《巷道施工》全套教学课件

巷道施工

01_巷道断面设计02_施工准备03_岩石钻爆法施工04_煤巷及半煤岩巷钻爆法施工05_综合掘进机械化施工06_资料收集与归档管理07_施工技术准备08_施工现场管理09_施工工序10_施工安全措施与管理11_施工案例分析12_施工准备13_煤仓施工与管理14_技术准备15_硐室与交岔点施工与管理16_技术准备17_软岩巷道施工18_施工组织与管理19_技术准备20_含水层巷道施工21_探放水设计案例分析全套可编辑PPT课件学习情境一水平巷道施工任务1巷道断面设计

学习情境一水平巷道施工情境引入：主要教学任务、教学过程设计？学习情境一水平巷道施工学习情境一教学任务任务1巷道断面设计任务2施工准备任务3岩巷钻爆法施工任务4煤巷及半煤巷钻爆法施工任务5煤巷综合机械化掘进施工任务6施工组织与管理学习情境一水平巷道施工

教学过程整体设计流程

组织教学下达教学与实训任务实训成果考核与评讲学习情境一水平巷道施工讲授教学任务组织完成实训任务提出实训要求分组讨论任务提交实训成果学习情境一任务1巷道断面设计任务1巷道断面设计导入：巷道断面设计的内容、实训任务、教学目标？图1-1-1煤矿双轨巷道断面图巷道断面设计的基本内容与程序①选择断面形状，初步确定支护方式；②计算断面的净尺寸；③选择道床参数与敷设轨道，计算断面设计掘进尺寸与实际掘进断面尺寸；④布置水沟和管线；⑤计算每米巷道工程量及材料消耗量；⑥按比例绘制巷道断面图，编制巷道特征表。学习情境一任务1巷道断面设计

实训任务1：分组分析、讨论和和绘制松藻煤电公司或南桐矿业公司等公司煤矿各种的断面图。学习情境一任务1巷道断面设计2个实训任务实训任务2：某矿第一水平为双运输大巷，服务年限28年，采用ZK7-6/250架线式电机车配合1吨矿车运输。巷道穿过岩层为石灰岩，坚固性系数为f=6～8，通过的最大风量40m3/s，井下最大涌水量为160m3/h，正常涌水量为70m3/h，巷道中布置一趟直径为φ100mm的压风管（法兰盘φ160mm）；一趟直径为φ50mm的洒水管，两条动力电缆，三条通讯及1条照明电缆。试设计其直线段的断面施工图。学习情境一任务1巷道断面设计（1）能熟练识读巷道断面图；（2）会准确选择巷道断面形状；（3）能准确选择道床的参数，设计巷道宽度、高度；（4）能计算巷道净面积、掘进面积；（5）能绘制巷道断面图。★能力目标教学目标：能力目标、知识目标、素质目标(1)能陈述巷道断面的形状，影响断面形状的因素(2)熟悉巷道断面尺寸的确定条件和规定(3)能陈述影响巷道宽度、高度尺寸的因素(4)能分析道床对巷道面积、运输速度的影响★知识目标学习情境一任务1巷道断面设计

★3322素质目标（1）做人的素质：“与人交流”、、“与人合作”、“应用写作”（3）提高素质：“自我提高”、“革新创新”（2）做事的素质：“数字应用”、“信息处理”、解决问题”（4）政治素质：“高度的政治觉悟”、“关心国家大事”学习情境一任务1巷道断面设计1.1选择巷道断面形状学习情境一任务1巷道断面设计分析岩石物理性质分析岩石力学性质分析岩石强度特性领会岩石分级与围岩的分类选择巷道断面形状主要内容1.1.1分析岩石物理性质岩块岩体岩体：地下工程周围较大范围内的自然地质体。从煤矿采掘工程角度：包括岩石、地下水、瓦斯。岩体的性质复杂，是我们研究的主要对象。

