井巷工程巷道掘进第三章

1,岩巷施工,第一节钻眼爆破工作,第三节装岩与运输,第二节掘进通风与综合防尘,习题,第四节机械掘进,井巷施工：井巷掘进、支护、安装的作业总称。,2,掘进方法,（1）钻眼爆破法,（2）机械掘进法,3,钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序，钻眼爆破效果：,第一节爆破掘进,爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）、煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）的标准，巷道的方向与坡度应符合设计规定。,对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。,爆下的岩石块度应有利于提高装岩生产率,岩石堆积状况便于组织装运、便于钻眼与装岩平行作业。,爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。,炮孔爆破的有效深度与钻凿深度的比值,巷道掘进：巷道开挖和支护作业的总称。,4,5,钻爆法施工示意图,6,安全钻眼、装药、连线、放炮。技术超挖（150mm），欠挖不超过质量标准，设计断面，方向和坡度，围岩震动和破坏，岩块（300mm）、岩堆形状。经济炮眼利用率高85、炸药与雷管消耗量低。,7,一、炮眼布置,掏槽眼辅助眼周边眼炮眼布置,煤矿巷道常遇岩层的光爆参数,根据实践经验，采用光面爆破时，掏槽眼、辅助眼、控制光爆层的辅助眼和周边眼的每眼装药数量的比例大致为4321。,9,除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。,（1）掏槽眼：断面的中央偏下，并考虑辅助眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其他设施的可能。（2）周边眼：在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。（3）辅助眼：均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。,炮眼布置方法和原则：“抓两头、带中间”,10,2炮眼深度,影响因素：岩性、断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等。依据：炮眼利用率高（一般根不低于85-90%）；钻、掘速度快；成本低,1)必须与具体施工条件相适应：气腿式凿岩机2.23.0m凿岩台车配备重型凿岩机：3m以上2)必须保证较高爆破效率，为达到较高的炮眼利用率，除了考虑岩石条件和合理的炮眼布置外，还与炮眼的质量和爆破材、装药结构等有密切关系。3)应尽可能使每班能够完成整循环。眼深与循环时间的确定必须和现有技术装备水平和施工条件密切结合，在合理的炮眼深度范围内，应力争达到每班多循环，以加快掘速度。,通常掏槽眼要比其他炮眼加深200300mm。,11,3炮眼数目,炮眼利用率不小于8590%，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合要求。另外，也可以按一个循环的总装药量平均装入所有炮眼的原则进行估算，作为实际排列炮眼的参考。,一个掘进循环所需总的装药量：,kg,按照炮眼装药系数，平均装入工作面的所有炮眼中去，那么总的装药量又可写成：,kg,以上两式相等，故得总炮眼数为:,个,q单位炸药消耗量，kgm3；S一巷道掘进断面积，；L炮眼平均深度，m；炮眼利用率；N炮眼总数，个；a炮眼的平均装药系数，一般取0.50.7；m每个药卷的长度，m；P每个药卷的质量，kg。,12,4.炸药消耗量（2-1）,单位炸药消耗量q是爆破1m3实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆破所需的总炸药量Q和工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即,影响炸药消耗量的主要因素有以下儿点：1）炸药性能2）岩石的物理力学性质3）自由面的大小和数目,除以上因素外，还有炮眼直径和炮眼深度等，总之，因影响因素太多，到目前为止，还没有解决精确计算炸药消耗量的问题。,通过实践，国家对各种岩石、不同掘进断面的炸药消耗量进行了统汁。表4-1所列为1981年颁发的矿山井巷工程预算定额规定的岩巷掘进炸药消耗量定额。