井巷工程总结.doc

一次成巷：把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个部分工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯地、最大限度地同地施工，一次完工。煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤（岩）和瓦斯，并常伴有巨响及气浪等现象。上山：采区中自水平运输巷道向上倾斜的巷道。下山：采区中自水平运输巷道向下倾斜的巷道。煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占45(包括45在内)，就称它为煤巷。半煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占1/5-45，就称它为半煤巷。岩石可钻性：岩石被碎岩工具钻碎的难易程度断面净高，净宽：1巷道净宽度梯形巷道的净宽度分两种情况： a. 当其内通行矿车、电机车时，指的是车辆顶面水平的巷道宽度； b. 当其内不通行运输设备时，从底板起1.6 m高水平的巷道宽度。直墙拱形（半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形）巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。 矩形断面巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。 2巷道净高度 梯形巷道净高度指的是从渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。直墙拱形巷道净高度指是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，包括净拱高和自底板起的壁高。矩形巷道净高度指的是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。岩石分级的意义：不同的岩石，其物理力学性质都不相同。施工时，选用的方法、设备及参数都有不同，耗损的材料也不一样，故要对岩石进行工程分级。方法：1普氏分级法f2.我国煤炭部门制定的围岩分级标准3岩心质量指标分级法（RQD） 凿岩机工作原理：风动凿岩机环阀冲程：压缩空气从操纵阀经气道进入滑阀的前腔再进入气缸的后腔施加于活塞的左端面，此时，活塞的右端即汽缸的前腔与大气相通，所以，活塞左右两端面的压力不同，从而推动活塞自左向右运动，开始冲击行程。当活塞右端面越过排气口时气缸前腔被封闭，前腔的余气受活塞压缩，被压缩的余气压力逐渐升高，并经回程气道至滑阀的后腔，使滑阀的左端面压力逐渐升高。当活塞的左端面越过排气口后，汽缸后腔与大气相通，压缩空气突然逸出造成压力骤然下降，这时，作用在滑阀左端面上的余气压力大于右端面上的压力，滑阀被推向右运动，关闭了原来压缩空气的通道。同时，活塞冲击钎尾，结束冲程，开始回程。回程：当滑阀移至右端，封闭与汽缸后腔的通路后，压缩空气将沿滑块左端的气路经回程通路进入汽缸前腔推动活塞做回程运动。当活塞左端面越过捧气口，活毫将压缩汽缸后腔的余气，使压力逐渐升高，并使滑阀右端面所受余气压力增高。当活塞右靖越过排气口后，汽缸前腔与大气相通，压缩空气突然逸出，压力骤然下降。这时作用在滑阀右端的压力高于左端的压力，从而推动滑阀向左端运动，封闭了回程气道的通路，回程结束，压缩空气又从滑阀右端进入汽缸后腔，开始又一个冲程运动。断面设计：简述巷道断面设计原则和步骤原则：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。内容和步骤：首先，根据巷道的服务年限、用途和围岩性质，选择巷道断面形状和支护方式；其次，根据巷道中所通过的设备尺寸、支护参数与道床参数、通风量与行人要求等确定巷道的净断面尺寸（并进行风速验算），计算巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值，求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。岩巷炮眼布置：按其用途和位置可分为：掏槽眼、辅助眼和周边眼起爆顺序：掏槽眼 辅助眼 周边眼影响炮眼布置的因素：岩石性质和结构；巷道断面形状和大小；炸药性能和装药量。故工作面的炮眼布置不能一成不变，必须根据具体情况进行布置或调整一）掏槽眼 掏槽眼的作用: 首先将工作面上某部分岩石破碎下来，使工作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽的好坏对提高破岩效率、循环进尺都起着决定性的作用。