岩块：从自然地质体中切取出来的岩石小块体，不包含软弱面（岩体中的地质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为各向同性的连续介质。岩体、岩石、岩块的关系？学习情境一任务1巷道断面设计岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律而形成的自然地质体。按成因不同分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。1）岩石密度和表观密度（1）岩石的密度岩石的密度：指在绝对密实状态下，单位体积内岩石的质量。（1-1-1）式中：ρ-岩石的密度，㎏／m3

或g／cm3

；

m-岩石在干燥状态下的质量，㎏或g；

V-岩石在绝对密实状态下的体积，是指不包含岩石内部孔隙的实体积，m3或cm3。学习情境一任务1巷道断面设计（1-1-2）

（2）岩石的表观密度岩石的表观密度：是指在自然状态下，单位体积岩石的质量。式中：ρ0-岩石的表观密度，㎏／m3；

m-岩石在干燥状态下的质量，㎏；

V0-岩石在自然状态下的体积，m3，是指包括实体积和孔隙体积在内的体积。问题：ρ与ρ0的关系？学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-1岩石密度和表观密度岩石名称密度ρ（㎏/m3

）表观密度ρ0（㎏/m3）砂岩2600～27502000～2600页岩2570～27702000～2400石灰岩2480～28502200～2600煤1200～1400学习情境一任务1巷道断面设计ρ与ρ0的关系：依据表1-1-1和公式（1-1-1）、（1-1-2）岩石密度ρ≥表观密度ρ02）岩石的空隙比

（1-1-3）

学习情境一任务1巷道断面设计岩石的空隙比：是指岩石中各种孔隙、裂隙体积占岩石内固体部分体积的百分比。它反映岩石中孔隙和裂隙的发育程度，用p来表示。常见岩石的空隙比见表1-1-2。学习情境一任务1巷道断面设计3）岩石的碎胀性和压实性

（1-1-4）

岩石的碎胀性：是指岩石破碎以后的体积将比整体状态下的体积增大的性质。岩石破碎以后的体积与破碎前的体积之比叫碎胀系数。用α来表示。见表1-1-3岩石压实性：是指岩石破碎后，在其自重和外加载荷的作用下将逐渐压实的性质。压实后的体积与破碎前原始体积之比，称为残余碎胀系数。见表1-1-3岩石名称空隙比／%板岩0.001～0.0101石灰岩0.053～0.25砂岩0.031～0.429页岩0.111～0.538表1-1-2煤矿中常见岩石的孔隙比岩石名称碎胀系数残余碎胀系数砂1.06～1.151.01～1.03碎煤＜1.201.05泥质页岩1.401.10砂质页岩1.60～1.801.10～1.15硬砂岩1.50～1.80表1-1-3煤矿中常见岩石的碎胀系数与残余碎胀系数学习情境一任务1巷道断面设计4）岩石与水相关的性质

岩石的水胀性：是指软岩遇水而膨胀的性质。测试方法：常以试件浸入水中后，厚度膨胀量与原始厚度之比。

岩石的水解性：是指软岩遇水崩解、破裂的性质。测试方法：将试件浸入水中，崩解后剩余的试件质量与原始质量之比。

学习情境一任务1巷道断面设计5）岩石的软化性

岩石的软化性：指岩石浸水后的强度明显降低的特性。用软化系数来表示。（1-1-5）式中kR——岩石的软化系数；见表1-1-4。Rb——吸水饱和状态下岩石试件的单向抗压强度，MPa；Rg——岩石试件在干燥状态下的单向抗压强度，MPa。学习情境一任务1巷道断面设计岩石名称干试件抗压强度(MPa)水饱和试件抗压强度(MPa)软化系数粘土岩20.7～59.02.4～31.80.08～0.87页岩57.0～136.013.7～75.10.24～0.55砂岩17.5～250.85.7～245.50.44～0.97石灰岩13.4～206.77.8～189.20.58～0.94表1-1-4煤矿中常见岩石的软化系数学习情境一任务1巷道断面设计6）岩石的硬度和耐磨性

