常方法截割 即夹矸与煤层同时截割 2 对于综掘工作面的端面中夹矸稍硬时 不宜用截割头按正常方法截割时 应先在夹矸下的煤层里进行掏槽 即截割 然后再用低速对夹矸进行截割 由于夹矸下有自由面 夹矸就易崩落 这样 既减少了综掘机的功率消耗 又降低了综掘机的机械事故 3 对于综掘工作面较硬的夹矸 f 6 不能用截割头截割时 宜在夹矸周围进行截割 使夹矸坠落 然后处理大块 4 对于综掘工作面的断面中有较硬的夹矸 f 6 时 并且夹矸的厚度超过300mm 必须打眼放震动炮 装药量不超过3个药卷 然后再用综掘机截割 爆破时应将机器退出迎头15m以上 四 在倾斜和拐弯的综掘工作面截割工艺 一 用综掘机从采煤工作面的运输巷道拐90度弯综掘机截割开掘切眼方法当综掘机离开切眼的采空区侧8m时 扩大顺槽右帮 左帮仍保持直线 每在右帮截割0 4 0 45m时加宽一次 综掘机不能截割的地方 用炮掘配合 如囹7 9所示 在拐弯部分架设扇形棚支护 扇形棚外帮棚距0 8m 里帮棚距0 4 0 45m 最长6 1m 共架设17架棚梁 采用锚杆支护时则不需架设棚梁 待开切眼炮掘一定距离后 综掘机即可进入开切眼 铺设输送机开始机掘 二 用综掘机截割15 以上的上山开切眼时 综掘机采取措施和截割方法综掘机的爬坡能力一般为12 15 在过大的坡度上使用时将失制动能力而自滑 在15 以上的上山掘巷中 使用综掘机时应采取的主要措施 l 在机器后支撑座上增设 加高器 4 如图7 10所示 以保证机器工作在倾角大于15 时 制动有效不致下滑 2 在机器履带后部增设 垫木 2 以增加履带摩擦阻力 3 在转载机与溜槽间增设 承载轨道 7 以保证转载机能准确向溜槽中卸煤 每掘进12m 向上延长一次溜槽 8块 4 在司机座前增设防护挡板 以防煤块伤人 4 遇有变坡时的截割方法掘进机工作中遇有变坡时一般采取以下措施进行截割 l 掘进机由平巷转掘小于15 的上山时 截割头割煤时应稍高于铲板前沿 进一刀后 铲板稍抬起前进 逐渐把底 顶板升高以适应上山的需要 当达到规定的倾斜角度时 再按正常方法放下铲板截割 2 掘进机由平巷转掘大于15 的上山时 如果巷道顶部超过掘进机本身的截割高度时 可将掘进机退回6 7m 用木板将掘进机前面垫高 然后将掘进机开到木板上 使机体前部抬高进行截割 以后每次都要调高垫板一次 直至达到规定的坡度 再撤去垫板 3 掘进机由平巷转掘小于15 的下山时 应放下铲板 截割头卧底截割 随着机体前进 随放铲板 4 当下山坡度超过掘进机卧底的性能时 可利用后支撑在机器后部履带下加垫板 使机体呈前低后高的状态 以便增加卧底功能进行截割 掘进机的爬坡能力一般在12度 15度以下 在过大的坡度上使用时会失去制动能力而下滑 第四节掘进工作面顶板管理一 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 如围岩的性质 巷道所处的深度 巷道周围的地质构造 水文变化 巷道的断面形状尺寸等 了解围岩应力分布情况及在此应力作用下围岩的变形和位移后 才能选择合适的支护材料 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 减少各工序对顶板管理的影响 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 旋工中 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 按原煤炭工业部颁发的井巷工程质量标准进行检查和验收 巷道掘进期间日常顶板管理工作 1 敲帮问顶 上班进入工作面 打眼放炮前均应敲帮问顶 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 超过规定的空顶距离应先支护后掘进 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 修复地点以里的人员应全部撤出 预防冒顶堵人 工作面因放炮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 顶板管理的针对性措施1 