因此，必须选择合理的掏槽方式和装药量，使岩石完全破碎以形成理想的槽腔。掏槽眼的分类:斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽1）、斜眼掏槽适用范围：是巷道掘进中是一种常见的掏槽方法，它适用于各种岩石.2）、斜眼掏槽主要包括楔形掏槽和锥形掏槽，其中以楔形掏槽应用最为广泛。3）、掏槽眼数量：根据断面大小和岩石坚固程度来决定，一般是68个，两两对称地布置在巷道断面中央偏下的位置上，与工作面夹角大致5570 之间，槽口宽度，一般为1.01.4m，掏槽的排距约为0.30.5m ,两眼底距离为200mm左右。锥形掏槽所掏出的槽子是一个锥体，由于炸药相对集中程度高，只要严格掌握好钻眼质量，即使在坚硬的岩石中，也可取得较好的爆破效果。掏槽眼数，多数情况采用3个或4个。该方法国钻眼工作很不方便，在煤矿中应用甚少。斜眼掏槽法 特点是：掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，可以充分利用自由面，逐渐扩大爆破范围；但因炮眼倾斜，掏槽深度受到巷道宽度限制，不便于深孔作业与多台凿岩机同时作业。(二) 辅助眼辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500700mm,炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数(装药长度与炮眼长度比值)一般为0.450.60。(三)周边眼 爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。现在光面爆破已较成熟，一般应按光面爆破要求进行周边眼布置。一 通风方式其通风方式可分为三种：压入式，抽出式，混合式一） 压入式通风 局部扇风机把新鲜空气经风筒压人工作面，污浊空气沿巷道流出。在通风过程中炮烟逐渐随风流排出当巷道出口处的炮烟浓度下降到允许浓度时(此时巷道内的炮烟浓度都已降到允许浓度以下)，即认为排烟过程结束。为了保证通风效果，局部扇风机必须安设在有新鲜风流流过的巷道内，并距掘进巷道口不得小于l0 m，以免产生循环风流。为了尽快而有效地排除工作面的炮烟，风筒口距工作面的距离一般以不大于10 m为宜。 这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风简。 优点：有效射程大，冲淡和排出炮烟的作用比较强；工作面回风不通过扇风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式比较安全；工作面回风沿巷道流出，沿途一起把巷道内的粉尘等有害气体带走 。缺点：长距离巷道掘进排出炮烟需要的风量大，所排出的炮烟在巷道中肪风流而扩散，蔓延范围大，时间又长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流 。二)抽出式通风 局部扇风机把工作面的污浊空气经风筒抽出，新鲜风流沿巷道流人。风筒的排风口必须设在主要巷道风流方向的下方，距掘进巷道口也不得小于10 m。 在通风过程中，炮烟逐渐经风筒排出，当炮烟抛掷区内的炮烟浓度下降到允许浓度时，即认为排烟过程结束。优点：在有效吸程内排尘的效果好；排除炮烟所需的风量较小；回风流不污染巷道。抽出式通风只能用刚性风简或有刚性骨架的柔性风简 。缺点：风机的有效吸程小，工作面排除有害气体的时间长 。三)混合式通风：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用。吸入口和抽出口的距离不应小于15 m，风机串联。三 通风管理 作好长距离独头巷道通风，主要办法：最大限度地减少风管和防止风管漏风。 其措施如下：1、增大风管直径和每节风管长度，可减小连接时的阻力；2、提高风管接头质量和改进接头方法；3、风管须尽量吊挂平直；4、加强检修、防止漏风 。四、掘进中的综合防尘技术1、采用湿式凿岩；2、喷雾、洒水；3、加强通风排尘工作；4、加强个人防护工作。装载机的选择：1巷道断面的大小2装载机宽度及生产率、适应性和可靠性3操作、制造和维修的难易程度4装载机与其它设备的配套5装载机的造价和效率装岩生产率的提高措施：1爆破工作：控制岩石的块度，底板平整性。2调车组织协调：合理协调整个工作过程，优化总体效率。3加强装岩调车的组织工作。4提高工人的操作技术。5优化装岩机的工作状态（稳定电压、风压等）。 