岩石的硬度：是指岩石表面抵抗其他较硬物体压入或刻划的能力。测定方法：常采用刻划法，硬度愈大，则其耐磨性愈好，加工愈困难。

岩石的耐磨性：是指岩石表面抵抗磨损的能力。岩石的耐磨性用磨损率来表示。（1-1-6）

g/㎝2学习情境一任务1巷道断面设计1.1.2分析岩石力学性质

岩石在载荷作用下力学性质变化过程中分为变形和破坏两个阶段。参见图1-1-2、1-1-31）岩石的变形特性（1）岩石的弹性和塑性（2）岩石的流变性质：指岩石的应力应变随时间因素而变化的特性。①蠕变：指在恒定载荷持续作用下，应变随时间变化而增长的现象。②后效弹性变形：岩石在弹性变形阶段，卸载后，有一部分变形立刻恢复，还有一部分变形不能立刻恢复，但经过一定时间仍能完全恢复。③松弛：指在应变保持一定的条件下，应力将随时间而逐渐减小的现象。

学习情境一任务1巷道断面设计图1-1-2岩石受单向压缩时应力与应变关系图图1-1-3大理石的应力差（σ1-σ3

）与纵向应变（ε）关系曲线I—OA阶段裂隙压密闭合阶段

Ⅱ—AB阶段线弹性阶段

Ⅲ—BC段破裂发展阶段

Ⅳ一CD，软化阶段

学习情境一任务1巷道断面设计2）岩石的破坏特性（1）脆性破坏：永久变形或全变形小于3%者为脆性破坏。具有这种特性的岩石称为脆性岩石。（2）塑性破坏：永久变形或全变形大于5%者塑性破坏。具有这种特性的岩石称为塑性岩石。（3）过度状态：永久变形或全变形在3%到5%之间。学习情境一任务1巷道断面设计1.1.3分析岩石的强度特性1）岩石的强度表示（1）岩石的抗压强度（RC）岩石试件在压缩时所能承受的最大压应力值。它是目前井下采掘工程中使用最广泛的岩石力学特性。有三向抗压、双向抗压、单向抗压。（2）岩石的抗拉强度（Rt）岩石试件在拉伸时能承受的最大拉应力值称。（3）岩石的抗剪强度（)

是指岩石抵抗剪切作用的能力。学习情境一任务1巷道断面设计2）分析岩石的强度特性（1）大多数情况下，岩石表现为脆性破坏；（2）同种岩石强度并非常数；（3）不同受力情况下，岩石的极限强度相差悬殊。（4）岩石各种强度之间的关系三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度。学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-5煤矿中常见岩石强度值（kg/㎝2）岩石名称抗压强度抗拉强度抗剪强度煤50～50020～5011～165砂岩类细砂岩1060～146056～180178～545中砂岩875～136061～143136～372粗砂岩580～126055～119126～310粉砂岩370～56014～2570～117砾岩类砂砾岩710～124029～9972～294砾岩820～96041～12067～269页岩类砂质页岩490～92040～121210～305页岩190～40028～55160～238灰岩类石灰岩540～161079～141100～310学习情境一任务1巷道断面设计1.1.4领会岩石分级和围岩分类

岩石分级：对小范围内的岩石加以量的区分。提高破岩效率，合理地选择钻眼爆破参数。分级方法：普氏岩石分级法

围岩分类：对较大范围内的岩体加以量的区分。判定巷道周围岩体的稳定性并合理选择支护类型。围岩分类方法：锚喷支护巷道围岩分类法、围岩松动圈分类法、围岩变形量分类法等。学习情境一任务1巷道断面设计1）普氏岩石分级法岩石的坚固性系数：（1-1-8）根据f的大小将岩石分为10级15种。见表表1-1-6

学习情境一任务1巷道断面设计岩石按坚固性分级学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-62）围岩分类（1）锚喷支护巷道围岩分类

我国煤炭、冶金和铁路等部门的地下工程，提出了岩体稳定性的分类方法。其中煤矿锚喷支护巷道的围岩分类，根据锚喷支护设计需要，结合煤矿岩体的特点，将围岩划分为五类，见表1-1-7所示。

