水平岩石巷道施工

水平岩石巷道施工第1页，共120页，2023年，2月20日，星期六本章提要第五章至第七章的内容主要讲述水平岩石巷道的施工，包括施工方法、技术以及施工管理的相关内容。第五章从工作面炮眼的布置开始，逐次讲述炮眼钻凿、药卷装填以及起爆方法和技术，随后为通风排烟的相关内容，再次为矸石的装运工作，包括常用装岩机的选择和调车设备及方法。本章后两节分别为岩巷的机械化作业线和岩巷全断面掘进机的基本介绍。本章的重点应是巷道断面钻眼爆破设计与装岩运输工作。。第五章水平岩石巷道施工第2页，共120页，2023年，2月20日，星期六

目前，煤炭行业持有设计甲乙级资质证书的企业有80多家，其中具有甲级资质的行业设计院共有29家，拥有全国勘察设计大师13人。随着2002年煤炭建设市场的回升，全行业设计院产值比2001年增加2亿元，达6.8亿元。2003年，北京中煤国际工程集团的沈阳分院、南京分院、武汉分院、重庆分院、北京华宇公司等5家行业大型设计院，总产值占行业全部设计院产值的40%以上，人均产值12万元，为全行业平均值的1.5倍。西安煤矿设计院和北京华宇公司2003年产值首次突破亿元，人均产值分别达17万元和19万元。近几年来，大型煤矿设计院技术进步比较突出，涌现出了他们设计的兖矿济宁二号井、济宁三号井和神华集团榆家梁矿等一批具有国际水平的现代化大型矿井。同时，在进入行业外市场方面也有不凡业绩，部分设计院工程监理进入广州、天津等地地铁建设市场。

第3页，共120页，2023年，2月20日，星期六至2002年末，煤炭行业具有施工资质的一级独立法人施工企业总数降至约100家，从业总人数约21万人，分别比1998年减少约100家和10万人。2002年，煤炭基建施工企业完成总产值124.8亿元，其中施工产值108.8亿元，均为历史最高；完成井巷进尺约36万米，是近15年来最多的；井巷工作面平均月进度立井71.77米、斜井74.78米、岩石平巷89.36米、半煤岩巷87.77米、煤巷145.64米；地面建筑竣工面积虽比最高年份减少约70万平方米，但年人均竣工面积达59.45平方米，人均年成巷17.29米，均创历史最高；工程优良率平均为69.81%，其中矿建、土建、安装三类工程优良率分别为71.43%、68.5%和67.42%。

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岩石平巷在煤矿新井建设和生产矿井的开拓工程中占有很重要的地位，一般它约占井巷开拓总工程量的22％，占巷道开拓工期的40％～60％。

第5页，共120页，2023年，2月20日，星期六第一节钻眼爆破

（炮眼设计，定向和钻眼，装药，爆破器材）第二节掘进通风与防尘

（通风方式，通风设施，防尘措施）第三节岩石的装载与转运（装、转、运设备及效率、机械化作业线）支护作为第五章内容第四节岩巷掘进机本章内容第6页，共120页，2023年，2月20日，星期六本章主要参考书董方庭等.《井巷设计与施工》（修订版）.徐州：中国矿业大学出版社.1994年.定价：12.50元。TD26/D-333.2。p16～56李凤仪等主编，《岩体开挖与维护》.徐州：中国矿业大学出版社，2003年8月.定价：46.00元。TU4/L-337。p175～212刘旭全.秦岭隧道Ⅱ线进口平导硬岩钻爆技术.西部探矿工程（岩土钻掘矿业工程）.1998年1月.10（1）：43～44.王宏.国外巷道掘进施工技术及发展趋势.中国煤炭.2000年4月.26（4）：57～58董明涛.发挥装岩机生产效率的途径.煤炭技术.1996.（1）：6～7高澜庆，王文霞，石博强.地下矿山凿装运设备的发展现状与趋势.冶金设备.2001年2月.（1）：19～22第7页，共120页，2023年，2月20日，星期六钻爆法施工示意图第8页，共120页，2023年，2月20日，星期六①安全——钻眼、装药、连线、放炮②技术——超欠挖，设计断面，方向和坡度，围岩震动和破坏，岩块、岩堆形状③经济——炮眼利用率高、炸药与雷管消耗量低掘进效率和速度

第一节钻眼爆破要求第9页，共120页，2023年，2月20日，星期六第10页，共120页，2023年，2月20日，星期六第11页，共120页，2023年，2月20日，星期六第12页，共120页，2023年，2月20日，星期六①掏槽眼：最先起爆，为后爆炮眼创造附加自由面②辅助眼：扩大槽腔、破碎岩石，为周边眼创造自由面③周边眼：最后起爆，控制断面形状、大小和轮廓一.工作面炮眼布置①选择合适的掏槽方式，布置掏槽眼②按光爆要求确定最小抵抗线，布置周边眼③布置底眼④均匀布置辅助眼步骤分类第13页，共120页，2023年，2月20日，星期六1.掏槽眼