新掘巷道应制定的开口安全措施 1 开掘地点要选在顶板稳定 支护完好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 同样用背板背好打紧 对将受施工影响的棚子进行加固 其方法右挑棚 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小暴露面积 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结束 待岩层活动完全稳定后再进行 2 尽量减小掘进时的空顶面积 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 3 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 有淋水工作面的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 l 采用架棚支护时 棚距要缩小 提高支护应变能力 2 棚梁方向尽量按正交节理面架设 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Im 4 顶板特别破碎时需采用超前支护的办法管理顶板 四 综掘工作面冒顶事故预防措施的编制方法在编制前应掌握的资料与知识 1 应掌握的内容 所掘进巷道的地质水文预测资料 巷道通过的地质构造预测图 对施工中所要穿过的各种煤岩层岩性 裂隙带 水 瓦斯等情况做出预测和分析 2 根据地质资料 拟定施工方法和安全措施 3 坚持一次成巷 缩短围岩暴露的时间相面积 4 坚持敲帮问顶制度 上班进入工作面 在截割前应敲帮问顶 处理隐患 排除不安全条件后再施工 5 控制工作面的空顶距离 必须采用金属前探梁等临时支护 严禁空顶作业 6 严格执行操作规程 交接班和安全检查制度 及时处理隐患 7 必须按作业规程规定的支护设计进行支护 保证支护的质量 8 施工中要注意观察围岩压力的变化 加强顶板管理 防止冒顶事故的发生 9 单孑L长距离掘进 要经常检查工作面后方的支护情况 加强维护 发现有变形严重折损支架时 应加固修复 在大面积修复巷道时 工作面应停止作业 以防冒顶堵人 2 编制预防冒顸的主要措施 1 合理布置巷道 矿井主要巷道服务年限长 断面大 应布置在容易维护的煤层或底板岩层中 采煤工作面上下区段巷道应尽量采用沿空掘巷和沿空留巷 并要注意少掘交叉巷道和上下重叠的巷道 2 选择合理的断面尺寸和断面形状 使用经济合理的支护形式 按规定进行支护 严格质量标准 对不合格的工程 坚持重新返工 重新支护 3 掘 支工作面严禁超空顶距作业 掘进工作面到永久支护之间应架设临时支架 爆破前后应进行检查加固 严格执行 煤矿安金规程 规定 其规定包括 掘进工作面严禁空顶作业 靠近掘进工作面10m内的支护 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 修复支架时必须先检查顶 帮 并由外向里逐架进行 在松软的煤 岩层或流沙性地层中及地质破碎带掘进巷道时 必须采取前探支护或其他措施 在坚硬和稳定的煤 岩层中 确定巷道不设支护时 必须制定安全措施 4 巷道掘进通过老巷 断层破碎带及淋水等地带时 应根据实际情况 制定专项措施 提高支架的支撑能力 以免发生冒顶事故 5 应按照 煤矿安全规程 规定 不断地检查和修理巷道 以防止冒顶事故的发生 保证通风 运输畅通和行人的安全 修理 更换支架和刷大巷道断面时 必须由外向里逐架进行 施工前 应先加固临近的支护 拆除原有支护后 必须及时排除顶帮的危石活矸 必要时还应采取临时支护措施 在倾斜巷道中 必须有防止矸石 物料滚落和支架歪倒的安全措施 在独头巷道内进行时 巷道里面应停止掘进或从事其他工作 以免发生冒顶堵人事故等 3 综掘工作面防止冒顶事故的措施编制 l 根据岩性 控制空顶距 当遇到破碎带或层理 裂隙发育时 应紧跟掘进支护 2 严格执行敲帮问顶制度 危石必须挑下 无法挑下时应采取临时支撑措施 严禁空顶作业 3 在破碎带掘进巷道 要缩小支护棚距 用拉条等将棚子连成一体 防止推垮 4 