巷道与硐室工程课件

巷道与硐室工程矿井巷道主井副井井底车场主要运输石门主要运输平巷风井主要回风石门主要回风平巷煤巷几个问题

（1）巷道的开挖方法，地下空间的形成？

（2）图中看到有各种形状、大小的巷道（隧道）断面，各适用情况？（3）如何维护地下空间？（1）钻眼爆破法（矿山法）机械掘进（TBM等）掘、装、运、辅助（2）巷道断面设计（3）支护方法与设计一般巷道特殊条件（地质、水文、瓦斯）（4）施工组织与管理本篇内容§8.1巷道断面设计§8.2钻眼爆破§8.3装岩与运输§8.4支护工作§8.5通风防尘及降温§8.6施工组织与管理§8.7特殊条件下巷道施工§8.岩石平巷§9.井底车场与硐室§10.煤巷、半煤岩巷与煤仓§11.斜井开挖方法（1）钻眼爆破法:

（矿山法）（2）机械掘进法第八章岩石平巷（rockdrift）

巷道：为进行采矿工作在煤层或岩层中开凿的一切通道叫巷道。

硐室：在井下专为安装各类设备或存放物料等而开凿的长度相对较短的巷道。

岩石平巷：指开凿在岩石中的水平或近水平巷道称为岩石平巷。基本概念一、提高岩巷掘进速度的重要意义

1、岩巷在矿井开拓总工程量中的比重（20~30%）

2、岩巷占巷道开拓总工期的比重（40~60%）。

3、目前巷道掘进速度（100~200m/月）二、提高岩巷掘进速度的措施1、钻眼爆破方法的研究①风动凿岩机

概述钻眼爆破②凿岩台车（配YGZ系列高效凿岩机），柱齿硬合金镶焊钎头等技术推广。

概述③爆破用毫秒延期电雷管，岩石硝铵炸药，水胶炸药起爆。

概述2、全断面岩巷掘进机的应用②转载和调车设备。3、岩石装运工作①装岩机械：铲斗后卸式耙斗式侧卸式蟹爪式和立爪式等。4、支护工作

锚喷网支护支护机理

支架支护

砌碹支护被动支护

概述主动支护支护参数施工工艺巷道断面设计的步骤：§8.1巷道断面设计(Crosssectiondesign)1.选择巷道断面形状2.确定巷道的净断面尺寸（含风速验算）3.设计掘进断面尺寸（支护参数、道床参数）4.确定计算掘进断面尺寸（允许超挖值）5.水沟和管线布置6.绘制断面施工图、编制巷道特征表、工程量表、材料消耗量表。安全（绝对保证）设计原则

技术（先进实用）经济（合理有利）巷道用途：行人、运输、通风、设备安装施工、使用、维修、报废一、选择巷道断面形状1、巷道断面形状和分类

折边形

曲边形直墙拱形

封闭拱形§8.1巷道断面设计(Crosssectiondesign)井下常见巷道实例①

岩性2、巷道断面形状选择的依据②

巷道的位置（地应力大小和方向）③

巷道的用途和服务年限④

支护材料和支护方式⑤

掘进方式和掘进设备§8.1巷道断面设计(Crosssectiondesign)岩石巷道－锚喷支护－拱形断面煤层巷道－锚、带、网支护或金属支架－梯形断面

巷道断面形状§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)行人、运输、通风、设备管线电缆铺轨水沟安全间隙通风支护二、水沟设计作用、位置、坡度、断面形状和规格？§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)①位置：通常在人行道一侧；②坡度：3‰～5‰③形状：对称倒梯形，半倒梯形，矩形。15m§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)三、管缆布置巷道内的管缆、作用、布置原则和要求？①内容：压风管、排水管、供水管、动力电缆、照明和通信电缆等管道和电缆

管（人行道一侧上方1800mm）、线不同侧，否则线在管上方0.3m以上）；管道距运输设备0.2m的安全距离；通讯电缆与电力电缆不同侧，否则通信电缆在电力电缆上方大于0.1m处；高低压电缆间距大于0.1m；电缆悬挂高度1.5~1.9m，两挂点间距小于3.0m；电缆与运输设备间不小于0.25m，电缆与风筒不小于0.3m。②原则：1、巷道净宽度的确定直墙拱形、矩形巷道——巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离。

