井巷工程ch5斜井设计与施工.ppt

井巷工程,李俊平教授2011年6月,第五章斜井（上山）设计与施工,混合斜井,斜井分类（提升容器）,串车最好15200，最大不超过250,箕斗一般20300，个别可达350,斜井倾角是斜井的一个主要参数。设计、施工都要保持坡度基本不变。450，同于竖井开挖,与平硐相比，斜井开挖的特点是：,对围岩的扰动较同断面平巷大，一般倾角越大稳定性越低；钻孔作业条件差，只有对钻孔方向要求高，才能确保坡度准确；装岩条件差，装岩占用的劳动力较大；通风、排水因开挖方向不同也有不同特点；为了保证准确成形与贯通，对测量的要求高；,凿岩爆破类似于平巷，但所需孔数和药量多，尤其靠底板边的炮孔所需的药量更多；下向掘进，孔底易为水所淹没；为了防止斜井底板偏高，底孔倾角较斜井坡度大250，超深1020cm，孔距不大于3040cm；运岩采用提升机提升。,与平硐相比，斜井开挖的特点是：（续）,一、上山施工,破岩与通风,两件事需要注意：一是底板经常掘不够，巷道上漂，若不随时测量纠正，就不能保持设计的倾斜角度；二是爆破时岩石抛掷出来，很容易打到棚式支架的顶梁，以致崩倒棚子。为此多采用底部掏槽。,轨道上山和和输送机上山之间，在地质条件不复杂时，每隔2040m开一条贯通联络巷，以满足通风的要求，同时可以利用这些联络巷作为避炮硐。如果是单巷掘进，则必须每隔75100m另掘一避炮硐。,由于瓦斯比空气轻，向上掘进时易于积聚在工作面上方，所以通风问题特别重要。除前述应采用双巷掘进外，无论工作期间和交接班时都不能停风，并随时加强瓦斯检查。如因检修停电等原因不得不停风时，全体人员必须撤出，待恢复通风及检查瓦斯之后，才能进入工作面。,装岩和提升运输,人工装岩配合人工装岩的运输方法有：链板输送机用在倾角25以下；铁溜槽可用于2535；搪瓷溜槽可用于1528；沿巷道底板自溜，倾角大于35。,机械装岩,ZMZ-17型装煤机，配合链板输送机运输用于倾角小于10的上山。,耙斗装岩机，用在倾角小于30的巷道，但应特别注意安设牢固，以防下滑。移动装岩机可以用提升绞车。如上山倾角大，可用提升绞车和耙斗装岩机绞车联合作业。,使用输送机运输时，为了向工作面运送材料，通常还需要铺设矿车轨道，或者在双巷掘进时，一条巷道铺轨，一条巷道铺设输送机，也可采用单轨吊车运料。,提升或下放矿车，可采用在上山与平巷接口处一侧的专用小绞车，如图1所示。上山长度超过绞车缠绳量时，则需在上山中部增设临时绞车作分段提升，如图2所示。,1,2,二、下山掘进,破岩、装岩及提升,下山破岩施工中应特别注意坡度，使其符合设计要求。,下山掘进时没有瓦斯积聚问题，通风工作比向上掘进时容易。,下山掘进时装岩工作比较困难，装岩时间通常占循环时间的60，因此它尽量采用机械装岩，而不采用人工岩。,装岩使用的主要机械是耙斗装岩机。使用时应持别注意安设牢固，防止下滑。除了装岩机本身带的四个卡轨器之外，还应另外加设两个大卡轨器。装岩机距工作面不要超过15m。下山掘进使用耙斗装岩机能起到阻挡跑车的作用，掘进工作面比较安生。,下山提升运输链板输送机用在下山倾角小于25的情况下；矿车或箕斗可以用于30以下；30以上只能用箕斗。因此我国在下山或斜井施工中，多使用一种无卸载轮的箕斗，利用安设在矸石仓中的活动轨翻卸。,排水,视其来源不同而采取不同的对策。1）上部平巷漏水，采用混凝土或陶管将上部水沟密封起来。,2）下山上部通过的含水层涌水，可将水流截引至腰泵房水仓，不使它流到工作面，必要时可以在含水层进行注浆封水。,3）工作面的积水，可以用水泵排除。涌水量在56m3/h左右时，可用潜水泵直接将水排入矿车或箕斗内，随矸石一齐排出。涌水量在30m3/h以内时，用喷射泵将水从工作面排至腰泵房水仓澄清后，再用卧泵排除，如图。,支护,棚式支护时，如图9-9，沿重力方向作用于斜巷的地压P有两个分量：分力N=Pcos（为巷道倾角）；分力T=Psin。