对破碎带有时可超前注浆 固化岩体 5 掘进工作面有空顶区和破碎带必须背严背实 必要时要挂网防止漏空 6 综掘机截割必须与岩石性质 支架和掘进头距离相适应 防止割倒棚子 7 锚杆支护注意眼深和锚杆密度 必要时锚喷网联合支护 8 可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中 并尽量避免采动的影响 9 巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力 10 巷道支架所能承受的变形量 应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应 II 尽可能做到支架与围岩英同承载 支架选型时 尽可能采用有初撑力的支架 支架施工时要严格按工序质量要求进行 并特别注意顶与帮的背严背实问题 杜绝支架与围岩问的空顶与空帮现象 12 凡因支护失效而空顶的地点 重新支护时应先护顶 再施工 13 巷道替换支架时 必须先支新支架 再拆老支架 14 在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性 可以在巷道的支架之间用拉撑件连接固定 增加架间的稳定性 以防推倒 倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大 其支架间拉撑件的强度 密度要适当加大 此外 在掘进工作面10m内 地质破坏带附近10m内 巷道交叉点附近10m内 已经冒顶处附近10m内 都是容易发生顶板事故的地点 巷道支护必须适当加强 矿井通风 一 矿井通风的基本任务1 供给井下人员足够的新鲜空气供风标准 4米 分 人2 冲淡和排出井下有害气体及矿尘 3 改善井下气候条件 创造较好工作环境 4 提高矿井防灾救灾能力 二 进风流 回风流 工作面风流1 采煤工作面 进风流 回风流 采煤工作流 2 掘进工作面 进风流 回风流 工作面风流 矿井气候物理参数 矿井空气的温度 湿度和风速速适宜的气候条件为温度15 20 湿度50 60 风速1 2米 秒 矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素 空气温度 对人体对流散热起着主要作用 相对湿度 影响人体蒸发散热的效果 风速 影响人体的对流散热和蒸发散热的效果 对流换热强度随风速而增大 同时湿交换效果也随风速增大而加强 如有风的天气 凉衣服干得快 矿井空气成份对人体的影响 A氧气 O2 重体力劳动时耗氧量为1 8 2 4升 每分钟 氧气浓度17 以下时人体会产生不良生理反应 氧气浓度6 9 时 人在短时间内会死亡 规程 规定 在采掘工作面进风流中 氧气浓度不得低于20 B二氧化碳 CO2 无味 无色 无毒的有害气体对空气比重为1 52 对眼 鼻 喉的粘膜有刺激作用 其浓度为1 时 人会呼吸急促 5 时 呼吸困难 同时有耳鸣和血液流动的感觉 20 25 时 人将中毒死亡 规程 规定 在采掘工作面进风流中 二氧化碳浓度不得超过0 5 C氮气 N2 有害气体正常情况下对人无害 但是空气中氮气含量过高时 使吸入气氧分压下降 会引起缺氧窒息 吸入氮气浓度不太高时 患者最初感胸闷 气短 疲软无力 继而有烦躁不安 极度兴奋 乱跑 叫喊 神情恍惚 步态不稳 称之为 氮酩酊 可进入昏睡或昏迷状态 吸入高浓度 患者可迅速昏迷 因呼吸和心跳停止而死亡 潜水员深替时 可发生氮的麻醉作用 若从高压环境下过快转入常压环境 体内会形成氮气气泡 压迫神经 血管或造成微血管阻塞 发生 减压病 A一氧化碳 CO 无色 无味 无臭气体 有可燃性 毒性的有害气体微溶于水 13 75 时有爆炸性 其毒性很强 症状有耳鸣 心跳加速 头痛等 严重时出现四肢无力 哭闹 呕吐 嘴唇成桃红色及两面颊有红斑点等 规程 规定 井下空气中一氧化碳浓度不得超过0 0024 CO致死的原理 人体内的血红蛋白Hb通过肺与CO结合生成碳氧血红蛋白 B二氧化硫 SO2 强烈硫磺燃烧味 有毒有害气体0 002 时 能引起眼红肿 流泪 咳嗽 头痛 喉痛 嗅觉器官闻到刺激性气味 0 005 时 能使喉咙和支气管发炎 