,改用新炸药后的q值为：,kg/m3,q采用标准炸药时的炸药消耗量，kg/m3。320-二号岩石硝铵炸药的爆力,P所用炸药的爆力,ml。,13,4.炸药消耗量（2-2）,14,炮眼间距l与装药量q1是影响爆破效果的重要参数，与炮眼深度h，炮眼利用率和炸药消耗量q有关，关系为：,5炮眼间距与装药量,装药系数：1)掏槽眼：楔形和锥形：0.4-0.6；直眼：0.7-0.82)辅助眼：0.45-0.63)周边眼：0.5-0.7,15,三、装药结构与起爆,1掏槽眼与辅助眼的装药结构2周边眼装药结构3炮眼的填塞4起爆要求,16,1掏槽眼与辅助眼的装药结构,正向连续装药(a),反向连续装药(b),17,2周边眼装药结构,单段空气柱式装药（a）,空气间隔分段装药（b）,不耦合装药,18,3炮眼的填塞（2-1）,1：3的泥沙混合炮泥，湿度为1820%。可塑性，较大的摩擦系数。煤矿安全规程第三百二十七条装药前，首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。有水的炮眼，应使用抗水型炸药。装药后，必须把电雷管脚线悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及采掘机械等导电体相接触。第三百二十八条炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。禁裸露爆破。,19,3炮眼的填塞（2-2）,第三百二十九条炮眼深度和封泥长度应符合下列要求：炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。炮眼深度为0.61m时，封泥长度炮眼深度的1/2。炮眼深度超过1m时，封泥长度0.5m。炮眼深度超过2.5m时，封泥长度1m。光面爆破时，周边光爆炮眼炮泥封实，且封泥长度0.3m。工作面有2个或2个以上自由面时，煤层中W0.5m，在岩层W0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都0.3m。,20,4起爆要求（3-1）,岩巷多用发爆器起爆，网路连接多用串联，雷管不能使用不同种类、不同工厂、不同期出厂的雷管，并且要求康铜丝雷管的电阻差不能超过0.3，镍铬桥丝雷管电阻差不能超过0.5。起爆方法，起爆时差及起爆系统的可靠性，是影响爆破安全和爆破效果的重要因素。在煤矿巷道中最好使用多段毫秒雷管，按照爆破图表规定的起爆顺序全断面一次起爆。在有瓦斯爆炸危险的地点，只能使用毫秒雷管，且总延期时间不能超过130ms。,21,第三百三十一条装药前和爆破前有下列情况之一的，严禁装药、爆破：（一）采掘工作面的控顶距离不符合作业规程的规定，或者支架有损坏，或者伞檐超过规定。（二）爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0。（三）在爆破地点20m以内，矿车，未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1/3以上。（四）炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。（五）采掘工作面风量不足。,起爆顺序分次起爆：大断面、雷管段数不足、预留光爆层一次起爆：掏槽眼辅助眼周边眼底眼,4起爆要求（3-2）,22,第三百三十九条爆破前，脚线的连接工作可由经过专门训练的班组长协助爆破工进行。爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作，只准爆破工一人操作。爆破前，班组长必须清点人数，确认无误后，方准下达起爆命令。爆破工接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5s，方可起爆。装药的炮眼应当班爆破完毕。特殊情况下，当班留有尚未爆破的装药的炮眼时，当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交接清楚。,4起爆要求（3-3）,23,24,25,四、爆破说明书及爆破图表,爆破说明书主要内容：爆破工程的原始资料，包括掘进井巷名称、用途、位置、断面形状和尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况；选用的钻眼爆破器材：炸药、雷管的品种，凿岩机具的型号和性能；爆破参数的计算选择：掏槽方法，炮眼的直径、深度、数目、炸药单位消耗量；爆破网路的计算和设计；安全措施。