井巷工程第六章煤巷施工

第一节全煤巷施工及配套设备第二节半煤岩巷施工第三节综采和综放工作面全煤切眼锚网支护设计和施工第四节全煤巷快速掘进作业规程编制,2020/6/12,1,第六章煤巷施工,一、钻眼爆破法掘进煤巷二、掘进机掘进煤巷三、连续采煤机掘进煤巷四、风镐掘进五、水力掘进,2020/6/12,2,第一节全煤巷施工及配套设备,钻眼爆破,2020/6/12,3,一、钻眼爆破法掘进煤巷,钻眼机械钻眼一般采用23台煤电钻同时作业。炮眼深度应考虑施工组织、技术和围岩性质,一般为1.52m，炮眼间距视煤层硬度，一般为0.61.2m。,炮眼布置炮眼布置的原则与岩巷基本相同。由于煤质软，掏槽容易，多采用单向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，当炮眼较深、断面较小时，可用复式掏槽，若断面中有软煤夹层时，掏槽眼应布置在软煤带中（图6-1）。掏槽眼一般为34个，倾斜角度为7080。断面较小时，可不设辅助眼。,2020/6/12,4,爆破器材在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤层中掘巷，必须使用煤矿许用炸药、毫秒延期电雷管。使用毫秒电雷管必须将爆破总延期时间控制在130ms以内，并必须全断面一次起爆。,2020/6/12,5,煤巷掘进同样应推广光面爆破技术，出于煤层较松软，为达到光面要求，布置周边眼时必须考虑巷道顶、帮由于爆破作用而产生的松动范围。参考下表。,2020/6/12,6,三软煤层、复合顶板和再生顶板的节理裂隙发育、顶板容易分层、冒落，难以管理，沿这类煤层掘进巷道时，可采用“三小”技术以提高掘进效率和维护好顶板。,装煤煤巷施工，装煤是一项费时的主要工序，目前主要采用ZMZ17型装煤机、耙斗装岩机和转载机。1.ZMZ17型装煤机此机用履带行走，机动灵活，适应性强，能连续装载，效率高。适用于掘进断面8m2以上，净高1.6m以上及坡度10以下的煤巷。如图6-2所示，它由蟹爪、可弯曲链板输送机和履带等组成。,2020/6/12,7,2.转载机转载机是安装在平板车上的胶带输送机（图6-3）。装载效率为人工直接装车的5倍以上。如果与装煤机配合（图6-4），可使装运连续作业，效率更高。在煤巷和半煤岩巷断面能满足装载要求时，同样也可以采用耙斗装载机进行装载。为满足小断面煤巷装车的需要，各矿可自制一些小型装煤转载机械。,2020/6/12,8,2020/6/12,9,2020/6/12,10,zmj-a-17装煤机,zmz2b-17装煤机,煤岩分装机,液压蟹爪式装煤机,煤巷掘进机能够破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。它具有工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等优点。掘进施工煤巷是我国煤巷施工的发展方向。掘进机的工作原理基本相同，图为ELM型掘进机结构图。,2020/6/12,11,二、掘进机掘进煤巷,2020/6/12,12,2020/6/12,13,煤巷施工中采用掘进机掘进，再加上与之相适应的机械运输设备与其配套形成一条机械化作业线，是加快煤巷掘进速度和提高劳动生产率的根本途径，目前常用的配套方式有以下几种。掘进机链板输送机机械化作业线掘进机胶带转载机链板输送机机械化作业线掘进机胶带转载机可伸缩双向胶带输送机机械化作业线。煤巷掘进机仓式列车机械化作业线,2020/6/12,14,连续采煤机和掘进机在结构上的不同之处在于它的切割机构为横轴式，宽度较大，可以一次掘出宽4m左右的巷道。连续采煤机包括截割系统、行走系统、转载系统等。连续采煤机是房柱式采煤的主要设备，在美国和南非,井下煤产量的60%是用连续采煤机开采的。,2020/6/12,15,三、连续采煤机掘进煤巷,2020/6/12,16,2020/6/12,17,连续采煤机的优点采用电机驱动，传动系统可靠，结构简单，故障少。连续采煤机能够实现采掘合一，掘进时，掘、锚、装、运可平行作业，有利于边角煤、残采煤的开采。连续采煤机可用于房柱式采煤法，连续采煤机设备多采用履带或胶轮行走机构，移动十分方便。(4)多顺槽开拓长壁工作面时，可保证工作面所需足够风量，有利于控制瓦斯积聚。,2020/6/12,18,连续采煤机的缺点(1)连续采煤机及其配套梭车往复运行，对底板破坏比掘进机严重，在松软底板条件下，后配套设备最好选用桥式胶带转载机。连续采煤机受地质条件影响较大，一般煤层倾角不宜太大，厚度在1.3-4m之间，底板坚硬或矿井水底板影响较小，顶板应为中等稳定，有较好自控和可锚性。