呼吸麻痹 严重时引起肺水肿甚至死亡 规程 规定 井下空气中二氧化硫浓度不得超过0 0005 C硫化氢 H2S 无色 微甜 有臭鸡蛋味 易溶于水 能燃烧剧毒 有毒有害爆炸性气体4 3 46 时能爆炸 能使血液中毒 对眼 粘膜和呼吸系统有强烈刺激作用0 2002 时 眼 鼻 喉粘膜受强烈刺激 头痛 呕吐 四肢无力 0 05 时 30分钟内失去知觉 痉挛或死亡 规程 规定 井下空气中硫化氢浓度不得超过0 00066 D瓦斯 指井下以甲烷CH4为主的无毒 有害气体的总称 是各种气体的混合物 瓦斯是一种无色 无味 无臭 可以燃烧或爆炸的气体 难溶于水 扩散性较空气高 瓦斯无毒 但浓度很高时 会引起窒息 氮氧化合物 爆破时生成物 NO2 有害气体的预防措施 1加强通风2加强检查及监控3采取抽放措施4不用的巷道或弃巷要及时封闭 设警标 揭示牌 5加强个体防护 煤矿井下关于瓦斯的规定 1 矿井总回风巷或一翼回风巷风流中瓦斯浓度超过0 75 矿总工程师必须立即查明原因 进行处理 并报告矿务局总工程师 2 采区回风巷 采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1 时 必须停止工作 撤出人员 并由矿总工程师负责采取措施 进行处理 4 采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1 时 必须停止用电钻打眼 放炮地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度达到1 时 严禁放炮 采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1 5 时 必须停止工作 撤出人员 切断电源 进行处理 电动机或其开关地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1 5 时 必须停止运转 撤出人员 切断电源 进行处理 5 采掘工作面内 体积大于0 5立方米的空间 局部积聚瓦斯浓度达到2 时 附近20米内 必须停止工作 撤出人员 切断电源 进行处理 6 综合机械化采掘工作面 应在采煤机和掘进机上安设机载式断电仪 当其附近瓦斯浓度达到1 时报警 达到1 5 时必须停止工作 切断采煤机和掘进机的电源 使瓦斯浓度降低到 煤矿安全规程 规定的浓度以下 即采掘工作面的进风风流中不超过0 5 回风风流不超过1 矿井总回风流中不超过0 75 规程 对采掘工作面温度规定 生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26 机电硐室的空气温度不得超过30 当空气温度超过时 必须缩短超温地点工作人员的工作时间 并给予高温保健待遇 采掘工作面的空气温度超过30 机电硐室的空气温度超过34 必须停止作业 进风井口以下空气温度必须在2 以上 矿井空气主要成分的质量 浓度 标准采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20 二氧化碳浓度不得超过0 5 总回风流中不得超过0 75 当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1 5 或采区 采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1 5 时 必须停工处理 第一百零一条井巷中的风流速度应符合表2要求 为什么要规定各种井巷中的最低和最高风速 防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存对采区巷道和采掘工作面的最低风速的规定 主要是考虑了使巷道中的风流完全呈紊流状态流动 这样流入井巷中的新鲜风流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸出的有害气体 并随风流流向回风流 皮带着火事故 2008年3月2日4时0分 山西朔州市平鲁区冯家岭煤矿井下主井皮带发生燃烧事故 当班下井27人 事故发生后自行出井12人 