⑴位置：①断面中央偏下——便于掌握打眼方向、其它炮眼借助自重崩落；②尽可能布置在软弱岩层中

⑵掏槽方式：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽

⑶装药量：装药系数0.7～0.8

⑷装药结构：反向耦合连续装药结构，深度比其他炮眼加深200mm第14页，共120页，2023年，2月20日，星期六单向掏槽：软岩或具有层、节理或软夹层的岩层（50~70°）楔形掏槽：各种岩层，应用最为广泛（60~75°）锥形掏槽：f＞8的坚硬岩石，主要用于井筒施工斜眼掏槽第15页，共120页，2023年，2月20日，星期六⑴直线掏槽⑵三角柱掏槽⑶螺旋掏槽⑷菱形掏槽

直眼掏槽第16页，共120页，2023年，2月20日，星期六混合掏槽其中斜眼成75°～85°，在直眼起爆后起爆，起抛渣和扩槽作用。第17页，共120页，2023年，2月20日，星期六

直眼掏槽是以空眼作为附加自由面。空眼的作用，一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向作用，另一方面使受压岩石有必要的碎胀补偿空间。第18页，共120页，2023年，2月20日，星期六2.周边眼：控制断面大小和形状⑴布置：帮眼和顶眼：＝

0.6（软）～1.0（硬）E—400~600mm

⑵装药量：软岩：70～120g/m装药集中度中硬：200～300g/m（不包括炮泥段）硬岩：300～350g/m

底眼：控制巷道坡度和底板平整度400～700mm，眼口高200mm，眼底低200mm，装药系数0.5～0.7，炮眼加深200mm，底眼需1～2个药卷以利抛掷。第19页，共120页，2023年，2月20日，星期六煤矿巷道常遇岩层的光爆参数岩层情况岩石坚固性系数,f炮眼直径mm炮眼间距mm最小抵抗mm炮眼密集系数mm装药量kg/m完整、稳定、中硬以上8～1042～45600～700500～7001.0～1.10.2～0.3中硬、层节理不发育6～835～42500～600600～8000.8～0.90.15～0.2松软、层节理发育＜635～42350～500500～7000.7～0.80.10～0.15

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4︰3︰2︰1。第20页，共120页，2023年，2月20日，星期六⑶装药结构：①单段空气柱装药（小于2.5m炮眼）②反向不耦合间隔装药结构较大的缓冲空间、装药均匀（25mm药卷、大于2.5m炮眼）钻眼要求眼距误差宜小于50mm；炮眼外偏斜率不应大于50mm/m；眼深误差不宜大于100mm；第21页，共120页，2023年，2月20日，星期六3.辅助眼：破碎岩石⑴布置：均匀布置，间距500～700mm⑵装药量：0.45～0.6⑶装药结构：第22页，共120页，2023年，2月20日，星期六（1）掏槽眼布置在断面的中央偏下，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）周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和邦眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在在同一平面上。（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”第23页，共120页，2023年，2月20日，星期六

矿用炸药：硝铵类炸药和含水炸药（乳化、浆状、水胶炸药）.硝铵类炸药价格较低廉，为煤矿普遍使用，一般装成直径32、35、38mm，重量100、150、200g的药卷，有效使用期为6个月。二.爆破器材起爆材料：采用8号电雷管。在穿过有瓦斯地层时，不能选用秒延期雷管，毫秒延期雷管总延期时间也不能大于130ms。

电爆网路：煤矿井下爆破采用串联爆破网路，防爆型电容式发爆器起爆。

当穿过有瓦斯地段时，采用煤矿硝铵炸药;坚硬岩石可考虑采用粉状高威力炸药。

第24页，共120页，2023年，2月20日，星期六㈡爆破参数的确定1.单位炸药消耗量q

影响因素：炸药性能、围岩的物理力学性质、自由面的大小和数目、炮眼直径和深度等。①

经验公式：kg/m3

k0——炸药爆力校正系数，②

预算定额：2号岩石硝铵炸药，P80③

每循环消耗药量2.炮眼直径D——钻眼效率、炮眼数目、炸药消耗量D=（4～7mm）+d

d——32mm、35mmD——38～42mm第25页，共120页，2023年，2月20日，星期六表4-3采用光面爆破掘进岩巷的炸药消耗量

平硐、平巷炸药和雷管消耗定额第26页，共120页，2023年，2月20日，星期六3.炮眼深度：（1.5～2.5m）——钻眼时间、循环进尺、装岩时间——循环时间和循环次数⑴按任务要求：⑵按循环组织：正规循环——每班完成的循环数为整数4.炮眼数目①