截割头在液压缸控制下上下摇摆，巷道断面一般为矩形，对其他巷道的断面适应性差。在用于煤巷快速掘进时，由于掘、锚分离作业，需多开联络巷并进行快速密闭，对通风管理不利。,2020/6/12,19,我国使用连续采煤机前景展望连续采煤机用于回采，煤层应具备以下条件。(1)埋藏深度小于300m；(2)煤层倾角一般小于10，最大不超过12；(3)煤层顶板要求中等稳定以上，具有良好的自控性和可锚性，在较长时间内不冒落，顶板允许悬露面积3050m2；(4)底板平整、无积水、抗压强度不能太低；(5)低瓦斯矿井。,2020/6/12,20,（四）采掘锚一体化快速掘进成巷技术将采煤、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0.751.4m。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6080万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23台液压锚杆机。,2020/6/12,21,四、风镐掘进,2020/6/12,22,五、水力掘进,在水力采煤中使用。由高压水射流破下的煤，被水冲到铺在巷道底板上的溜槽内，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。,2020/6/12,23,第二节半煤岩巷施工,一、半煤岩巷采石位置的选择,二、炮眼布置特点,三、施工组织,一、半煤岩巷采石位置的选择,巷道在薄煤层中掘进时，为了保证巷道的使用高度，必须挑顶或卧底。因此，在巷道断面上既有煤层，又有岩层。当岩层占掘进工作面面积1/54/5时，即称为半煤岩巷道。半煤岩巷道掘进，采石位置有挑顶、卧底及挑顶兼卧底有三种情况。如图6-9所示。,2020/6/12,24,由于煤层较软，掏槽眼多布置在煤层部分，图6-10。半煤岩巷道掘进钻机选择应尽量做到动力单一，但也可选用两种不同动力的钻机。一般原则是当煤、岩的强度都不高时，应选用煤电钻钻眼，当煤、岩的强度都较高时可都采用凿岩机钻眼，当煤、岩的强度相差很大时，则可同时选用煤电钻和凿岩机，或选用岩石电钻钻眼。,2020/6/12,25,二、炮眼布置特点,半煤岩巷道的施工组织有两种方式：一种是全断面一次掘进,煤、岩不分掘分运；一种是煤、岩分掘分运。采用煤、岩分掘分运的方式时，形成煤工作面超前岩石工作面的台阶工作面。,2020/6/12,26,三、施工组织,2020/6/12,27,第三节综采和综放工作面全煤切眼锚网支护设计和施工,一、综放切眼锚网支护特点,（一）综放切眼断面及形式断面：净宽为7.58m；断面积：2224m2断面形状：梯形或矩形支护形式：工字钢梯形棚和木棚梁，单体支柱。,2020/6/12,28,开切眼,综放切眼锚网支护技术要求,2020/6/12,29,高锚固力锚杆；,长锚杆或锚索加强支护；,两帮锚杆向煤体倾斜一定角度；,导硐施工，加强临时支护；,二、综放切眼锚网支护,地质生产条件,2020/6/12,30,支护设计,1.断面形状选择,微拱，拱高200500，顶板逐渐下沉，变为平顶。,2.支护形式的选择,树脂全长锚固锚杆+金属网+钢梯为基本支护,预应力锚索加强支护,3.锚网支护参数的确定,顶部锚杆：202500，间排距，导硐部分600800，扩帮部分，700700,帮锚杆：162000可切割玻璃钢锚杆，间排距，扩帮部分，600700,金属网：8号镀锌铁丝，网孔5050,钢筋带：12圆钢焊接,2020/6/12,31,4.锚索补强加固参数确定,长度为6.0m，15.46000，破断力260KN，3块树脂药卷，预紧力大于100KN。每排4根，间距16001400,1锚索；2锚杆；3钢筋梯；4棱形网,5.支护说明,2020/6/12,32,施工工艺,综掘落煤清掉危矸临时支护铺顶网、布设钢梯、加固前探梁打中部锚杆孔清孔放树脂药卷将锚杆下端装上快速按装器插入孔内开动锚杆搅拌药卷停止搅拌保持气腿腿力开动锚杆钻机，拧紧螺母安装其余顶部锚杆,顶部锚杆安装顺序由中间向两侧安装,滞后工作面10m安装帮锚杆，安装锚索,支护效果验证,三、综放切眼锚网支护应用结论,顶板支护重要，锚索加强支护很重要,切眼帮角是支护的重要部位,全长锚固锚、网、带配合锚索支护适应性强,2020/6/12,33,第四节全煤巷快速掘进作业规程编制,一、概述,1.巷道名称,2.巷道位置,4.巷道用途,3.工程量,二、地质与水文概况,1.地质构造,2.煤岩性质,3.水文情况,三、巷道断面设计及支护,1.断面设计,2.支护形式,2020/6/12,34,2020/6/12,35,四、机械化割煤