,26,四、爆破说明书及爆破图表,第三百一十七条爆破作业必须编制爆破作业说明书，说明书必须符合下列要求：（一）炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸，炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号，并用正面图、平面图和剖面图表示。（二）炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度，使用炸药、雷管的品种，装药量，封泥长度，连线方法和起爆顺序。（三）必须编入采掘作业规程，并及时修改补充。爆破工必须依照说明书进行爆破作业。,27,爆破作业图表（三表一图）爆破原始条件和技术经济指标装药量与起爆顺序预期爆破效果炮眼布置图及装药结构图,四、爆破说明书及爆破图表,28,三表一图,29,工作面炮眼布置图,30,某矿250m水平总回风巷炮眼布置图S=12.58m2,31,32,东曲煤矿分区回风大巷掘进时的炮眼布置(20m2),33,五、钻眼工作,1测量定向工作2凿岩机的选择3工作面供风、供水设备4建立工作面钻眼岗位责任制合理分区进行作业,34,1测量定向工作,正确布置炮眼位置和掌握巷道的方向和坡度，钻眼前应将巷道的中线和腰线引到工作面，中线:周边眼、辅助眼和掏槽眼，腰线:坡度1)巷道中线的延长方法激光指向仪或者三点延线法,DQJ-05型激光指向仪（矿用）技术参数：射程：500m中心光斑直径:500m处50mm输入电压：AC127/220V重量：14kg尺寸：480200230(mm),35,36,1测量定向工作,2)巷道腰线的延长方法延长腰线的方法可用倾斜仪挂在腰线上延至工作面,巷道腰线的标定,37,2凿岩机的选择,气腿式凿岩机：机动灵活、多台同时打眼、平行作业，管理复杂、劳动强度大、效率低凿岩台车：速度快、质量高、劳动强度低、效率高，钻装不能平行作业、辅助工时长钻装机：减少了辅助时间、全机械化操作，结构复杂、投资及保养维修费用高,38,39,CMJ-17煤矿用全液压掘进钻车,40,40,41,42,3工作面供风、供水设备,掘进工作面特别是多台凿岩机同时作业时，使用风、水的设备较多，并且装卸、移动频繁。为了提高钻眼工作的效率和使各种工序互不影响，必须配备专用的供风、供水设备，并且予以恰当布置，下图是多台凿岩机同时作业时工作面风、水管路的布置图。特点是在工作面集中供风、供水，将分风、分水器设置在巷道两侧，这样既方便了钻眼，又不影响其它工作。,43,4.建立工作面钻眼岗位责任制，合理分区进行作业,根据多年的经验，应采用定人、定凿岩机、定位置、定眼数、定时间的岗位责任制。通常将工作面以中心线为基准，分为左右两部和中心区，将每区内的炮眼由上到下划分成若干组，并尽量使各组的炮眼数目相等。同时工作的凿岩机编号并使它在各自的固定区域里进行钻眼，如图4-15所示。这样做既利于工人熟悉炮眼的设计位置、深度，角度，又利于对凿岩机的保养。,图4-15钻眼作业分工图,44,六、钻眼爆破安全技术(3-1),钻眼爆破工作必须严格按煤矿安全规程和煤矿井巷工程施工规范煤矿井巷工程施工质量验收规范有关规定执行，一般应注意以下几点：1钻眼安全注意事项开眼时必须使针头落在实岩上，如有浮矸，应处理好后再开眼。不允许在残眼内继续钻眼。开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后再开大风门。为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛，更不要横向用力；凿岩时钻工应站稳，应随时提防断钎。一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。缺水或停水时、应立即停止钻眼。工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存放。,45,2爆破安全注意事项装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照明以外的一切设备的电源，照明灯和导线也应撤离工作面一定距离。放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导通。在规定的地点装配引药。检查工作面20m范围内的瓦斯含量，按煤矿安全规程有关规定处理。装药时要细心的将药卷送到眼底，防止擦破药卷，装错雷管段号，拉断脚线。有水的炮眼，尤其是底眼，必须使用防水药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。