学习情境一任务1巷道断面设计围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩的稳定状态（3～5m跨度）岩种举例类别名称Ⅰ稳定岩层1.完整坚硬岩层，Rb＞60MPa，不易风化2.层状岩层层间狡结好，无软弱夹层围岩稳定，长期不支护无碎块掉落现象玄武岩;石英质砂岩;奥陶纪灰岩;茅口灰岩，大冶厚层灰岩Ⅱ稳定性较好岩层1.完整比较坚硬岩层，Rb=40～60MPa2.层状岩层，胶结较好3.坚硬块状岩层，裂隙面闭合，无泥质充填物，Rb>60MPa围岩基本稳定，较长时间不支护会出现小块掉落胶结好的砂岩、砾岩；大冶薄层灰岩Ⅲ中等稳定岩层1.完整的中硬岩层，Rb＞20～40MPa2.层状岩层,以坚硬岩层为主,夹有少数软岩层3.比较坚硬的块状岩层，Rb=40～60MPa围岩能维持一个月以上稳定,有时会产生局部岩块掉落砂岩、砂质页岩、粉砂岩、石灰岩、硬质泥灰岩Ⅳ稳定性较差岩层1.较软的完整岩层，Rb＜20MPa2.中硬的层状岩层3.中硬的块状岩层，Rb=20～40MPa围岩的稳定时间仅有几天页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤Ⅴ不稳定岩层1.易风化潮解剥落的松软岩层2.各类破碎岩层围岩很容易产生冒顶片帮炭质页岩、花斑泥岩、软质泥灰岩、煤、破碎的各类岩石表1-1-7煤矿锚喷支护巷道围岩分类表学习情境一任务1巷道断面设计（2）围岩松动圈的分类方法依据围岩松动圈的大小将围岩分成三大类，六小类：小松动圈(0～40cm)

中松动圈(40～150cm)

大松动圈(＞150cm)

见表1-1-8所示。

学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-8巷道支护围岩松动圈分类表围岩类别分类名称围岩松动圈（㎝）支护机理及方法备注小松动圈Ⅰ稳定围岩0～40喷混凝土支护围岩整体性好，不易风化的可不支护中松动圈Ⅱ较稳定围岩40～100锚杆悬吊理论喷层局部支护Ⅲ一般围岩100～150锚杆悬吊理论喷层局部支护刚性支护有局部破坏，采用可缩性支护大松动圈lV一般不稳定围岩（软岩）150～200锚杆组合拱理论，喷层，金属网局部支护刚性支护大面积破坏，采用可缩性支护V不稳定围岩（较软围岩）200～300锚杆组合拱理论，喷层，金属网局部支护围岩变形有稳定期Ⅵ极不稳定围岩（极软围岩）＞300不确定围岩变形在一般支护下无稳定期学习情境一任务1巷道断面设计（3）按围岩变形量判定巷道的稳定状态

工程实践和应用表明，按变形量对围岩分类方法符合多因素影响、单一综合指标发展方向。据此判定围岩的稳定性具有现实的意义，见表1-1-9所示。学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-9按围岩变形量判断巷道的稳定状态及支护结构参数表开挖后围岩变形量(mm)围岩稳定类别支护结构巷道宽度B<5m5m<B<10m<5Ⅰ不支护30～50mm厚喷浆或喷射混凝土6～10Ⅱ50mm厚喷射混凝土80～100mm厚喷射混凝土，必要时，设局部锚杆11～50Ⅲ80～100mm厚喷射混凝土，局部加锚杆或网100～150mm厚喷射混凝土，设置锚杆或加网50～100101～150151～200Ⅳ二次支护：100～150mm厚喷射混凝土设置锚杆或加网；锚喷网支护；锚喷网、钢拱架二次支护：150～200mm厚喷射混凝土，锚杆加网；锚喷网、钢拱架混合支护>200Ⅴ150～200mm厚喷射混凝土、锚杆、网和拱桁架混合支护二次支护二次支护：200～250mm厚喷混凝土锚杆、锚索网和拱桁架混合支护学习情境一任务1巷道断面设计1.1.5选择断面形状1）分析与绘制断面形状折边形：矩形、正方形、梯形、不规则形等。曲边形：半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形、圆形等。部分巷道断面形状如图1-1-4所示。学习情境一任务1巷道断面设计图1-1-4巷道断面形状图学习情境一任务1巷道断面设计2）影响断面形状选择的因素（1）作用在巷道上地压大小与方向（即巷道所处的位置与穿过岩层的性质）；（2）巷道的用途和服务年限；（3）巷道的支护方式和支护材料；（4）巷道的掘进方法与所用的掘进设备等。学习情境一任务1巷道断面设计3）选择巷道断面形状