估算：N个②

平均装药计算：③实际布置数目：q—单位炸药消耗量；S—断面面积；m—药卷长度；η—炮眼利用率；a—装药系数；p—每个药卷重量。第27页，共120页，2023年，2月20日，星期六三.装药结构与起爆顺序1.装药结构第28页，共120页，2023年，2月20日，星期六2．炮眼的填塞炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用。因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用1︰3的泥沙混合炮泥，湿度为18~20％。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数。

《煤矿安全规程》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黏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。严禁裸露爆破。《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29页，共120页，2023年，2月20日，星期六《规程》第三百二十九条炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求：（一）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。（二）炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。（三）炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。（四）炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。（五）光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。（六）工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。3.起爆顺序①分次起爆：大断面、雷管段数不足、预留光爆层②一次起爆：掏槽眼——辅助眼——周边眼——底眼第30页，共120页，2023年，2月20日，星期六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。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。第31页，共120页，2023年，2月20日，星期六1.爆破说明书①爆破原始资料：井巷名称、用途、位置、形状尺寸、岩层性质、地质条件及瓦斯情况等

②选用的钻眼爆破器材：炸药、雷管的品种及性能参数、凿岩机的型号、性能③爆破参数的计算选择：掏槽方法、炮眼直径、深度、数目、单位耗药量④爆破网路的计算和设计：⑤安全措施2.根据说明书绘出爆破图表①爆破原始条件和技术经济指标②爆破参数③预期爆破效果④炮眼布置图及装药结构图四.爆破说明书和爆破图表

第32页，共120页，2023年，2月20日，星期六第33页，共120页，2023年，2月20日，星期六《煤矿安全规程》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。第34页，共120页，2023年，2月20日，星期六第35页，共120页，2023年，2月20日，星期六第36页，共120页，2023年，2月20日，星期六江苏马坡矿－250m水平总回风巷炮眼布置图S=12.58m2

第37页，共120页，2023年，2月20日，星期六24m2550第38页，共120页，2023年，2月20日，星期六东曲煤矿分区回风大巷掘进时的炮眼布置(20m2)第39页，共120页，2023年，2月20日，星期六第40页，共120页，2023年，2月20日，星期六五.钻眼工作1.定向工作：①方向：中线——激光指向仪或三点延线法JZB－1型激光指向仪示意图

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：480×200×230(mm)第41页，共120页，2023年，2月20日，星期六②坡度：腰线——倾斜仪《施工验收规范》第6.1.12巷道的施工必须标设中线及腰线，并应符合下列规定：一、用激光指向仪指示巷道掘进方向和标高时：1．指向仪的设置位置和光束的方向，应根据经纬仪和水准仪标定的中线和腰线点确定，中线和腰线点每组不宜少于3个，组间的距离宜大于30m；2．指向仪的设置应安全可靠，仪器与掘进工作面的距离不宜小于70m，每次使用前应以中线和腰线检查激光光束。二、用经纬仪标设直线巷道方向时，宜每隔30m设中线一组，每组不应少于3条，其间距不宜小于2m；三、用水准仪标设巷道坡度时，宜每隔20m设置3对腰线点，其间距不宜小于2m；四、巷道沿倾斜矿层顶板或底板的施工，倾斜巷道可只挂中线，水平巷道可只设腰线；五、巷道掘进每隔100m应对中线和腰线进行一次校核。第42页，共120页，2023年，2月20日，星期六2.凿岩机的选择⑴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⑵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⑶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3.打眼工作组织：⑴风水管路布置⑵岗位责任制芬兰CMH-207FP液压凿岩台第43页，共120页，2023年，2月20日，星期六第44页，共120页，2023年，2月20日，星期六钻眼方式凿岩台车钻装机手持式凿岩机适宜钻眼深度1.8~2.5（一次钻进深度）1.8~2.5（一次钻进深度）一般12~2.0优缺点1.钻眼全部机械化2.质量高、人员少、工效高3.不能平行作业4.辅助时间长1.全部机械化2.质量高、人员少、工效高3.不能平行作业4.一机多用5.结构复杂1.钻眼装岩平行作业2.机动灵活，辅助时间短3.多机作业，钻眼总时间短4.组织工作复杂、劳动强度大、工效低适用条件台车适用断面，m2>12中硬岩石1.5~2.0坚硬岩石1.0~1.5巷道倾角平巷各类倾角要求机械维修能力强，配件修治及时，操作技术熟练小断面第45页，共120页，2023年，2月20日，星期六