,六、钻眼爆破安全技术（3-2）,46,装药联线后应有放炮员与班、组长进行技术检查，做好放炮前安全布置。放炮后要等工作面通风散烟后，放炮员率先进入工作面，检查认为安全后方能进行其它工作。发现瞎炮要及时处理。因联线不良、错接、漏接造成的瞎炮可重新联线放炮，但重新联线放炮前，要检查工作面的顶板、支架和瓦斯情况，确认安全并确保起爆线路完好时，方可重新起爆。因其它原因造成的瞎炮，则应在距至少0.3m处重新打一个和瞎炮眼平行的新炮眼，重新装药放炮。重新打眼时，应先弄清瞎炮的角度、深度，切不可距瞎炮太近，以免发生事故。,六、钻眼爆破安全技术（3-3）,47,48,“一炮三检制”是：装药前、爆破前、爆破后要认真检查爆破地点附近的瓦斯，瓦斯超过，不准爆破。“三人连锁放炮制”是：爆破前，放炮员将警戒牌交给班组长，由班组长派人警戒，并检查顶板与支架情况后，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检查员，瓦斯检查员经检查瓦斯煤尘合格后，将自己携带的放炮牌交给放炮员，放炮员发出爆破口哨进行爆破，爆破后三牌各归原主。“一炮三泥制”：装药时,应依次装填座底泥、炸药、水泡泥和封泥。,49,50,51,52,53,第二节掘进通风与综合防尘,一、通风方式二、掘进通风设施三、独头长距离巷道通风四、综合防尘,54,第二节掘进通风与综合防尘,概述（一）掘进通风的目的和作用良好的工作环境&生产安全供氧、排毒、除尘、调温（二）掘进工作面需风量确定（四条，煤矿井巷工程施工规范）15min排炮烟最小空气量,4m3/min.人最低风速绝对瓦斯涌出量，工作面、回风流浓度（三）掘进通风的主要特点“独头”,55,（1）应按绝对瓦斯涌出量计算，应将工作面涌出的瓦斯充分稀释，并应使工作面及其回风流中瓦斯浓度符合现行煤矿安全规程的有关规定；（2）应按掘进工作面同时工作的最多人数计算，并按每人每分钟的新鲜空气量不少于4m3进行计算。（3）放炮后15min内应将工作面的炮眼排出；（4）风速应符合煤矿安全规程的有关规定。,56,一、掘进通风方式,掘进通风方式,全风压通风,引射器通风,局部通风机通风,57,（一）通风方式全风压通风,-直接利用矿井主要通风机及自然因素形成的风压，并借助导风设备对掘进工作面进行通风的一种方法。全风压是指通风系统中主要通风机出口侧和进口侧的总风压差。煤矿安全规程规定，掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。1、常用方法,（1）利用纵向风障通风。即在掘进巷道中，安设或砌筑纵向风障将巷道分隔成两部分，一部分进风，另一部分回风。,58,选择风障材料的原则：阻燃、抗静电、漏风小、经久耐用、就地取材、成本低，一般多选用木板、砖、石和涂胶帆布。由于纵向风障在矿山压力作用下容易变形破坏，产生漏风，所以这种通风方法只能在地质构造稳定、矿山压力较小、掘进长度较短、断面较大的巷道掘进中使用，送风距离一般在200m以内。,59,（2）利用风筒通风。利用风筒通风就是利用风筒将新鲜风流导入掘进工作面，清洗工作面后的污风从掘进巷道排出的一种通风方法。为了将新鲜风流有效地导入风筒，应在风筒入口处设置片风筒的挡风墙或调节风门，也可挂风帘。前者用于较长巷道的掘进，后者多在掘进长度不大的联络巷或掘进硐室时使用。,60,（3）利用平行巷道通风。当掘进巷道较长，采用风障和风筒通风有困难时，可采用两条平行巷道通风。即采用双巷道掘进的方法，在掘进主巷道的同时，距主巷1020m平行掘一条副巷(或称配风巷)，主、副巷之间每隔一定距离掘一个联络巷贯通，利用矿井全风压使风流从其中一条巷道流入，从另一条巷道流出，当前一联络巷贯通时，后一联络巷即行封闭。两条巷道的独头部分，则可采用风筒或风障导风。,61,2、优缺点及适用条件,优点：通风连续、可靠和安全性好等。缺点：消耗矿井全风压掘进地点、通风距离受到限制适用：仅适用于使用局部通风机通风不方便，通风距离不长,62,（二）通风方式引射器通风,引射器通风的原理如右图所示，即利用喷嘴1喷出高压流体高压水或压气)时，在喷嘴射流的周围形成负压而吸入空气并在混合管2内混合，将能量传递给被吸入的空气使之具有通风压力，以克服风筒阻力，达到通风的目的。,引射器通风一般都是采用压入式，其布置如左图所示。,63,优点：设备简单且没有电器设备，用于瓦斯涌出的巷道中更为安全，有利于除尘和降温。缺点：产生的风压低、送风量小、效率低（15%18%），且只有当掘进面敷设有高压水管或压风管路时才能使用适用条件：需风量不大的短距离通风。