选择巷道断面形状应考虑的诸因素，彼此密切联系又相互制约的。所以，应综合分析，抓住主要因素兼顾次要因素，才能选用较为合理的断面形状。参看表1-1-10所示。学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-10选择巷道断面形状的因素分析与断面形状影响因素因素分析选择断面形状地压大小与方向顶压与测压均不大各种断面形状。如矩形断面、梯形断面顶压大，测压小直墙拱形。如半圆拱、圆弧拱、三心拱顶压小，测压大封闭形。如马蹄形、椭圆形、圆形顶压与测压均很大封闭形。如马蹄形、椭圆形、圆形巷道的用途和服务年限服务年限长（15～30年）的开拓巷道直墙拱形。如半圆拱、圆弧拱、三心拱服务年限较长（5～15年）的准备巷道梯形断面、半圆拱、圆弧拱服务年限较短（1～5年）的回采巷道梯形、多边形断面支护方式和支护材料木支架和钢筋混凝土棚子梯形断面和矩形断面砖石、混凝土和锚杆支护半圆拱、圆弧拱、三心拱金属支架和喷射混凝土支护方式各种断面形状掘进方法钻眼爆破法各种断面形状综合机械化掘进机组圆形断面、梯形断面学习情境一任务1巷道断面设计1.2计算巷道断面尺寸巷道断面形状确定以后，下一步便是确定掘进巷道的断面尺寸。

《规程》规定：巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。学习情境一任务1巷道断面设计1.2.1准备设计所需资料1）设计巷道断面尺寸应收集的资料（1）巷道的用途、服务年限、通过岩石与围岩的性质。（2）存放或通过巷道的机械、器材或运输设备数量、型号和规格。（3）《规程》规定巷道的人行道宽度和各种安全间隙。（4）巷道的排水量、管线布置、通过巷道风量。（5）支护参数、道床参数，巷道的超次挖量、变形量等。学习情境一任务1巷道断面设计2）计算巷道断面尺寸的内容与步骤第一步：依据上述（1）、（2）、（3），计算巷道的净断面尺寸，并进行风速验算；第二步：根据上述（4）、（5）计算掘进断面尺寸、设计尺寸；第三步：选择水沟，布置管线，计算每米巷道的工程量及材料消耗，按比例绘制包括墙脚、水沟、管线布置在内的巷道断面图；第四步：编制巷道特征表。学习情境一任务1巷道断面设计

3）巷道断面尺寸的相关规定（1）巷道净高度的规定矩形、梯形巷道：自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。如图1-1-5（a）《规程》规定如表1.1.11所示。拱形巷道净高：自渣面或底板至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。如图1-1-5（b）学习情境一任务1巷道断面设计H（a）（b）图1-1-5巷道高度示意图学习情境一任务1巷道断面设计表1.1.11巷道高度的基本规定序号巷道名称巷道净高度/m备注1在车场巷道、石门用架线式电机车运输，自轨面起，净高度≥2.4m参看《规程》第二十二条，二十三条，三百五十六条，三百五十七条。用电池、蓄电池电机车运输，自轨面起，净高度≥2.2m2主要运输巷和主要风道用架线式电机车运输，自轨面起，净高度≥2.2m电池、蓄电池电机车运输，自轨面起，净高度≥2.0m；薄煤层内净高度≥1.8m。3采区或盘区的上、下山和平巷自轨面起净高≥2.0m，薄煤层内的净高≥1.8m4采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等由煤矿企业统一规定。但净高≥1.8m学习情境一任务1巷道断面设计（2）对巷道净宽度的规定如图1-1-5所示。