调车方法：在巷道掘进的装岩过程中，当采用矿车运输时，一个矿车装满后，必须退出，调换一个空车继续装岩，将装满矿石的矿车调出去空车进来的方法，即为调车方法。1、固定错车场调车法：错车不能紧跟工作面，效率较低，一般用于工程量较小，工期较缓的工程。2、动错车场调车法1）浮放道岔：双轨菱形，单轨菱形。2）翻框式调车器。沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占45(包括45在内)，就称它为煤巷。 沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占1/5-45，就称它为半煤巷。煤巷掘进方法 ：钻眼爆破法 ，水力掘进法 ，机械掘进法 ，风镐掘进法 半煤岩巷施工：炮眼布置特点： 由于煤层较软，掏槽眼应布置在煤层部分。施工组织 半煤岩巷道的两种施工组织方式：一种是煤、岩不分掘分运，全断面一次掘进；另一种是煤、岩分掘分运。 全断面一次掘进时，工作组织简单掘进速度快，但煤的灰分很大，煤的损失也很大，这种施工组织方式用在煤厚小于0.5m、煤质不好的半煤岩巷道较为合适. 煤、岩分掘分运：煤的灰分小，煤的损失也少。工作组织复杂，掘进速度较慢。当煤层厚度大于1.2m时，岩石工作面可以钻垂直炮眼(眼深不小于0.65m)，这样钻眼和爆破效果较好。若煤层较薄，岩石工作面的炮眼，应平行巷道轴线方向 岩巷施工与煤巷施工比较：2、锚杆作用原理1） 悬吊承托作用：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。在软弱围岩中，锚杆的作用是将直接顶板的破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上。2） 组合梁作用：顶板锚杆的作用，一方面体现在锚杆的锚固力增加了各岩层间的接触压力，避免各岩层间出现离层现象；另一方面增加了岩层间的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将作用范围内的几个岩层锚固成一个较厚的组合岩梁。3） 挤压加固拱作用：在弹性体上安装具有预应力的锚杆，能形成以锚头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。因此，如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，当围岩产生变形时，锚杆会对围岩产生压应力作用，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠连接，便在围岩中形成一个均匀的连续压缩带。它不仅保持自身的稳定，而且能承受地压，阻止围岩的松动和变形。二 喷射混凝土支护一）支护特点a 喷射使混泥土层有致密的组织结构和良好的物理力学性能，粘结力大；b 加入速凝剂，早期强度大；c 喷层较薄，属柔性支护。 二） 作用原理1） 加固与防止风化作用 2） 改善围岩应力状态作用 3） 柔性支护结构作用4） 组合拱作用巷道施工的两种基本形式：一次成巷：把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个部分工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯地、最大限度地同地施工，一次完工。分次成巷：把巷道掘进和支护等分成两个部分，先将整条巷道掘出来，临时支架维护；再拆除临时支架进行永久支护和水沟掘砌。 优缺点一次成巷：永久支护下工作，作业安全；无需拆除临时支架，施工速度快；节约材料，成本低；施工质量好 分次成巷：施工速度慢；材料消耗量大、成本高；分次成巷使用环境：急需通风的巷道按照掘进与永久支护的相互关系，其作业方式有：平行作业、顺序作业、交替作业 平行作业：掘进由一部分工人进行作业，同时永久支护由另一部分工人进行，掘进作业始终要求在支护作业段的前面。顺序作业：掘进与支护两大工序在时间上按先后顺序施工，即先将巷道掘进一段距离，然后停止掘进，边拆除临时支架，边进行永久文护工作。交替作业：在两条或两条以上距离较近巷迢中，由一个施工队分别交替进行掘进和永久支护工作。即将一个掘进队分成掘进和永久支护两个专业小组，当甲工作面掘进时，乙工作面进行支护，甲工作面转为支护时，乙工作面同时转为掘进，掘进和永久支护轮流交替进行。施工组织：坚持正规循环作业，展开多工序平行交叉作业。 一、坚持正规循环作业 在巷道掘进过程中，包括主要工序（钻眼、爆破、装岩、临时支护等）和辅助工序（通风、铺轨和接长管线。永久支护过程中，锚眼、安装锚杆和喷设注浆等。