梯形巷道——当其内通行矿车、电机车时，净宽度系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽度系指从底板起1.6m水平的巷道宽度。四、确定净断面尺寸1、巷道净宽度的确定以拱形运输巷道为例A1——运输设备的最大宽度，m；C——人行道宽度，从人行道道碴面1.6m的高度内，c>=0.8m；在人车停车地点,c>=1m；T——两列对开列车最突出部分之间的距离，t>=0.2m；采区装载点，>=0.7m；矿车摘挂钩地点，>=1m

B——拱形巷道净宽度，m；a——非人行道侧的宽度，《安全规程》规定：a>=0.3m；巷道内安设输送机时，输送机距支护距离，a>=0.5m;说明:§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)①一般要求B≮2.4m;②曲线段巷道要加宽２×0.2m，从缓和曲线段开始加宽;③轨道中心线间距加宽0.3m;④缓和曲线段一般矿车运输时取1.5～３.5，电机车运输上时取３～５m。缓和曲线段2、巷道净高度的确定§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)H—拱形巷道的净高度，m；h0—拱形巷道拱高,m；h3—拱形巷道墙高,m；hb—巷道内道渣高度,m；（1）拱高h0的确定半圆拱的拱高圆弧拱、三心拱§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)（2）墙高h3的确定①电机车架线②管道铺设高度③行人高度④1.6m行人宽度以及⑤运输设备上缘距拱壁的安全间隙要求分别算出。①按架线电机车导电弓子要求确定（双轨半圆拱为例）

－－导电弓子外缘与拱璧间距n≥200mm（300mm）h4--轨面起电机车架线高度

hc--道床总高度n--导电弓子距拱壁安全间距K--导电弓子宽度之半b1--轨道中线与巷道中线间距R—半圆拱半径圆弧拱：墙高h3的确定②按管道的安设要求确定（双轨半圆拱为例）

－－导电弓子外缘与管子间距m≥300mm（300mm）h5--渣面至管子底高度h7--管子悬吊件总高度m--导电弓子距管子间距D--压气管法兰盘直径b2--轨道中线与巷道中线间距hb—巷道底板到道碴面的高度墙高h3的确定③按行人高度要求确定（圆弧拱为例）

――距壁j处有效高度≥1800mm，j≥100mm（200mm）（半圆拱）j--距巷道壁的距离墙高h3的确定④按1.6m行人宽度要求确定（双轨半圆拱为例）C′--设备上缘到拱璧间距离C′≥800mmA1—运输设备最大宽度⑤按设备上缘到拱璧间最小安全间隙要求确定h—轨面起车辆的高度§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)（2）墙高h3的确定①电机车架线②管道铺设高度③行人高度④1.6m行人宽度以及⑤运输设备上缘距拱壁的安全间隙要求分别算出。（3）道碴高度数值只进不舍，并按0.1m进级。３、巷道净断面积§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)半圆拱形圆弧拱三心拱４、巷道风速验算Q—设计通过风量，m３/sS—巷道设计净断面积,m２V—通过巷道的风速，m/s5、巷道设计掘进断面和计算掘进断面的确定§8.1

巷道断面设计(Crosssectiondesign)②支护参数的选择③道床参数的选择①设计掘进断面和计算掘进断面积的关系支护参数设计原理钢轨、轨枕、道床设计掘进断面积＝净断面＋支护参数和道床参数计算掘进断面积＝设计掘进断面积＋允许超挖量钢轨：型号用每米长度的质量来表示

11、15、18、24、30、33kg/m

地面常用43、52kg/m道床参数的选择道床：厚度（不小于100cm，把轨枕1/2～2/3的高度埋入）、宽度（轨枕＋200mm）轨枕：开拓巷道—钢筋混凝土轨枕；采准巷道和回采巷道—木轨枕。半圆拱形圆弧拱形设计掘进断面§8.1巷道断面设计(Crosssectiondesign)五、绘制断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量表，材料消耗量表。比例：1:50§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)钻爆法施工：掘进工序：钻眼——装药联线——放炮通风——装岩运输——支护工具设备：凿岩机——炸药——局部扇风机——装岩机——锚、喷、网、架

煤电钻雷管、放炮器风筒矿车电机车、矿车浅孔：深度小于2.5m，直径小于42mm；中深孔：深度2.5~4m，直径小于50mm；深孔：深度大于4m，直径大于50mm。一、钻眼工作