秦岭是我国南北气候分界线,秦岭隧道座落在古城西安以南约60km处,隧道自长安县青岔乡进洞,穿越秦岭北峰主峰,由柞水县营盘乡出洞。整个隧道由两座近似平行、线间距30m的单线隧道组成。左线隧道长18459m,以TBM法施工为主(掘进机施工),断面为8.8m圆形。右线隧道长18456m,采用钻爆法施工,两隧道之间每隔420m设有横通道。右线隧道分两步实施,即:先以平导形式组织快速掘进,在46个月内贯通,为左线TBM施工探明地质,提前处理不良地质地段的开挖和衬砌。当左线隧道贯通后,右线再以钻爆法扩挖成型。硬岩特长隧道钻爆技术第46页，共120页，2023年，2月20日，星期六

秦岭硬岩特长隧道Ⅱ平导全长18.456km，为马蹄形断面,开挖断面高5.9m,宽4.8m,考虑到开挖断面26～30m2，通过2162m断层影响带（53处）和出口段约6000m的11‰的反坡、局部涌水地段（Q＝25000m3/d）、12480m岩石抗压强度在160～300MPa等地质条件，在单工序作业条件下，两端掘进，创造了进口独头掘进9.5km、月均掘进264m、最高月掘进456m；出口段独头掘进8.9km、月均掘进236m、最高月掘进426m的优异成绩。炸药单耗3kg/m3，单位面积钻孔数为2.5~2.8个/m2。⑴起爆方法及器材通过过现场实验和市场调查，选用了二号岩石乳化炸药，炸药密度1.2g/cm3,爆速4100m/s，猛度13～16mm，爆力320mL；药卷40mm×320mm，单卷重量450g；考虑到光面爆破的要求，选用小药卷25mm×200mm，单卷重量是155g。采用塑料导爆管非电起爆系统起爆，该起爆系统是以8号工业火雷管作为击发元件，以塑料导爆管和毫秒延期雷管作为传爆元件，以毫秒延期雷管作为起爆元件，起爆网路联接方式采用复式联接，即每组组合传爆雷管均使用双雷管，大大提高了传爆的可靠性。

第47页，共120页，2023年，2月20日，星期六⑵爆破效果秦岭隧道Ⅱ线进口平导采用深眼钻爆技术，取得很好的爆破效果与效益。炮眼深度4.5m，平均循环进尺达4.3m，炮眼利用率达95%以上，最高达98%。炮眼痕迹保存率达90%以上，几乎没有瞎炮现象，爆破岩碴抛掷距离约在10～20m范围内，碴堆集中，块度适宜，便于装运。通过加强机械保养，合理组织，最短钻爆时间为179min，最短出碴时间为124min，最短循环时间为324min，1997年4月份全月完成108个循环，日平均3.6个循环，日产最高进尺为17m，连续14次月掘进300m以上，1997年4月份创造了平导月掘进456m的国内最好记录。第48页，共120页，2023年，2月20日，星期六

加拿大深孔爆破的成功之处在于用1个大直径中心炮孔取代以往的掏槽炮孔。此深孔的直径通常为200mm～250mm，用潜孔凿岩机钻进。此大直径炮孔显著减少了深孔爆破的难题。奥德布莱齐特公司在厄瓜多尔采用5.2m的深孔凿岩爆破并利用一个直径为250mm的掏槽孔进行水平巷道掘进，日平均进尺超过12m。在瑞典这种深孔爆破的概念则是从稍有不同的炮孔倾角着手的。1991年在LKAB公司同阿特拉斯·科普克公司一起研制的一种称为“Longrounder”的三机凿岩台车。这种凿岩台车配备有自动换钻杆系统和TAS平巷角度自动监测系统，这种系统可保证钻凿直孔。这部凿岩台车在马尔姆贝利耶矿使用，负责完成该矿平巷掘进量的6％。该矿标准的平巷断面为29m3，每组炮孔钻凿56个7.5m深的炮孔，炮孔直径为64mm。瑞典采用传统的掏槽法，而不像加拿大那样使用大直径掏槽孔。第49页，共120页，2023年，2月20日，星期六

第50页，共120页，2023年，2月20日，星期六第二节掘进通风与综合防尘一.通风的作用：⑴保持工作面合适的温度⑵排除炮烟及有害气体⑶提供新鲜风流《施工与验收规范》第9.4.1条

掘进工作面需要风量的计算，应符合下列规定：一、放炮后15min内能把工作面的炮烟排出；二、按掘进工作面同时工作的最多人数计算，每人每分钟的新鲜空气量不应小于4m3；三、风速不得小于0.15m/s；四、混合式通风系统的压入式扇风机，必须在炮烟全部排出工作面后方可停止运转。第51页，共120页，2023年，2月20日，星期六二.掘进通风方式第52页，共120页，2023年，2月20日，星期六第53页，共120页，2023年，2月20日，星期六第54页，共120页，2023年，2月20日，星期六