这些工序是按一定顺序周而复始进行的，称循环作业。二、多工序平行作业：为缩短时间，提高工效。应尽量安排能同时进行的工序平行作业。 三、循环图表编制一、硐室的施工特点(1) 硐室的断面大、变化多，长度比较短。 (2) 受力状态复杂，施工难度大。(3) 硐室服务年限长，工程质量要求高。二、硐室施工方法 针对不同硐室，不同性质的岩石等，具体施工方法较多，但可归为三类：(一)全断面一次掘进法：常用于围岩比较稳定、断面不太大的硐室；可采用大型设备，取得较快速度；采用常规设备，全断面一次掘进硐室高度以不超过4-5m为宜。(二)台阶工作面施工法：适用于岩层稳定或比较稳定的硐室施工 (三)导硐施工法：导硐施工法多用于松软破碎带，特大断面也可采用。交岔点设计方法1作图法2计算法1、交岔点施工方法1）在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用用全断面一次掘进法，随掘随锚喷或先锚后喷，一次完成。2)在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，可先将一条巷道掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚3050mm的混凝土或砂浆（岩石条件差对，可加打锚杆)作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。 采用砌碹支护的交岔点，开始以全断面由主巷向支巷方向掘砌，至断面较大处，改用以小断面向两支巷掘进架设棚式临时支架维护顶板，掘过柱墩端面2m，先将此2 m砌好，然后再回过头来，由小断面向柱墩进行刷砌，最后在岔口封顶并做好柱墩端面(齐脸，迎险)。 3)在稳定性较差的岩层中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩 大断面部分的方法。 4)在稳定性差的松软岩层中掘进交岔点时，不允许一次暴露的面积过大，可采用导硐施工法 ppt图 (一)在稳定表土层内开挖斜井 在稳定表土层内开挖斜井时，其施工方式与井口所处地形有关： 井口选择在山坡处，只需将井口位置的浮土和风化碎石清除干净即可开掘，井口需用混凝土或石材砌筑；井口选择在表土层较厚的平地，由于直接开硐掘进，顶板不易维护，需要明槽开挖后才能开硐掘进。2）施工方法：避开雨季施工；在斜井井口四周修好排水沟；开挖明槽；明槽边坡支护；开硐掘进多采用短段掘砌施工，段距2-4m。（二）在不稳定表土层施工：降低水位法；冻结法；注浆法；沉井法支护：锚喷、砌碹、U形可缩性支架。上山施工应注意的问题的措施：上山一般都是由运输水平自下向上掘进。但在有瓦斯突出的煤层，如无专门措施，只能由上一水平向下掘进，那时的掘进特点和下山一样；布孔：注意底板上浮问题，底鼓夹制作用。掏槽眼布置在底部；巷道布置：双巷同掘，一般每隔20-50m掘一条贯通的联络巷，一是满足通风要求，二是可用作爆破时施工人员的避炮硐。单巷掘进，必须每隔25-100m为避炮硐室。通风：瓦斯较轻，一般聚在巷道顶部，因此要注意通风检查措施。1、尽量双巷掘进 ；2、加强通风；3、加强瓦斯检查；4、停风时，全体人员必须撤出。装岩：人工装岩：链板输送机 倾角35。机械装岩：倾角10，ZMZ-17型装岩机，倾角30，耙斗装岩机。提升：专用小绞车，分段提升可采用临时绞车；重车带空车，滑轮上加装刹把。下山掘进：破岩与通风：下山掘进无沼气聚集问题，通风工作较上山掘进容易；装岩、提升：下山掘进，矿岩少积聚在工作面上，因此要加强装岩，尽量采用机械装岩。目前，装岩的机器主要采用耙斗装岩机，下山应注意机械安放牢固，防止下滑。提升：25，链板输送机；30，箕斗。排水： 对水的处理，应视其来源不同，从而采取不同的对策：1、上部平巷水沟漏水，混凝土或陶管将上部水沟密封起来。2、含水层涌水，截流引至泵房水仓，注浆封水。3、工作面积水，水泵排水，潜水泵、卧式水泵、喷射泵，水量不大，将水排入矿车或箕斗内一起运出。安全工作：防止跑车：提高警惕，严守规程操作；经常检查提升装置及辅助设施；采取切实可行的安全措施；工作面前方设置挡车器。立井井筒表土施工方法一、普通施工方法 1井圈背板普通施工2吊挂井壁施工3板桩法 二、特殊施工方法1 冻结法2 钻井法3 沉井法4 注浆法5 帷幕法立井井筒延深延深方法：利用辅助水平延深井筒：由生产水平经辅助暗井到达辅助水平,在辅助水平布置延深用的巷道、硐室和安设延深施工设备。利用延深间延深井筒：设计井筒时若顶留有延深间，或者将井筒内的梯子等设备拆除后，梯子间有足够的断面积可以作延深间用；或者井筒内设计有两套提升没备，将其中一套改装为吊桶提升能不影响生产时都可以考虑采用此法延深井筒。