手持式机重20kg以下

风动凿岩机

气腿式机重30kg以下

导轨式机重35～80kg

向上式机重40～45kg⑴冲击式破岩

电动凿岩机

气腿式机重25~30kg

导轨式机重30kg以下

液压凿岩机导轨式机重130～360kg

内燃机机重30kg以下

煤电钻手持式机重18kg，功率1.2kw⑵旋转式破岩

电钻岩石电钻导轨式机重35~40kg功率1.2kw

液压钻导轨式⑶旋转冲击式

潜孔钻机

台车式（4~6吨），架钻式（150～360kg）伞形钻架凿岩台车（一）钻眼机具的选择1、凿岩机Y－凿岩机T－气腿P－高频G－导轨式S－向上式Y－30手持式YT－23（7655）凿岩机YT－24YT－26YTP－26凿岩机打眼２、凿岩台车的选择CTH10-2F型：履带式、全液压（84年进口，后与法国合作生产）CGJ-2型：轨轮行走、双臂钻CGJ-３型：轨轮行走、三臂钻台车打眼§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)３、钎子的选择

一字形：速度快、制造和修磨简单、磨损快、易夹钎

形状

十字形：速度慢、孔圆⑴钎头

X、Y形及球齿形：硬岩钻眼

材料

钎头体：合金钢，55SiMnMo、40MnMoV

钎刃：钨钴类合金。组合钎子整体钎子

钎肩：环形（六角形钎杆）、耳形（圆形钎杆）

组成钎尾：108mm±1.0mm（淬火硬度）中心孔：⑵钎杆

端面形状：中空六角形B22、B25；中空圆形D32、D38（重型导轨式凿岩机）

材料：ZKT7、ZKT8ZK8Cr、ZK55SiMnMo⑶钎头和钎杆的连接：锥形连接，锥角度为7°，插入深度24~38mm

（留有过渡缝隙6～8mm）

能量传递效率和钎杆、钎头寿命a)镶KO型硬质合金片;b)镶K1型硬质合金片标准直径十字形钎头§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)电钻钎子：麻花钎子

⑴钻头主刃1、主刃夹角、副刃2、副刃夹角、主副刃夹角

⑵麻花钻杆：菱形或矩形，T7或T8钢传递轴压和扭矩，螺旋沟槽排粉，螺距一般为70～80mm。§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)二、爆破工作（二）凿岩机具的配备１、凿岩机的台数的确定２、掘进工作面的供风、供水设备气腿式钻机以２～３m2/台，按宽度以0.7～1.0m/台为宜风、水的作用供给方式（一）爆破器材的选择１、炸药（混合炸药、煤矿许用炸药）２、雷管（电雷管）3、采用发爆器起爆

含消焰剂(食盐）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（二）工作面炮眼的布置（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”§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)１、掏槽方式及布置(１)斜眼掏槽楔形掏槽双楔形掏槽锥形掏槽(２)直眼掏槽直线掏槽菱形掏槽柱状掏槽(３)混合掏槽直线与楔形掏槽角柱状与楔形掏槽大孔径角柱与锥形掏槽螺旋掏槽单向掏槽：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。2.周边眼⑴布置：帮眼和顶眼E—400~600mm⑵装药量：装药集中度软岩：70～120g/m中硬：200～300g/m（不包括炮泥段）硬岩：300～350g/m底眼：400～700mm，眼口高200mm，眼底低200mm，装药系数0.5～0.7，炮眼加深200mm，底眼需增加1～2个药卷以利抛掷。⑴布置：均匀布置，间距500～700mm⑵装药系数：0.45～0.6⑶装药结构：3.辅助眼§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)（三）爆破参数１、炮眼的深度

炮眼深度决定了每一掘进循环的钻眼和装岩工作量、循环进尺以及每班的循环次数炮眼采用气腿式凿岩机时，炮眼深度以1.8～2.5m为宜。采用台车时，一般眼深可达3.0m２、炮眼直径国目前炮眼直径多采用42～45mm３、炮眼数目

(8-13)

§8.2

钻眼爆破工作(drillingandblasting)5、合理选择炸药和装药结构４、单位炸药消耗量主要采用连续、耦合、反向起爆装药结构。（四）联线方式的选择联线方式串联的必要性可根据经验公式(8-14)或参照巷道掘进炸药消耗定额(表8-11)