,64,（三）通风方式局扇通风,1、压入式通风2、抽出式通风3、混合式通风,65,1、压入式通风,（1）优点：这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒，能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。,10m,（2）缺点：排出的炮烟在巷道中蔓延扩散，时间较长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。（3）适用条件：煤巷、半煤岩巷、有瓦斯涌出的岩巷压气、水力引射器不受此限（4）局扇、风筒的布置要求,66,67,68,69,70,2、抽出式通风,（1）优点：其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出，不污染巷道。（2）缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的工作面不宜采用。适用：瓦斯量低的大断面长距离巷道通风。（3）特点：这种通风方式一般要采用金属风筒(刚性)（4）局扇、风筒的布置要求有效吸程,10m,71,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,72,3、混合式通风,（1）特点：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用，为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风，新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。（2）局扇、风筒的布置要求：距离，风量,15m,QCQY,73,74,视频：掘进通风防瓦斯,75,掘进工作面瓦斯爆炸事故案例2000年9月27日20时38分，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生瓦斯爆炸事故。事故波及除+1800水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的224名矿工中，162人遇难，14人重伤，23人轻伤。,76,77,78,二、掘进通风设施,1局部通风机,2风筒,3引射器,4通风设备的选择,79,1局部通风机,局部扇风机分为轴流式和离心式两种，由于轴流式扇风机的体积小、效率高、使用方便，在巷道掘进中得到了广泛使用。但这种风机的噪音较大，还有待进一步改进。国产较新型的BKJ661子午加速型系列局部通风机效率更高，噪声低，该系列有多种规格，其中BKJ型局部通风机性能数据见下表。,80,适用于有爆炸性危险气体（甲烷类）和煤尘的矿井中，用交流50Hz、电压至660V电路中，做矿井井下采掘和采煤巷道局部通风之用。,81,82,掘进工作面局部通风机实行“三专两闭锁”：“三专”指井下对局部通风机供电采用专用变压器、专用开关、专用线路，以确保供电相对稳定。“两闭锁”指掘进工作面瓦斯电闭锁和风电闭锁，即当掘进工作面瓦斯浓度超限时，声光报警并自动切断被控设备电源；当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。简要的就是指：三专即：专用变压器，专用线路，专用开关。两闭锁即：风电闭锁，瓦斯电闭锁。,83,.风筒,掘进通风用的风简有刚性和柔性两类。刚性风筒有铁风筒、玻璃钢风筒等柔性风筒为胶布风筒、软塑料风筒等，只能用于压入式通风。近几年来又研制出一种带有刚性骨架的可塑性风筒，即在柔性风筒风筒内每隔一定距离，加上了圆形钢丝圈或螺旋型钢丝圈，既可用于抽出式通风，又有可收缩的特点。,84,85,正压风筒具有抗静电、阻燃、强力高、风阻小、漏风率低、连接方便、柔软轻便等特点,负压风筒结构示意图1端圈；2螺旋钢丝；3压条；4吊环；5涂覆布；6连接软带,86,3引射器,利用引射器产生的负压通过风筒导风的通风方法，引射器有水力引射器和压气引射器两种。水利引射器无电气部件，能降温、除尘、消烟，适用于瓦斯大，供风量不大的煤巷掘进，但效率较低，能力有限，只有在特定条件下考虑使用。压气引射器是利用压缩空气为动力的一种通风设备，特别适用于高瓦斯区，小断面巷道掘进通风。,1.引射器2.风筒,87,4通风设备的选择,程序：确定通风方式选择风筒计算风量计算通风阻力选择局部通风机。选择风筒直径的主要依据：送风量和通风距离。