《煤矿安全规程》第一百二十七条掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必须制定安全措施。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入。第55页，共120页，2023年，2月20日，星期六三.掘进通风设施局部扇风机：局部通风机可选择BKJ、ZBKJ、2KJ60—l、FD及DSF等系列轴流式局部通风机。常用5.5kw和11kw两种ZXBFT35-11系列防爆轴流风机JBD系列矿用防暴局部扇风机用于煤矿井下作压入式局部通风，它具有高效、节能、低噪声等显著特点第56页，共120页，2023年，2月20日，星期六第57页，共120页，2023年，2月20日，星期六表4-9风筒规格表2.风筒：①

刚性：铁风筒、玻璃钢风筒，直径400～1000mm，一节3米②柔性：胶质或塑料，直径300～600mm，一节10米第58页，共120页，2023年，2月20日，星期六根据现场经验，通风距离在200m以内可选用直径为400mm的风筒；通风距离为200～600m可选甩直径为500mm的风筒；通风距离在500～1000m可选用直径为600~800mm的风筒；通风距离在1000m以上可选用直径为800~1000mm的风筒。

表4-10利用局部扇风机独头长距离通风情况统计表第59页，共120页，2023年，2月20日，星期六四.综合防尘1.必要性

《煤矿安全规程》第10.3.2条井巷工程的施工，必须采取湿式凿岩，水封爆破、放炮喷雾、洒水出矸、冲刷岩帮、加强通风等综合防尘措施。湿式凿眼喷雾撒水加强通风个人防护2.综合防尘措施第60页，共120页，2023年，2月20日，星期六

第61页，共120页，2023年，2月20日，星期六装载与运输是巷道掘进中劳动量大，占循环时间最长的工序。50年代初，煤矿掘进的装载与运输基本上是人力装车、人推或马拉运输。自50年代起，我国即开始引进和研制装岩机，生产了H－600型和华一I型铲斗后卸式电动装岩机和C－153型装煤机。60～70年代期间，推广使用了TYP－17型和P－60型耙斗装岩机，生产能力提高了l～2倍，耙斗装岩机不但用于平巷，而且推广用于斜巷，解决了多年未解决的上下山掘进装载问题。在发展装载机械的同时，运输机械也逐步完善。60年代开始发展的小型蓄电池机车、钢丝绳牵引卡轨车和轻型刮板输送机，代替了人力推车。随着煤矿生产建设规模的扩大和矿山机械制造能力的提高，掘进使用的装、转、运机械设备逐步依靠自己的力量，不断地推出新的机型，而且在质量上也不断完善。到1977年基本上完成了从落后的手工操作向普通机械化发展的阶段。自70年代以来，先后研制成功耙斗装岩机、侧卸式装岩机、蟹爪装岩机及立爪装岩机，其中根据我国煤矿特点研制的耙斗装岩机，因具有结构简单、制造容易、造价低、可靠性好和适应性强等优点，已成为当前我国煤矿巷道掘进的主要装载设备，使用量已近万台。在原有P－15B、P－30B、P－60B系列产品的基础上，又研制出带调车盘的PT－30B型、PT－60B型，使耙斗装岩机效率显著提高。第三节装岩与运输第62页，共120页，2023年，2月20日，星期六一．装岩设备

平巷用途斜巷装煤装岩轮胎式行走机构履带式轨轮式后卸式铲斗式侧卸式工作机构耙斗式蟹爪式立爪式

第63页，共120页，2023年，2月20日，星期六

本机为电力驱动后卸式铲斗装岩机，主要用于矿山井下水平巷道掘进工作面装载岩石之用。它也可以用来铲取其他块状或粒状物料。本产品具有矿用隔爆的电气设备，能够在有甲烷和煤尘爆炸危险的巷道中使用。Z-30B型电力铲斗装岩机1.铲斗后卸式装载机：第64页，共120页，2023年，2月20日，星期六Z－30B型装岩机构造图1－铲斗；2－斗柄；3－弹簧；4－稳绳；5－缓冲弹簧；6－提升链条；7－导轨；8－回转底盘；9－回转台；10－稳绳Z——铲斗式装载机，30——铲斗容积，B——隔爆Z—20B：生产能力30～40m3/h，装载宽度2000mm，约3.4万元Z—30B：生产能力45～60m3/h，装载宽度2350mm，约4.1万元

高度≥2.4m，净断面大于7m2，装载宽度、高度均受限制

第65页，共120页，2023年，2月20日，星期六

北京杨坨四队1977年9月在s=7.68m2，f=6~8的粉砂岩中掘进时，使用1台H－600型装岩机、固定车场、人工调车、月进尺315.8m；新晃汞矿1973年3月在s=6m2，f=8~12的白云岩中掘进时，使用1台H－I型装岩机、胶带转载机、人工调车、月进尺707.3m；