光面爆破的质量标准如下：

(1)围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%；

(2)超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定；

(3)围岩面上不应有明显的炮震裂缝。（五）光面爆破应用光面爆破可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于锚喷支护，岩帮裂隙少，稳定性高，超挖量小。所以光面爆破是一种成本低、工效高、质量好的爆破方法。视频煤矿巷道常遇岩层上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。１、钻眼安全注意事项三、钻眼爆破的安全技术（1）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。（2）不允许在残眼内继续钻眼。（3）开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，再开大风门。（4）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，应随时提防突然断钎。（5）一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。（6）缺水或停水时，应立即停止钻眼。（7）工作面全部炮眼钻完后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定的存放地点。２、爆破安全注意事项（瞎炮处理）（1）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。照明灯及导线也应撤离工作面一定距离。（2）放炮母线要妥善地挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；装药前要试一下放炮母线是否导通。（3）在规定的安全地点装配引药（起用药卷）。（4）检查工作面20m范围内瓦斯含量，并按《煤炭安全规程》有关规定处理。（5）装药时要细心地将药卷送到眼底，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。（6）装药、联线后应由放炮员与班、组长进行技术检查，做好放炮前的安全布置。（7）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他工作。（8）发现瞎炮应及时处理。如瞎炮是由联线不良或错联所造成，则可重新联线补爆；如不能补爆，则应在距原炮眼0.3m外钻一个平行的炮眼，重新装药放炮。

§8.3装岩工作

(Mucking)一、装岩设备１、铲斗后卸式装载机Z-20B，Z-30B(H-600,H-900)（一）铲斗式装载机2、铲斗侧卸式装载机ZC-1，ZC-2(新ZLC-60型)铲斗式、耙斗式、蟹爪式、立瓜式Z－20B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1.铲斗后卸式装载机：Z—铲斗式装载机，20—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

北京杨坨四队1977年9月在s=7.68m2f=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2.铲斗侧卸式装载机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，软岩底板行走困难铲斗后卸式视频铲斗侧卸式视频§8.3装岩工作

(Mucking)（二）耙斗式装载机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§8.3装岩工作

(Mucking)１、耙斗形式与耙角

分为箱式、耙式和双面式；长宽高之比为2:1.5:1；耙角一般为500~550

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。§8.3装岩工作

(Mucking)2、固定楔与卡轨器a—硬岩用尾轮楔；b—软岩用尾轮楔1—圆环；2—倒楔；3—钢丝绳；4—正楔；5—圆锥套；6—楔头；7—楔眼尾轮固定楔钻孔布置图3、耙装距离

耙装机工作时，离工作面最远不宜超过20m；为了防止爆破损伤机器，耙装机距离工作面最近不得小于6m。装岩时机体不需移动，工作面推进一定距离后，才移动一次。移动前先接长轨道，移动的方法也可用绞车自行牵引，也可用人力推动。

图4-25拐弯巷道耙装机装岩示意图1、4-尾绳轮；2-双滑轮；3-耙斗；5-耙斗；6-耙装机

转弯较大的巷道：首先要在工作面设尾轮，通过在转弯处的开口双滑轮，把工作面的矸石耙到转弯处，然后将尾轮1移动到尾轮4的位置，耙装机便可将岩石装入转运设备中去。

§8.3装岩工作

(Mucking)4、耙斗装载机生产率的计算Q--耙斗装岩机小时生产率，m3/h；V--耙斗的容积，m3；φ--耙斗装满系数；L--从岩堆中心距装岩机的距离；vp、vm--耙斗往返运行速度，m/s；t1、t2--耙斗往返转换停歇时间。

下山施工：当巷道坡度小于25°时，除了用耙装机本身的卡轨器进行固定外，还应增设两个大卡轨器。当巷道坡度大于25°时，除增设大卡轨器外，还应再增设一套防滑装置。为了提高耙斗的效率，还应选用适于下山装岩的耙角。移动耙装机一般用提升机，也可用一台5t的绞车进行移动。

上山施工：在上山掘进时，耙装机除了采用下山施工时的固定方法以外，还应在台车的后位立柱上增设两根斜撑。移动耙装机可用提升机进行，若单用提升机提升能力不足时，可与耙装机绞车联合使用。１、LB-150型，承德矿山机械厂生产，150m3/h，重23.43吨（三）蟹爪式装载机2、ZS-60型，焦作矿山机械厂生产，60m3/h，重6吨3、ZXZ-60型(ZB-1)，淄博矿山机械厂生产，重15吨§8.3装岩工作