通风距离在200m以内，可选用直径400的风筒，通风距离在200600m，直径500，通风距离在5001000m以内，直径600800，通风距离1000m以上，直径8001000的风筒。,88,禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（2-1）,钢丝绳牵引的耙装机（高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域煤巷掘进工作面禁止使用）非阻燃抗静电风筒黑火药、冻结或半冻结的硝化甘油类炸药导爆管、普通导爆索和火雷管JBT局部通风机回采工作面木支柱支护,89,禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（2-2）,回采工作面金属摩擦支柱支护电动锚杆钻机支腿式电动凿岩机第四批征求意见稿煤电钻，自发布之日起2年后，由气动风钻代替插爪式斜井人车，自发布之日起2年后,90,三、独头长距离巷道通风,搞好长距离独头巷道筒风，最主要的措施是最大限度的减少风筒阻力和防止风筒漏风。我国在独头长距离巷道通风方面积累了丰富的经验。在现有通风设备的基础上，只要加强通风管理工作就可提高通风效率实现单机独头长距离筒风。我国山东枣庄煤矿在1972年10月，以一台11千瓦的局部扇风机和直径580的胶质风筒，在巷道掘进中创独头通风345米的新记录，远远越过了苏联191米、加拿大174.6米和法国147米的记录。独头长距离巷道通风的关键是最大限度的保持风筒平、直、紧、稳，减少漏风和降低阻力，并保证风机的正常运转。,91,四、综合防尘,掘进岩石巷道时，产生大量的岩石粉尘，根据测定这些粉尘中含有游离二氧化硅3070%，其中大量的是粒径小于5m的粉尘。这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内，时间久了就易患矽肺病严重地影响工人的身体健康。煤矿安全规程第十七条规定，掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥爆破、爆破喷雾、装岩(煤)洒水和净化风流等综合防尘措施。,92,（一）矿尘分类,1）按矿尘的成分划分煤尘：直径小于1mm的煤炭颗粒。岩尘：直径小于5m的岩石颗粒。2）按矿尘所含SiO2的多少划分：硅尘：SiO2的含量大于10%的矿尘。非硅尘：SiO2的含量小于或等于10%的矿尘。3)按矿尘的粒度大小及其可见度划分可见矿尘，粒径大10m，光线明亮条件下肉眼可见显微矿尘:粒径在0.2510m之间，普通显微镜可见超显微矿尘:粒径在0.25m以下，电子显微镜看见,93,（一）矿尘分类,4）按矿尘的爆炸性划分爆炸性矿尘(煤尘):本身具有爆炸倾向性，在一定条件下能发生爆炸的矿尘。无爆炸性矿尘:本身没有爆炸倾向性，在任何条件下都不会发生爆炸的矿尘。5)按矿生的粒度范围划分全尘:不同粒径的全部矿尘，又称总粉尘。呼吸性粉尘:粒径在5m以下，能被吸入人体肺泡区的浮尘。,94,（二）矿尘危害,1）对人体的危害人体长期吸入大量的矿尘，就可患尘肺病。此外，皮肤上沾染矿尘，能阻塞毛孔，引起皮肤病或皮肤发炎；矿尘刺激眼膜，能引起角膜炎，造成视力减退；矿尘吸入人体后，会刺激呼吸系统，引起上呼吸道发炎，等等。2）煤尘爆炸煤尘爆炸会产生高温、高压和生成大量有毒气体，破坏井巷，毁坏设备，伤亡人员，甚至导致整个矿井的毁坏，严重威胁矿井的安全生产和人员的生命安全。,95,煤矿安全规程规定作业场所空气中粉尘浓度标准,（二）矿尘危害,96,（三）综合防尘,湿式钻眼冲洗井壁巷帮水炮泥爆破爆破喷雾装岩(煤)洒水净化风流,97,第三节装岩与运输,一、装岩设备二、调车工作（自学）三、提高装岩机工作效率的途径四、岩巷掘进机械化作业线的选择,98,一、装岩设备,铲斗式装岩机耙斗装岩机蟹爪式装岩机立爪式装岩机装岩机的选择,99,铲斗式装载机,1铲斗后卸式装岩机,随工作面前移，利用短道和爬道延伸轨道。,100,101,Z-30B型电力铲斗装岩机,102,优点：结构紧凑、体积小、使用灵活、行走方便，装岩时，前方可同时进行打眼，易于实现装岩与钻眼工作平行作业，它是我国最早使用的装载机械，曾创造了不少巷道快速施工的好成绩。缺点：卸载为抛掷方式，要求巷道高度较高，卸载时扬起岩尘较多，生产能力较低(25-40m3/h)。由于必须在轨道上行驶.使得装载宽度受到限制，因此有被逐渐淘汰的趋势。