要求巷道较高，扬起粉尘较多，生产能力低和必须在轨道上行驶，装载宽度受到限制第66页，共120页，2023年，2月20日，星期六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⑵方式：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10°ZCD60R：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。2.铲斗侧卸式装载机

第67页，共120页，2023年，2月20日，星期六

ZC系列装岩机特点是：铲斗插入力大，斗容大、斗形好、生产能力高，还可兼作工作面短距离运料；履带行走，动作灵活，稳定可靠，可在平巷及倾角10°以内的斜巷使用；设备均为防爆型，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井，但由于外形尺寸较大，只适用于断面大于12m2的巷道、硐室和隧道工程。1990年10月在徐州张集煤矿－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。从使用情况看，ZC型侧装机操作方便，装岩生产率高，但是在东大巷施工中，实测装满一列车（8节）约需15min，显然装岩机的能力发挥的不够，这是因为它直接将岩石装入矿车，在装岩时装岩机在巷道中频繁行走，不仅将巷道底板碾碎，形成大量淤泥给后续清理工作带来麻烦，也缩短履带行走部件的使用寿命，降低了整机的效率。第68页，共120页，2023年，2月20日，星期六

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。3.耙斗式装载机

第69页，共120页，2023年，2月20日，星期六P—耙斗式装载机，D—调车盘结构，B—隔爆，30/60—耙斗容积PD—30B：40~60m3/h，6.5万元，(高度≥2.0m，净断面大于5m2)PD—60B：70~110m3/h，8.5万元，(高度≥2.4m，净断面大于9m2)

①适用范围：倾角＜300，平巷、斜巷及弯道②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6～20m第70页，共120页，2023年，2月20日，星期六

耙斗装岩机的优点是结构简单、维修量小、制造容易、安全可靠、岩尘量小、铺轨简单、适应面广和装岩生产率高。缺点是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。从1963年开始，我国煤矿逐步推广使用了耙斗装岩机，现已形成系列，是目前应用最广的装载设备。

第71页，共120页，2023年，2月20日，星期六4.蟹爪式装载机——连续式LB—150：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，连续耙集粉尘少、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。

第72页，共120页，2023年，2月20日，星期六ZS－60型蟹爪式装载机第73页，共120页，2023年，2月20日，星期六

蟹爪式装岩机生产率较高，产生粉尘较少，而且在装岩过程中不需铺轨，装岩时人工辅助工作量也较少。1975年3月阜新平安矿601队在断面4.5m2的煤一岩巷道中，使用1台ZMZ－17型装岩机装煤石顺输送机、矿车、溜槽自溜运煤，创月进尺2535.4m的好成绩。

1977年12月马万水掘进队在邯郸矿区，使用1台ZXZ－60型蟹爪式装岩机配合8m2梭式矿车装运岩石，创造岩巷独头月成巷403.6m的全国纪录。这类装岩机装岩时，铲板必须插入岩堆，当发生岩堆塌落压住蟹爪时，必须将装岩机退出，再次前进插入岩堆后装载。此外，为清除工作面两帮岩石，装岩机需多次移动机身位置，要求底板平整，否则会给装岩机的推进带来困难。第74页，共120页，2023年，2月20日，星期六

LZL-120履带式立爪装载机是一种连续生产的高效率装载设备。主要用于铁路、水利和国防等地下工程中经爆破后松散石料的装载作业。

本机工作机构采用独特的仿人手臂的立爪来扒取石料，并通过自身的刮扳运输机构进行转载。从尾部卸入双向自卸汽车或其它运输设备中去。

本机采用液压马达驱动的履带行走机构，结构紧凑、机动灵活，可全断面装载作业、不留死角、无需大量人工辅助清底，在潮湿积水的巷道里亦能正常工作。本机具有良好的工作环境、工作部位装有喷水装置、粉尘危害小，司机坐在驾驶棚内操作安全、舒适。5.立爪式装载机——连续式第75页，共120页，2023年，2月20日，星期六

从70年代起，北京矿冶研究院和华铜铜矿及云南锡业公司等单位，先后研制了立爪式装岩机。其主要优点是装矸机构简单可靠，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。但爪齿容易磨损，操作亦较复杂，维修要求高。第76页，共120页，2023年，2月20日，星期六6.蟹爪立爪式装载机——连续式第77页，共120页，2023年，2月20日，星期六二.装岩机的选择①