直墙拱形巷道的净宽度：系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。

矩形巷道的净宽度，系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。

梯形巷道净宽，当其内通行矿车、电机车时，系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。

学习情境一任务1巷道断面设计图1-1-5拱形、梯形巷道的净宽示意图BBB学习情境一任务1巷道断面设计（3）通过巷道运输设备本身宽度

学习情境一任务1巷道断面设计图1-1-6ZK10-250/JC交流变频矿用架线式电机车外形学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-12几种运输设备主要尺寸

单位：mm（4）巷道内人行道的宽度、非人行道的宽度和相应的安全间隙，《规程》有明确规定，设计时按表1-1-13的规定选用。

车辆间间隙/T运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突出部分之间的距离行人侧/A非行人侧/C备注运输巷综合机械化开采矿井2001000500从巷道道碴面起1.6m的高度内；管道吊挂高度≥1.8m其他开采矿井200800300安装输送机巷道700700输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离500500输送机与巷帮支护的距离人车停车地点4001000300巷道道碴面起1.6m的高度内车场、采区装载点700矿车摘挂钩地点1000尺寸名称最小尺寸地点位置表1-1-13巷道宽度尺寸表

单位：毫米学习情境一任务1巷道断面设计

（5）在设计曲线段的巷道时，应考虑车辆由于转弯而外突，巷道宽度、双轨轨道的中心距需适当加宽，加宽数值可按表1-1-14选取。NOTES：曲线段的巷道加宽的长度：用矿车运输时，与曲线段相联结直线段加宽长度，建议取2.0m；电机车运输时加宽长度取5.0m。学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-14曲线段巷道加宽及双轨巷道轨道中心距值

单位：毫米运输方式曲线段巷道加宽值轨道中心距内侧外侧直线部分曲线部分0.5吨和1吨矿车运输3吨矿车运输600mm轨距电机车运输900mm轨距电机车运输50100100100100200200200～30012001600130016001300180016001900学习情境一任务1巷道断面设计如图1-1-7所示，拱形双轨巷道净宽度的计算。

或者（1-1-9）图1-1-7拱形双轨巷道断面图A学习情境一任务1巷道断面设计1.2.2计算巷道的净断面尺寸与风速验算式中：B——拱形双轨巷道净宽度，m；a——轨道中心线至非人行道侧巷道壁的距离，m；

a=1/2A1＋Ab——轨道中心线之间的距离，m；查表1-1-14。c——轨道中心线至人行道侧巷道壁的距离，m；c=1/2A1＋CA——非人行道侧宽度，m；查表1-1-13。A1——矿车宽度，m；查表1-1-12。C——人行道宽度，m；查表1-1-13。T——矿车之间的安全间隙，m；查表1-1-13。1）确定巷道净宽度（1）梯形巷道的净高度用架线式电机车时，梯形巷道的净高度为2200㎜或2400㎜

用电池、蓄电池机车运输，或是主要轨道上、下山及用钢砼棚支护的轨道中间巷，梯形巷道的净高度为2000㎜。一般轨道上、下山及用支架支护的巷道的净高度可取1800㎜。学习情境一任务1巷道断面设计2）确定巷道净高度（2）拱形巷道的净高度H见图1-1-7。学习情境一任务1巷道断面设计式中：H——拱形巷道的净高度，m；

h3——拱形巷道的墙高，m；

h0——拱形巷道的拱高，m；

hb——巷道内道碴的高度，m。（1-1-10）①确定拱形巷道的拱高三心拱：半圆拱圆弧拱：围岩稳定时，圆弧拱：或或学习情境一任务1巷道断面设计

分别计算架线的高度、人行道高度和安装管线的高度后，选用其中最大值，作为拱形巷道的的高度。

a、当采用架线式电机车运输时，按电机车架空线与巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m，悬吊绝缘子距电机车架空线的距离，每侧不得超过0.25m。直墙的高度计算如表1-1-15所示。学习情境一任务1巷道断面设计②确定拱形巷道的墙高

b、当用蓄电池机车或其它运输方式时，直墙高度应保证人行道在距壁100㎜处高度为1800㎜的范围，直墙的高度计算如表1-1-16所示。

C、顶部装设管线的主要运输巷道，当采用非架线矿车运输时，管子最下边应满足1800㎜的人行要求；顶部装设管线的主要运输巷道，采用架线式电机车运输时，还要求机车的电弓与管子距离不小于300㎜，直墙的高度计算如表1-1-17所示学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-15