,后卸式铲斗装载机,2侧卸式铲斗装岩机,ZC-1型侧卸式装岩机1铲斗；2铲斗座；3连杆；4铲斗臂；5升提油缸；6防爆开关箱；7履带；8电动机；9侧卸油缸,Z铲斗式装载机，60铲斗容积，L履带行走，C侧卸，B隔爆，D电动驱动ZLC-60B：生产能力90m3/h，价格约11.5万元，最大爬坡度10ZCD60R：生产能力70m3/h，价格约9.8万元，最大爬坡度12高度3.5m，净断面大于12m2，软岩底板行走困难近年来，铲斗侧卸式装载机发展很快，已显示出明显的优势。,104,ZLC60型侧卸式装岩机,105,徐州张集煤矿-700m东大巷，使用侧卸式装岩机与整列1t矿车配套装岩，调车用蓄电池电机车，月进260.7m。,106,107,优点：与铲斗后卸式装载机比较，其铲斗插入力大、斗容大、提升距离短；履带行走机动性好，装岩宽度不受限制，可在平巷及倾角10以内的斜巷使用；铲斗还可兼作活动平台，用于安装锚杆和挑顶等；电气设备均为防爆型，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井。缺点：构造较复杂、造价高、维修要求高。,侧卸式铲斗装岩机,108,耙斗装载机,适用于平巷及倾角不大于30的斜巷掘进装碴。按耙斗容积分类，分别适用于净断面4.5m2、6m2、9m2巷道掘进。其中P30B、P60B可增设风动推车系统，加快井下调车时间。,109,P耙斗式装载机，D调车盘结构，B隔爆，30/60耙斗容积PD30B：4060m3/h，6.5万元，(高度2.0m，净断面大于5m2)PD60B：70110m3/h，8.5万元，(高度2.4m，净断面大于9m2)适用范围：倾角300，平巷、斜巷及弯道工作特点：固定位置卡轨器，尾轮固定楔悬吊前移人推、电机车顶、主副滚筒同时缠绕钢丝绳距工作面620m,耙斗装载机,110,111,耙斗装载机可在拐弯巷道中作业,112,113,山东中煤耙斗装岩机试运行.mp4掘进工作面耙斗机侧翻事故,114,优点：结构简单、维修量小、制造容易、铺轨简单、适应面广和装岩生产率高。缺点：钢丝绳和耙斗磨损较快，工作面堆矸较多，影响其他工序工作。,耙斗装载机,115,(三)蟹爪式装岩机,LB150：L履带行走，B隔爆，150生产能力、m3/h特点：一对偏心轮带动两个蟹爪、电机驱动，连续耙装粉尘少、装载宽度不受限制、易于组织机械化作业，不适用于软岩,50年代初，我国研制了适合煤和煤-岩巷道掘进用的ZMZ-17型蟹爪式装岩机。随后又研制了岩巷使用的ZS-60型蟹爪式装岩机。近年来，蟹爪式装岩机已有很大改进，如ZB-1型大功率蟹爪式装岩机以及ZXZ-60型蟹爪式装岩机，在装载中硬以上岩石中也显示出很大的优势。,116,117,118,优点：装岩工作连续，装载宽度大、生产率高、机器高度低、产生粉尘少。缺点：结构复杂，履带行走对软岩巷道不利。,(三)蟹爪式装岩机,119,优点：机构简单可靠，动作机动灵活，对巷道断面和岩石块度适应性强，能挖水沟和清理底板，生产率较高。缺点：爪齿容易磨损，操作比较复杂，维修水平要求高。,(四)立爪式装载机,120,(四)立爪式装载机,121,扒渣机后配刮板机皮带机,122,装岩机的选择选择装岩机考虑的因素比较多，主要包括巷道断面大小；装岩机的装载宽度和生产率，适应性和可靠性，操作、制造和维修的难易程度；装岩机的造价和效率等。铲斗后卸式装岩机生产能力（2540m3/h），间歇作业，效率低，容易扬起粉尘，要求有熟练的操作技术，一般应用于单轨巷道。侧卸式装岩机，铲取能力大，生产效率高，对大块岩石、坚硬岩石适应性强；履带行走，移动灵活，装卸宽度大，清底干净；操作简单、省力，但是构造复杂，造价高，维修要求高，间歇装岩，适用于断面12m2以上的巷道。,123,装岩机的选择耙斗装载机，构造最简单，维修、操作都容易；可用于平巷、斜巷、以及煤巷、岩巷等，但是，它的体积较大，移动不方便，妨碍其它机械使用，间歇装岩，且底板清理不干净，人工辅助工作量大，耙齿和钢丝绳损耗量大，效率低，应用于单轨巷道较为合理。蟹爪式、立爪式、蟹立爪装岩机的装岩动作连续，可与大容积、大转载能力的运输设备和转载机使用，生产效率高，但是构造较复杂，造价高，蟹爪与铲板易磨损，装坚硬岩石时，对制造工艺和材料耐磨度要求高。,124,125,二、调车工作,固定错车场调车法活动错车场调车专用转载设备,126,127,128,129,固定错车场调车法-固定道岔装岩机的工时利用率只有2030,130,131,缺点：此调车方法一般需要增加道岔的铺设和加宽巷道的工作量，同时不能经常保持较短的调车距离，所以调车效率不高，不能适应快速掘进的要求,需要和其它调车方法配合使用，才能收到较好的效果。优点：简单易行，一般可以用电机车调车，或辅助以人力。装岩机的工时利用率：20%30%使用地点：工程量不大，工期要求较缓的工程。,132,活动错车场调车装岩机的工时利用率可达3040。