(Mucking)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。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。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。蟹爪式装载机——连续式ZS－60型蟹爪式装载机§8.3装岩工作

(Mucking)（四）立爪式装载机—连续式立爪、LZ-100型(ZB-1)，南昌通用机械厂生产，重7吨立爪、LZ-120型(ZB-1)，南昌通用机械厂生产，重10.5吨立蟹爪、LBZ-150型§8.3装岩工作

(Mucking)

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。特点：液压驱动的立爪，由上而下、由表向里的工作方式合理

LZ－60型立爪式装载机蟹立爪式装岩机结构示意图（五）蟹爪立爪式装载机——连续式（六）装岩机的选择1、铲斗后式装载机：2、铲斗侧式装载机：3、耙斗式装载机：4、蟹爪、立爪式装载机：

电动，用于单轨巷道，断面宽高均为2.2m以上，要求装岩技术熟练，间歇式装岩，能力小。

液压，履带行走，需配转载机，B≥4m，h>3.5m，应用于大断面巷道，间歇式装岩。

应用于单轨巷道，倾角不大于100，B>2.0m，h>2.0m，间歇式装岩。连续装岩，适应性强，大断面适用应用最多的是耙斗式、侧卸式和蟹爪式§8.3装岩工作

(Mucking)二、装岩调车工作１、固定错车场－－固定道岔（一）错车场调车装岩作业线§8.3装岩工作

(Mucking)工时利用率20～30%，工程量不大、工期较缓的工程装岩效率的提高，除了选用高效能装岩机和改善爆破效果以外，还应结合实际条件合理选择工作面各种调车和转载设施，以减少装载间歇时间

2、活动错车场（1）平移调车器翻框式调车器、风动调车器气动调车盘§8.3装岩工作

(Mucking)b-风动调车器1-小车；2-钢梁；3-汽缸；4-悬吊链；5-矿车a-翻框式调车器1-活动盘；2-轨条；3-滑车板；4-轴；5-固定板；6-单位卡§8.3装岩工作

(Mucking)工时利用率30～40%（2）浮放错车道岔单轨浮放双轨道岔（单轨巷用）双向菱形浮放道岔（双装岩机用）爬破轨道（二）专用转载设备装岩作业线§8.3装岩工作

(Mucking)装载机——转载设备——矿车，工时利用率60～70%

蟹抓式装岩机与悬臂式转载机转载示意图胶带转载机的类型§8.3装岩工作

(Mucking)a-悬臂式；b、c一支撑式；d一悬挂式1-受料仓；2-机架；3-行走部分；4-门框式支撑架；5-内支腿；6-外支腿；7-悬吊链；8-架空单轨梭式矿车：长宽加大

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。仓式列车：加长，小断面

（三）梭式矿车和仓式列车装岩作业线1—板式输送机主动轮；2—车帮；3—传动链；4—底盘；5—车轮底架；6—车轮；7—减速装置

S8型梭式矿车

（四）装岩运输机械化作业线的应用1、错车场装岩调车作业线（1）固定错车场浮放错车道岔（2）活动错车场平移调车器翻框式调车器、风动调车器气动调车盘2、转载设备装岩作业线------（3）胶带转载作业线3、梭式矿车和仓式列车装岩作业线（4）梭式矿车装岩作业线（5）仓式列车装岩作业线§8.3装岩工作

(Mucking)1、推广装岩、运输机械化作业线，提高装岩工时利用率；2、选用和研制高效装岩机械，选用大型装岩机；3、做好爆破工作，以利装岩；4、发展一机多动能设备；5、加强装岩调车组织管理工作。（五）提高装岩工作效率的途径三、岩巷掘进机械化的作业线配套方案（一）凿岩台车、侧卸式装岩机为主的机械化作业线（二）气腿式凿岩机、耙斗装载机为主的机械化作业线（三）以钻装机为主的机械化作业线（四）气腿式凿岩机、蟹爪式装载机、梭式矿车机械化作业线§8.3装岩工作

(Mucking)示例剪辑1.顶板下沉，冒顶；

2.两帮收敛位移，片帮（内移）；

3.底臌。巷道破坏现象应力调整(开挖)过程中：外荷载>岩体强度1.地应力2.岩性3.支护强度（1）巷道周边应力集中；（2）强度降低（超过则破坏，等于为极限平衡，小于则稳定）；§8.4支护工作