救护队救出6人生还 9人死亡 该矿为乡镇煤矿 设计和核定生产能力均为9万吨 年 低瓦斯矿井 初步调查 事故的原因是主斜井提升皮带起火 烟雾蔓延至井下 导致人员伤亡 事故的详细原因正在进一步调查之中事后本网接到举报 3 02 矿难中共死亡16人 13名本地人 3名外地人 政府弄虚作假 故意瞒报 为此记者前去进行了调查 3 02 矿难事故真相也初露端倪 对于此起事故原因 官方并没有太多详细说明 只是轻描淡写以一句 事故的原因是主斜井提升皮带起火 烟雾蔓延至井下 导致人员伤亡 而一位知情人却告诉记者 事故原因系当晚值班看守皮带的林姓两兄弟以明火取暖 二人睡后余火引燃皮带 浓烟顺风蔓延井下 导致在井下作业的工人窒息死亡 矿井为什么要反风 井底车场着火矿井反风1 规程 规定 生产矿井主要通风机必须有反风设施 并能在10min内改变巷道中的风流方向 当风流方向改变后 主要通风机的供给风量 不应小于正常风量的40 又规定 反风设施每季度至少检查1次 每年进行1次反风演习 矿井通风系统有较大变化时 应进行1次反风演习 矿井反风1 规程 规定 生产矿井主要通风机必须有反风设施 并能在10min内改变巷道中的风流方向 当风流方向改变后 主要通风机的供给风量 不应小于正常风量的40 又规定 反风设施每季度至少检查1次 每年进行1次反风演习 矿井通风系统有较大变化时 应进行1次反风演习 CH4 炮烟 粉尘 怎么工作嘛 掘进工作面通风 掘进工作面通风应达到的基本要求是 1 供给掘进工作面作业人员足够的新鲜空气 2 把有毒有害气体和矿尘稀释到 安全规程 规定的浓度以下 并随回风流排出 3 使掘进工作面有适宜的气候条件和卫生环境 矿井新建 扩建或生产时 都要掘进巷道 在掘进过程中 为了稀释和排出自煤 岩 体涌出的有害气体 爆破产生的炮烟和矿尘 以及创造良好的气候条件 必须对独头掘进工作面进行通风 利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风 又称掘进通风 扩散通风 利用空气中分子的自然扩散运动 对局部地点进行通风的方式 叫做扩散通风 掘进巷道时 不得采用扩散通风的方式 由于扩散作用的范围不大 煤矿安全规程 规定 井下严禁扩散通风 机电设备等硐室应设在进风风流中 如果硐室或者巷道深度不超过6m 入口宽度不小于1 5m而无瓦斯涌出 可采用扩散通风 局部通风方法 局部动力设备通风 矿井全总风压通风 这种方法不需增设其它动力设备 直接利用矿井主扇造成的风压对掘进巷道和工作面进行通风 为了将新鲜风流引入工作面并排出污风 必须采用挡风墙 风幛和风筒等导风设施 优点是安全可靠 管理方便 但要有足够的总风压 其缺点是漏风大 有效风量利用率低 只适用于短距离掘进巷道或两条长距离巷道同时掘进 根据导风设施的不同 它又分为以下3种方式 用纵向风墙或风障导风 利用风筒导风 利用平行巷道通风 1 风障导风风墙的构筑可用砖 石风墙 木板墙及帆布 塑料等柔性风幛 后两种漏风大 只适用于短距离的导风 砖 石风墙漏风小 导风距离可超过500m 墙需有一砖至一砖半厚 并用砂浆勾缝 在图中1为纵向风墙 2为带有调节风窗的调节风门 以便行人和调节导入掘进工作面的风量 2 利用风筒导风 采用风筒导风需设置挡风墙 墙上开有风窗的调节风门 特点 此种方法辅助工程量小 风筒安装 拆卸比较方便 通常用于需风量不大的短巷掘进通风中 在掘进主巷的同时 在附近 10 20m 与其平行掘一条配风巷 每隔一定距离在主 配巷间开掘联络巷 形成贯穿风流 当新的联络巷沟通后 旧联络巷即封闭 两条平行巷道的独头部分可用风幛或风筒导风 巷道的其余部分用主巷进风 配巷回风 3 平行巷道导风 此方法常用于煤巷掘进 尤其是厚煤层的采区巷道掘进中 当运输 通风等需要开掘双巷时 此法也常用于解决长巷掘进独头通风的困难 4 钻孔导风 离地表或邻近水平较近处掘进长巷反眼或上山时 可用钻孔提前沟通掘进巷道 以便形成贯穿风流 这种通风方法曾被应用于煤层上山的掘进通风 取得了良好排瓦斯效果 2 使用局部通风设备通风 局部通风机 引射器的通风原理 利用压力水或压缩空气经喷嘴高速射出产生射流 周围的空气被卷吸到射流中 为了减少射流与卷吸空气间冲击损失 