利用反井延深井筒：利用反井延深井筒如图。在井筒延深施工前，如果已有一个井筒到达延深新水平（a），或生产时使用的下山已经到达延深新水平(b)，并有巷道通往延深井的井底位置时，即可采用此法延深。延深井筒的保护设施：一）保护岩柱二）人工保护盘立井施工设备的布置1吊桶位置1）采刚临时提升机凿井时，应考虑井架受力均衡和地面没置提升机的可能性，提升机房位置应不影响永久建筑物施工。2) 吊桶应尽量布置在永久提升间内，并使提升中心线与罐笼出车方向或箕斗井临时罐笼出车方向一致，以利于井底车场施工时的提升改装和井简装备工作。 3) 吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置，使溜矸槽少占井筒有效面积和避免溜矸槽装车高度不足。4）吊桶与其他设备的间隙必须满足煤矿安全规程和矿山井巷工程施工及验收规范的有关规定。2抓岩机位置：抓岩机的位置应充分发挥抓岩机的效率，满足它与其他设备间安全间隙的要求。 3吊泵位置：吊泵的位置应靠近井帮，不影响抓岩机的工作，布置在溜矸槽的两侧或对面，另外吊泵和吊桶对称布置。以上主要设备的位置初步确定后，便可确定封口盘，吊盘等主梁的位置。 其他设备和管线如安全梯、风筒、压气管等，应结合井架类型、允许的出绳方向和地面凿井绞车的布置条件，在满足安全间隙的前提下予以适当布置。松软岩层巷道施工：松软岩层：特殊的地质岩体，对于煤矿来说，主要指巷道掘在松软岩层具有松、散、软、弱四种属性。松：指岩石结构疏松，密度小，空隙度大。散：岩石胶结程度很差或未胶结。软：岩石强度很低，塑性大。弱：结构弱面多。松软岩层巷道施工：“避，调，降，挡，测。”1巷道位置的合理选择。巷道位置应选择在受压力较小，且受压均匀的地方，巷道才能得到较好的维护。受压力小时，要求巷道布置在支撑压力范围之外。应将巷道布置在遇水膨胀量小，质地均匀，较坚硬的岩层中。2巷道断面形状的选择。地压较小选直墙半圆拱形：巷道周围受到较大的地压选圆形断面；垂直方向大，水平较小选直立椭圆形，近似椭圆形；水平压力大，垂直小选曲墙，直墙，半圆拱，平卧椭圆形3破岩方式的选择，要尽量不破坏围岩。a只放开心炮，再用风镐刷大；b掘进机掘进，减少爆破扰动和超前小导洞施工。4支护方式和结构的选择、支护时间。要及时的进行支护。最好分两次支护。第一次支护，减少变形，但允许围岩产生一定的变形，放掉一部分应力。第二次支护加强锚喷支护，钢筋网，金属骨架，砌碹，多采用异形料石或混凝土块。支护时间的确定，一次支护应尽快支护，二次支护应在围岩得到稳定，初始支护与围岩组成的支护系统基本稳定之后进行。支护方式：锚喷+U形钢联合支护、锚喷+砌碹联合支护、锚喷+弧板联合支护。5加强巷道底板管理。底鼓防治：减小压力：泄压，减小应力集中。加强支护：采用高强度支护。锚喷支护做初次支护。筑底拱可二次支护同时进行。圆碹作一次支护，则先底拱后墙，最后砌拱。地板注浆，增加其强度6加强监控，收敛计，水准仪，多点式位移计、声波探测仪，雷达探测仪等7借鉴新奥法指导软岩巷道施工。斜井断面设计步骤如下：1斜井井筒断面形状和支护型式的选择与平巷基本相同但斜井服务年限长，且从受力性能好、采用石材整体式支护及锚喷支护的方便等因素考虑，斜井断面多采用半圆拱形、圆弧拱形或三心拱形断面2根据斜井井筒内的提升设备类型及设施进行断面布置串车斜井井筒内通常有轨道、人行道管路和水沟等；箕斗斜井为出煤井，一般不铺设管路和电缆；胶带输送机斜井内除胶带输送机外，还设有人行道和检修道3根据斜井提升设备尺寸、井内设施尺寸和煤矿安全规程规定的安全间隙，确定斜井井简断面尺寸4斜井井筒若是作为矿井进出风的主要通道，则必须进行风速校核。直至斜井井筒断面尺寸既能满足提升运输和井内各种设施布置，又能满足通风要求时，断面才能最后确定。立井筒表土施工：普通施工方法1井圈背板普通施工法(适用于较稳定的土层)2吊挂井壁施工法(用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法）3板桩法（适用于厚度8至10米厚的不稳定土层，与其他方法相结合，应用深度更大）二、井筒表土特殊施工法1冻结法。2钻井法3沉井法立井基岩施工：以钻眼爆破施工方法为主，重型凿岩机配以伞形钻架，抗水炸药爆破，采用抓岩机装岩，吊桶堤升，米用井圈背板锚喷支护作为临时支护，料石井壁、混凝土井壁、钢筋混凝土井壁和锚喷支护井壁作为永久支护，多用以抽出式为主、压入式为辅通风方式，注浆堵水吊泵排水主要工作包括：破岩、装运、支护以及通风捧水等辅助工作。斜井表土施工：1在稳定表土层内开挖斜井时其施工方式与井口所处地形有关：若斜井井