,浮放道岔,133,浮放道岔,134,浮放道岔,135,浮放道岔,136,2翻框式调车器,137,2翻框式调车器,138,2翻框式调车器,139,.风动吊车器调车,风动调车器，是利用压气汽缸将空车吊离轨面，横向移离轨道，以达到调车目的。,140,（三）专用转载设备1、胶带转载机1)悬臂式胶带转载机长度短，结构简单，行走方便，能用于弯道装岩，辅助工作量小。2)悬挂式胶带转载机胶带长度大，存放矿车较多，转载能力大，但悬挂辅助工作量大，适用于大断面的长直巷道。3)支撑式胶带转裁机胶带较长，存放矿车较多，转载能力大，适用于大、中断面，长直巷道。2、棱式矿车3、仓式列车,141,式中x连续装矿车数日，辆，n胶带转载机下能容纳的矿车数目，辆。采用此方法调车，倒车频繁。如果转载过长，能容纳一个循环的岩石量，倒车次数。但因转载机过长而笨重，反而会影响使用。,142,梭式矿车(梭车)是车身校长的大容积矿车。它的底部有一台刮板输送机。装载机向梭车的前端装载，等矿碴将溢出车外时，开动刮板输送机移动一小段距离。逐次进行，将梭车装满外运。为了把一次放炮爆破的岩碴全部装走，可用多台梭车搭接转载。被拉到卸载地点后，开动刮板输送机卸出岩碴。,143,专用转载设备轮式梭车,144,仓式列车由头部车、若干中部车及一台尾部车组成，链板机贯穿整个列车车箱的底部。使用时，根据一次爆破出岩量确定中部车车箱数量。,145,三、提高装岩机工作效率的途径,装岩效率的单位：/台班或/工，其数值越高，成本越低。提高其途径：积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间。积极选用和研制高效能的装岩机，在现有设备中，要根据巷道断面大小选用装岩机。对于双轨巷道尽量选用大型耙斗装岩机ZC-2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型装岩机。一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面选用生产能力小的装岩机。做好爆破工作。当岩石的块度均匀、适宜，堆放集中，且底板平整时，装岩机的效率较高。如ZC-20B型铲斗式装岩机当块度小于200500时工作效率最高。部分转载机当岩石块度大于500，则无法正常工作。,146,发展一机多用设备，如钻眼、装岩机，钻眼、装岩、锚杆安装机，转载与运输和卸载合一的仓式列车。加强装岩调车的组织管理工作。提高钻眼、装岩机司机操作技术，加强作业线的维修保养，以保证装岩熟练，减少事故障。严格执行工种岗位责任制，保证各工种密切配合，工序衔接迅速。保证稳定的电压或合理提高风动装岩机风压。保证轨道质量，经常维护，提高行车速度，减少矿车调道事故。坚强调度工作，及时供应空车。,147,1掘进中各主要工序，如钻眼、装岩、调车、运输等均应采用机械化作业。机械化作业线的链条不能有间断现象。2各工序使用的机械设备，在生产能力上要匹配合理、相互适应，避免设备能力相差悬殊而影响某些设备潜力的发挥。3机械的规格及结构形式必须适应施工条件、巷道规格及作业方式的要求，并且机械设备能力及数量应有适当的富裕量和备用量。4要保证施工能获得持续高速度、高效益以及合理的经济技术指标，并要确保安全。5在保证成龙配套的前提下，尽员减少机械设备的数量，尽量一机多用。,岩巷掘进机械化作业线组配的原则,四、岩巷掘进机械化作业线的选择,148,1.凿岩台车、侧卸式装载机为主的机械化作业线2气腿凿岩机、耙斗装岩机为主的机械化作业线3气腿式凿岩机、蟹爪式装载机、耙斗式装载机或侧卸式装载机、梭式矿车机械化作业线。4以钻装机为主的机械化作业线。,岩巷掘进机械化作业线,149,煤矿井巷工程施工规范的要求,150,151,152,153,154,第四节机械掘进,岩巷联合掘进机的主要结构岩巷掘进机的优缺点,155,岩石掘进机施工法,156,1.岩石掘进机施工：采用全断面掘进机连续破岩、装岩、转载、临时支护和喷雾洒水的巷道施工方法。,157,2.掘进机的功能1)掘进功能掘进功能分为破碎工作面岩石的功能和不断推进掘进机前进的功能。刀具、刀盘、刀盘驱动机构、推进机构及支撑机构是实现掘进功能的基本机构。2)出矸功能出矸功能细分为导矸、铲矸、溜矸和运矸。导矸条、铲斗、溜矸槽、带式输送机是出矸的基本装置。3)导向功能导向功能又可细分为方向的确定、方向的调整和偏转的调整。4)支护功能支护功能又可分为掘进前未开挖地质的预处理、开挖后的局部支护和全部硐壁的衬砌。掘进、出矸、导向、支护四个基本功能中，掘进、出矸、导向这三个功能贯穿于掘进机掘进全过程，支护