空气和射流在混合管内掺混 整流后共同向前运动 使风筒内有风流不断流过 引射器通风 根据高压流体的不同 有压气引射器 水力引射器 引射器通风优点与缺点 引射器通风具有设备简单 安全 水引射器有利于除尘和降温 水温低时 的优点 其缺点是风压低 风量小 效率低 但产生的风压低 送风量小 20 200m3 min 效率低 费用高 只有在用水砂充填采煤法的矿井中 才可顺便使用水风扇引射器 为满足掘进通风的风压与风量要求 可用多喷咀进行串联通风 使用局部通风设备通风局部通风机通风 利用局部通风机作动力 通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风 它是目前局部通风最主要的方法 常用通风方式 压入 抽出和混合式 1 压入式通风 工作面爆破后 烟 尘充满迎头 形成一个炮烟抛掷区 风流由风筒射出后 按紊动射流的特性使炮烟被卷吸到射出的风流中 二者掺混共同向前移动 风流从风筒出口到转向点的距离叫有效射程Ls 风筒出口与工作面的距离不能超过有效射程 否则会在工作附近出现烟流停滞区 特点局扇及电器设备布置在新鲜风流中 有效射程远 工作面风速大 排烟效果好 可使用柔性风筒 使用方便 由于 内 外 风筒漏风对巷道排污有一定作用 要求 局 巷 避免产生循环风 局扇入口与掘进巷道距离大于10m 风筒出口至工作面距离小于Ls 掘进机 重车 车场 空车 压入式风筒 压入式风机 在巷道边界条件下 其一般计算式为 有效射程特点 新鲜风流沿巷道进入工作面 劳动条件好 污风通过风机 有效吸程小 延长通风时间 排烟效果不好 不能使用柔性风筒 10m Le 2 抽出式通风 SCF 6湿式除尘风机 可伸缩风筒 胶带输送机 水管 转载机 掘进机 压入式通风与抽出式通风优缺点比较 抽出式通风由于炮烟从风筒中排出 不污染巷道中的空气 故劳动卫生条件好 压入式通风时炮烟沿巷道流动 劳动卫生条件较差 而且排出炮烟的时间较长 抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒 压入式通风可以使用柔性风筒 从以上比较可以看出 两种通风方式各有利弊 但压入式通风安全可靠性较好 故在煤矿中得到广泛应用 混合式通风是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用 按局部通风机和风筒的布设位置 分为长压短抽 长抽短压长抽长压 1 长抽短压 前压后抽 10m Le 10m 10m Le 10m 3 混合式通风 长抽短压 2 长压短抽 前抽后压 工作方式 新鲜风流经压入式长风筒送入工作面 工作面污风经抽出式通风除尘系统净化 被净化后的风流沿巷道排出 5m 长压短抽 混合式通风 长抽短压 10 压入式通风的局部通风机和启动装置必须安装在离掘进巷道回风口 以外的进风巷道中 A 10mB 20mC 30mD 40m使瓦斯浓度降低到 煤矿安全规程 规定的浓度以下 即采掘工作面的进风风流中不超过0 5 回风风流不超过1 矿井总回风流中不超过0 75 5 2局部通风装备5 2 1局部通风机定义 井下局部地点通风所用的通风机称为局部通风机 要求 体积小 风压高 效率高 噪声低 性能可调 坚固防爆 风筒是最常见的导风装置 对风筒的要求是漏风和风阻小 质量轻 拆装简便 风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性风筒 还有采用金属骨架的可伸缩风筒 可应用于抽出式通风的要求 煤矿安全规程规定 安装和使用局部通风机必须采用抗静电 阻燃风筒 二 掘进通风设备掘进通风设备主要是指局部通风机 风筒及其附属装置 掘进工作面通风要求局部通风机体积小 风压和效率高 噪声低 性能可靠 坚固防爆 近年来掘进工作面多使用BKJ66 II型局部通风机 它的最高效率达90 另外 我国还研制生产出对旋轴流式局部通风机 FBCDZ系列矿用对旋轴流式局部通风机 其特点是 噪声低 效率高 且高效区宽 可采用单级运转或双级运转 二 矿井通风设施在矿井正常生产中 为保证风流按设计的路线流动 在灾变时期仍能维持正常通风或便于风流调度 而在通