实际条件：断面大小、现有或现买、价格②

操作水平：难易程度、可靠性、维修保养条件③装载机：装载宽度和生产率、效率、适用性及配套设备三.调车工作1.错车场调车法①

固定错车场：固定道岔②

活动错车场：翻框式调车器③浮放错车道岔：爬破轨道单轨浮放双轨道岔，双向菱形浮放道岔—35~40mm第78页，共120页，2023年，2月20日，星期六工时利用率20～30%，工程量不大、工期较缓的工程①

固定错车场：固定道岔第79页，共120页，2023年，2月20日，星期六②

活动错车场:工时利用率30～40%爬坡轨道将矿车抬高35~40mm第80页，共120页，2023年，2月20日，星期六爬坡轨道将矿车抬高35~40mm第81页，共120页，2023年，2月20日，星期六第82页，共120页，2023年，2月20日，星期六a-翻框式；b-风动调车器1-活动盘；2-轨条；3-滑车板；4-轴；1-小车；2-钢梁；3-汽缸；4-悬吊链；5-矿车5-固定板；6-定位卡第83页，共120页，2023年，2月20日，星期六2.利用转载设备：蟹抓式装岩机与悬臂式转载机转载示意图装载机——转载设备——矿车，工时利用率60～70%第84页，共120页，2023年，2月20日，星期六（1）胶带装载机：x=2n－1工作组织复杂，很少采用第85页，共120页，2023年，2月20日，星期六胶带转载机的类型悬臂式支撑式支撑式悬挂式新晃汞矿采用1台悬臂式和1台支撑式胶带转载机配合使用，并配合其他措施，于1973年3月创造了独头月进707.3m的全国记录。第86页，共120页，2023年，2月20日，星期六②梭式矿车：长宽加大，

轨轮式梭式矿车。主要用于冶金矿山、铁路隧道、水利涵洞、国防工程、煤矿岩巷等其他工程的一种新型高效出碴运输设备。它由机车牵引，可以与凿岩台车、装岩机、立爪装载机等配套使用，组成平巷掘进机械化作业线。第87页，共120页，2023年，2月20日，星期六JS—8型——9.54m×1.57m×1.64m——容积8m3

根据工作面的条件，可以采用1台梭车，亦可把梭车搭接组列使用，一次将工作面爆落的矸石装走。我国生产的梭式矿车有4m3、6m3、8m3三种。③仓式列车：加长，小断面，梭式矿车和仓式列车多用于金属矿山，需要有专门的卸矸仓或矿仓第88页，共120页，2023年，2月20日，星期六3.提高装岩效率的途径

m3/台班或m3/工国外（瑞典）追求效率，工序单一，但速度往往不高国内追求速度，但效率往往不高——多工序平行作业①

做好爆破工作：岩块、岩堆、地板②

提高司机的操作水平和维修人员的维修水平－减少故障③

保证轨道质量－行车速度，防止掉道④

加强矿车调度⑤实行岗位责任制第89页，共120页，2023年，2月20日，星期六第四节岩巷机械化作业线

《设计规范》第6.3.3条矿井掘进机械设备，应根据矿井设计生产能力和采煤机械化程度综合确定，并应符合下列规定：二、全岩巷道掘进（12m2）1．大型矿井大断面岩石平巷掘进，应配备液压凿岩台车、侧卸式装岩机、转载机、矿车、机车组成机械化作业线；或配备钻、装、锚机组、装载机或梭车、矿车、电机车组成机械化作业线；2．中型矿井岩石巷道或大型矿井小断面岩巷掘进，应配备液压钻、风钻或岩石电钻，带调车盘的耙斗装岩机、机车、矿车等组成机械化作业线。第90页，共120页，2023年，2月20日，星期六1.凿岩台车+侧卸式装载机为主的机械化作业线

1986年，我国在对国外技术研究的基础上实现了钻车国产化，以液压钻车、侧卸式装岩机为主的机械化作业线开始在我国煤矿推广使用，并取得了可喜的成绩。1991年为全国12个施工处装备了主要设备，有CTH-10型或LC-12型双臂液压钻车，ZC-2型侧卸式装岩机；SD800/10.5型胶带转载机，混凝土喷射机，蓄电池电机车等，目前正在使用。该作业线将是我国煤矿岩巷钻爆法施工的机械化作业线发展方向之一。（宽度大于4m的大断面全岩巷掘进）第91页，共120页，2023年，2月20日，星期六由于直接将矸石装入矿车，在装岩时装岩机在巷道中频繁行走，不仅将巷道底板碾碎，形成大量淤泥给后续清理工作带来麻烦，也缩短履带行走部件的使用寿命，降低了整机的效率。因此根据侧卸式装岩机的工作特点，应将转载机布置在装岩机铲斗卸载一侧的轨道上（图5－25）。装岩机铲取的岩石直接卸到停靠在掘进工作面前部的料仓中，通过转载机再转卸到矿车中，这样可以连续装满1列矿车，以提高装岩效率。第92页，共120页，2023年，2月20日，星期六西山矿务局西铭煤矿自1990年12月底推广应用以CTH10-2F型履带式全液压掘进钻车、ZC-2B型侧卸装岩机为主配套的岩巷作业线,至1992年12月完成了西铭矿1018大巷等3项工程,共完成进尺1614m,取得了较好的技术经济效益。第93页，共120页，2023年，2月20日，星期六该作业线适用于巷道宽度4.25～4.5m以上、巷道高度不低于4.5m，即断面14m2以上的巷道。