(Supporting)外载不确定性、结构的特殊性现代支护结构原理:地下工程的特点：(1)把围岩与支护看成是由两种材料组成的复合体(2)充分发挥围岩自承能力

一方面不能让围岩进入松动状态，以保持围岩的自承力；另一方面允许围岩进入一定程度的塑性围岩刚进入塑性时，发挥的自承力最大

一方面要求采用快速支护，紧跟作业面支护，预先支护等手段限制围岩进入松动；另一方面却要求采用分次支护，柔性支护，调节仰拱施作时间等手段允许围岩进入一定程度的塑性

基本概念支护：用支架或其它方法支撑或加固井筒、巷道或采场的围岩，以防止围岩塌落的措施的统称。§8.4支护工作

(Supporting)支架：为维护井筒、巷道和采掘工作面，防止围岩塌落，保证安全和正常工作的条件，用建筑材料砌筑或安设的地下结物的统称。按其结构特性可分为刚性支架和柔性支架。常见的支护形式

砌碹支护、锚喷、支架支护、锚注等

主动支护被动支护支护发展历程50年代料石砌碹§8.4支护工作

(Supporting)60年代以料石支护为主，辅以砼砌块、钢筋砼棚子、矿用工字钢梯形支架70－80年代岩巷中开始采用锚喷支护90年代以来煤巷、软岩巷道采用锚喷（杆）支护一、锚喷支护

锚喷支护是一个支护系列，它包括喷混凝土支护，锚杆支护，锚杆、喷混凝土（锚喷）支护，锚、喷、金属网（钢带）支护以及锚喷与石材或金属支架的联合支护。§8.4支护工作

(Supporting)1．锚杆的结构类型

（1）砂浆锚杆：钢筋砂浆锚杆、钢丝绳砂浆锚杆，设计锚固力30～50kN，全长锚固。煤矿已淘汰，隧道中还使用（2）木锚杆：φ38mm，L=1.2～1.8m，缝长250mm，设计锚固力10～20kN，不防腐1年，帮支护。竹锚杆：1．锚杆的结构类型

（3）管缝式锚杆：全长锚固型，技术指标：材料（合金钢）、壁厚3mm、开缝14mm、管径38.1mm1．锚杆的结构类型

（4）金属楔缝式锚杆：设计锚固力40kN，中硬岩石可达60kN（5）金属倒楔式锚杆：拧紧螺帽、立即承载，设计锚固力40kN，实测30kN～50kN。⑹树脂锚杆：树脂药包+杆体，中速2～5min，快速0.5～1min，一个药包的锚固力可达50kN以上、端头锚固,(K2350和Z2350,长度为2.00m、φ20mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，成本在24～30元)。§8.4支护工作

(Supporting)

杆体直径18～24mm，锚固力不应低于5吨，托板厚度不应小于8～10mm，面积不应小于150×150mm。⑴悬吊作用：将软弱直接顶、伪顶悬挂在坚硬的老顶上或稳定的完整岩体上。

缺陷：只适应于顶板，没有坚硬岩层或围岩破碎区大时不适用2．锚杆支护作用机理

一方面是依靠锚杆的锚固力增加各岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象；另一方面，锚杆杆体可增加岩层间的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）。在上覆岩层载荷的作用下，其最大弯曲应变和应力都大大减小，挠度亦减小，且组合梁越厚，梁内的最大应力、应变和梁的挠度也就越小。缺陷：随着围岩条件的变化，在顶板较破碎、连续性受到破坏时，组合梁也就不存在了。组合梁理论适用于层状顶板锚杆支护的设计，对于巷道的帮、底不适用。⑵组合梁作用挤压加固作用（组合拱理论）：预应力——锥型压缩区——连续压缩带——挤压加固拱自身稳定，承受地压，阻止上部围岩的松动变形⑶挤压加固作用（4）围岩松动圈支护理论20世纪70年代末期，我校董方庭教授提出了围岩破裂过程中的岩石碎胀变形是支护对象，并把在围岩中发展的这个破裂区定义为围岩松动圈松动圈理论由三部分组成：

1、围岩松动圈支护。开挖后，围岩应力超过围岩强度后在围岩中产生新的裂缝分布，称为松动圈。松动圈主要属性为厚度，可通过超声测试仪探测。

2、围岩松动圈分类方法。根据松动圈厚度，将围岩分为6类。

3、围岩松动圈锚喷支护技术。分三种类型进行设计：

a、小松动