架线式电机车运输时拱形巷道直墙的高度的计算表学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-16蓄电池机车运输时拱形巷道直墙的高度的计算表学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-17

顶部装设管线的拱形巷道直墙的高度的计算表学习情境一任务1巷道断面设计3）巷道的净断面面积学习情境一任务1巷道断面设计（1）矩形巷道净断面积式中：B—巷道净宽；H—巷道净高。（2）梯形巷道净断面积式中：B1、B2—巷道顶梁、底板处净宽；H—巷道净高。（3）半圆拱巷道式中：h2—渣面起巷道壁的高度（4）圆弧拱巷道（1-1-11）（1-1-12）（1-1-13）（1-1-14）式中：V——通过的风速，m/s；

Q——通过巷道的风量，m3/s；

S——巷道净断面面积，m2；

Vmax——巷道允许通过的最大风速，m/s;查表1-1-18Vmin——巷道允许通过的最大风速，m/s。查表1-1-18学习情境一任务1巷道断面设计4）风量验算巷道断面尺寸用风速验算的方法如下：（1-1-15）表1-1-18

《规程》对巷道风速的规定学习情境一任务1巷道断面设计1.2.3计算巷道设计和实际（计算）掘进断面尺寸学习情境一任务1巷道断面设计支护参数的选择道床参数的选择计算巷道实际掘进尺寸计算巷道设计掘进尺寸巷道设计掘进尺寸=巷道净尺寸+支架厚度+道床参数

巷道实际掘进断面尺寸=设计掘进断面尺寸+允许超挖值(矩形、梯形棚子)或变形量δ。作用：计算出巷道的掘进工程量和支护材料消耗量。

1）支护参数的选择（1）巷道支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题。有砌碹支护、棚式支护、锚喷支护等主要形式。学习情境一任务1巷道断面设计（2）支架参数的选择：是确定支护材料、背板以及喷层厚度或锚杆外露的长度等。（所有这些尺寸的选取方法，将在后面介绍）（1）选择道床结构与参数

有碴道床：道床中铺有较厚的道碴，在煤矿井下使用广泛。

无碴道床：适用于倾角较大的斜巷，此时应将底板铲平或在底板中挖槽，然后放置轨枕。在人推车运输的巷道中，往往采用无碴道床。

固定道床:多用于大型矿井运输量很大的主巷中，或大型斜井箕斗提升的线路上。学习情境一任务1巷道断面设计道床结构图见1-1-8道床参数见表1-1-19所示、2）确定道床参数图1-1-8道床结构及尺寸关系a—有碴道床；b—无碴道床学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-19

常用道床参数单位：㎜轨型kg/m主要运输巷及10°以下斜巷中巷及10°以上斜巷底板到轨面高度hc道碴高度hb碴面至轨面高度ha底板到轨面高度hc道碴高度hb碴面至轨面高度ha24、3315、18360320200180160140270220140不铺130学习情境一任务1巷道断面设计

（2）确定道碴参数

道碴的作用承受轨枕传下来的力，并将其分散给底板岩石;垫稳轨枕，使枕面保持平整。

道碴的参数多用不易风化而又坚固的岩石破碎而成，粒度以10～60mm为宜；轨枕下的道碴厚度不得小于50mm；轨枕埋入道碴的深度一般为枕高的1/2～2/3。学习情境一任务1巷道断面设计（3）选择轨枕与参数