第94页，共120页，2023年，2月20日，星期六2.气腿式凿岩机+耙斗装载机为主的机械化作业线常规设备，结构简单，性能可靠，应用范围广。初期投资少；机动再活，能组织钻眼、装岩平行作业，提高了掘进工时利用率。耙斗装载机配备气动调车盘或胶带转载机，缩短了调车时间，提高了装载机的生产效率，加快了巷道的施工速度。因此这条作业线在我国岩巷掘进中是一种主要的配套形式，抚顺胜利矿采用这条作业线并配备胶带转载机转载，月进达到了1037.2m。第95页，共120页，2023年，2月20日，星期六四川煤矿基建公司九处掘进一队，1983年3月在四川松藻矿区逢春煤矿+670m平硐施工中，采用以耙斗式装岩机为主的机械化作业线，取得了507.7m的好成绩。+670m平硐设计断面为半圆拱形，净宽3.4m，净高3.0m，喷射混凝土支护，喷厚30mm。水沟布置在巷道右帮。平硐全长1120m，岩石普氏系数f=8～10，涌水量小于10m3/h第96页，共120页，2023年，2月20日，星期六3.以钻装机为主的机械化作业线在徐州马坡矿－250m回风巷，断面7.8m2的全岩巷中该作业线由ZZM8-12型钻装锚机组进行钻眼与装岩，LZP-200型胶带转载机转载，1.1m3矿车与2.5t蓄电池电机车运输。实践证明该作业线机械化程度高，作业人员少，劳动强度低，作业安全性好，设备利用率高，月掘进速度达102m（S=7.8m2），工效为2.31m3/工。

钻装机是在耙斗装载机上安装凿岩钻臂，利用安装在钻臂上的凿岩机打眼，耙斗装岩。做到一机多用，使用设备少。第97页，共120页，2023年，2月20日，星期六4.气腿式凿岩机+蟹爪装载机+梭式矿车机械化作业线

这条装运机械化作业线，爆破后，连续装载的蟹爪装载机将矸石直接装入梭式矿车。装满后由12t架线电机车拉出工作面卸载。马万水工程队，1977年11月，断面6.7m2，月进1403.6m，工效2.99m3/工第98页，共120页，2023年，2月20日，星期六5.岩石全断面掘进机作业线

岩石全断面掘进机作业线主要由掘进机、胶带转载机、矿车、电机车组成。我国5m直径岩石全断面掘进机于1986年在山西古交矿区设计年产400万t的东曲矿东平硐进行试验。平硐的掘进断面为20.3m3。掘进机于1986年6月4日试掘，到1987年9月底共掘进1448m，平均月进103.4m，最高月进202m，工程质量全部合格，见表4－20。以后连续施工，总计完成平硐全长3653.5m的掘进任务。世界上第一个采用机械破岩法开挖的大断面岩石隧道是1963年由罗宾斯公司生产的全断面掘进机完成的，该隧道位于巴基斯坦境内，掘进直径11.20m，长4.3km。第99页，共120页，2023年，2月20日，星期六第100页，共120页，2023年，2月20日，星期六表4－20直径5m掘进机逐月进尺表该机推进一个行程（1m）的时间为25～40min，纯掘进速度为1.5～2.4m/h。破碎下的岩石33m3，可装1t矿车30个。由于胶带转载机长44m，其下面一次可容纳22辆矿车，加之巷道内铺设双轨，配备多台电机车和足够数量的矿车，不仅能够实现连续不断地排矸，而且运输能力大于破岩能力，能充分发挥掘进机的效率。

第101页，共120页，2023年，2月20日，星期六该机在主机上配备锚杆钻机，在掘进的同时，可钻锚杆眼与安装锚杆，实现临时支护，在距工作面20m的地方进行喷射混凝土作业。当采用金属拱形支架时，该机上配备的环形支架安装机，也可以在掘进破岩的同时安装支架。上述支护形式，均可与掘进破岩平行作业，两种支护所用时间均小于掘进破岩时间，故均不占用循环时间，能充分发挥该机的效率，实现快速掘进。该机掘进巷道质量好，对围岩扰动小，巷道