在架棚时，棚腿要与顶、底板垂线间向上方呈一夹角，这个夹角称为迎山角（）。其数值取决于巷道的倾角及围岩的性质，当巷道的倾角小于4045时，一般每倾斜68，便应具有1的迎山角。当巷道倾角大于4045时，支架之间须设撑木或拉条。,采用石材（混凝土块）砌碹支护时，砌碹工作应由下往上进行。随着的增大，基础应采用台阶式，若底板岩石松软，则应砌筑底拱，甚至每隔一定距离还应修筑壁座。采用锚喷支护时，顶板的锚杆应尽量做到垂直于顶板岩层。锚喷支护能适应采区地压的特点，目前应大力推广。,斜井服务年限长，多用拱形断面，混凝土或喷锚支护,安全工作,1下山掘进的安全问题，最突出的就是防止跑车。,2防止跑车的安全设施,1）下山上部运输水平防止跑车的安全设施,要严格按规范的规定使用钢丝绳，经常上油防锈，建立定期检查制度。,应该使用符合要求的插销，加强铺轨质量，采用绳套连接。,由于井口把钩工疏忽，忘记挂钩或挂钩不合格而发生跑车事故。为此，斜巷巷道口应设逆止阻车器（9-10）或安全挡车板（9-11）等挡车装置。,此种阻车器设于巷道口，矿车只能单方向上提，只有用脚踩下踏板后才可向下行驶。,在矿车底盘下安设一个活动闸；当矿车挂钩时，销子插入孔内，而把活动闸短端压下，使长端翘起；矿车摘钩后，活动闸由于重心作用自动垂直向下。在斜巷口平台两轨中心的地下，埋入钢板作为挡板，当矿车没有挂钩时，活动闸被挡板顶住，矿车不能通过。,2）阻挡已跑车的安全措施。,在工作面上方2040m处设各种可移动式挡车器，常用的有钢丝绳挡车器，型钢挡车器和钢丝绳挡车帘等。,矿车通过时，拉起绳圈，矿车即可由圈中通过。矿车过去之后，放下绳圈，使其顶部高出轨面约0.60.7m，若万一发生跑车，绳圈即可将矿车挡住。,钢丝绳挡车器,钢丝绳挡车帘是以两根150mm的钢管为立柱，用钢丝绳与直径为25mm的圆钢编成帘形，手拉悬吊钢丝绳将帘上提，矿车可以通过；放松悬吊绳，帘子下落而起挡车作用。,在斜巷中部设固定式挡车器悬吊式自动挡车器。,当提升容器正常运行时，碰撞摆动杆1后，摆动幅度不大，触不到框架上横杆2；一旦发生跑车事故，脱钩的提升容器碰撞摆动杆后，可将通过牵引绳和挡车钢轨6相连的横杆2打开，8号铁丝失去拉力，挡车钢轨一端迅速落下，起到防止跑车的作用。,三、斜井井筒断面布置,除与平硐相同外，还应考虑以下问题：1）井筒内提升设备之间，设备与管线、电缆和侧壁之间，都必须保证提升安全，并考虑提升最大设备的可能性；2）有利于生产期间井筒的维护、检修、清扫及行人安全与方便；3）提升容器发生掉道或跑车时，破坏应降低最小；4）串车斜井一般为进风井，应满足通风要求。,三、斜井井筒断面布置（续）,串车斜井井筒断面布置1)管路和水沟布置人行道侧；P74优点：跑车或掉道，管路不易砸坏，且断面利用较好；缺点：管路防碍人出入躲避硐。2)管路和水沟布置在非人行道侧3)管路和水沟分开布置，管路设在人行道侧4)管路和水沟分开布置，管路设在非人行道侧,考虑可能扩大生产或输送大型设备，常采用后两种布置，缺点是工程量有所增大；为防跑车、掉道事故，主井尽量不布置管线；不设管线时，水沟和人行道多分开布置,三、斜井井筒断面布置（续）,箕斗斜井井筒断面布置箕斗斜井为出矿通道，一般不设管线（洒水管除外），常将人行道和水沟同侧布置。不准进风，断面尺寸以箕斗的合理布置为依据。P75,胶带机斜井井筒断面布置为了便于检修胶带机和其他设施，井筒内除设胶带机外，还设有人行道和检修道。布置方式分三种，见P75。多将人行道布置在胶带机和检修道的中间，检修和清扫都较方便。,三、斜井井筒断面布置（续）,斜井井筒断面尺寸确定与施工断面尺寸主要根据提升设备、管线和水沟的布置，以及通风等需要来确定。斜井内的主要设施有水沟、人行道、躲避硐室、管路和电缆铺设、轨道铺设。斜井砌筑分底梁固定枕木法、钢轨固定枕木法P78斜井井颈(出口处井壁需要加厚的一段井筒，由加厚井壁与壁座组成)施工：由倾角、地形