学习情境一任务1巷道断面设计●常用的轨枕有木轨枕和钢筋砼轨枕两种。如图1-1-9所示。

图1-1-9轨枕图

a—木轨枕；b—钢筋混凝土轨枕●钢筋混凝土轨枕是广泛使用的轨枕它坚固耐用，取材制造方便，节约木材资源，不怕矿井水的侵蚀，不腐朽，使用寿命长，减少维护工作和维护费用。但弹性差，绝缘性能差，重量大，不易搬运强度大。轨枕的长度，一般取轨距的1.8～2倍作为轨枕的长度。当采用的轨距为600mm时，轨枕长度取1.2m；当采用的轨距为900mm时，轨枕长度取1.6m。轨枕规格见表1-1-20

。学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-20轨枕规格表学习情境一任务1巷道断面设计轨枕类型轨距mm轨型kg/m长度mm宽度（mm）高度mm上宽下宽木轨枕600111200-12010015-18-15012024-16014090015-181600-15012024-160140砼轨枕60011-2412001201501209001500120160130①钢轨是由轨头、轨腰和轨底构成，如图1-1-10所示。

图1-1-10钢轨图学习情境一任务1巷道断面设计（4）选择钢轨与参数运输方式或地点使用运输设备轨型箕斗斜井载重≥6吨箕斗载重≤6吨箕斗3824井底车场14t、10t、8t、7T机车18～24主要运输大巷无极绳绞车15采区上（下）山运煤上（下）山运料上（下）山1511地面生产系统—18～24表1-1-21煤矿窄轨技术特征学习情境一任务1巷道断面设计

②

煤矿窄轨铁道钢轨型号的选择应根据巷道的运输方式、运输设备类型、车辆运行速度和使用地点来确定。详见表1-1-21、表1-1-22所示。表1-1-22

矿井钢轨型号选用表轨型kg/m轨高Amm轨头宽Cmm轨底宽Bmm轨腰厚Dmm截面积cm2理论重量kg/m标准长度m3324181511120107909180.560514037321109280766612.510.9107742.531.2423.0718.8014.3133.28624.4618.0614.7211.2012.57～127～126～106～10学习情境一任务1巷道断面设计3）计算巷道设计和实际掘进断面尺寸

（2）三心拱巷道：查表1-1-24

notes：任选一个进行分析与讲解（3）半圆拱巷道：查表1-1-25（1）梯形巷道：查表1-1-23学习情境一任务1巷道断面设计（4）圆弧拱巷道：查表1-1-26

①计算锚杆支护巷道的断面尺寸锚杆支护巷道掘进尺寸可参照图1-1-11。计算公式见（1-1-12）和（1-1-13）学习情境一任务1巷道断面设计4）计算锚喷支护巷道的断面尺寸锚喷支护的巷道断面形状，若为主要巷道和采区集中巷道，则宜选用拱形，其它巷道可选用矩形、梯形或不规则形。

学习情境一任务1巷道断面设计图1-1-11锚杆支护巷道断面尺寸计算图(b)金属锚杆(c)木锚杆（a）锚杆支护巷道式中：H——巷道净高度，mm；

B——巷道净宽度，mm；

C——托板(梁)厚度及锚杆外露长度之和；金属锚杆C=m+h+L0

木锚杆C=m+L

m——铁或木托板(梁)的厚度(钢托板为5mm，铸铁托板15～25mm，木托板为50mm)；

h——螺帽高度，20～25mm；

L0——锚杆的螺尾外露长度，取20mm；

L——木锚杆外路长度，取50mm；

δ——考虑顶底板或两帮相对移动量、锚杆安装不准确等影响因素，取75mm。学习情境一任务1巷道断面设计计算掘进宽度（1-1-12）（1-1-13）计算掘进高度②喷射混凝土巷道断面尺寸的确定喷射混凝土支护厚度一般变化于50～200mm范围内。当岩层破碎或巷道跨度加大时，通常不增加支护厚度，而是用加设锚杆、钢丝网、配筋等方式来解决。喷射混凝土支护应设墙脚，其深度不小于100mm。学习情境一任务1巷道断面设计计算掘进高度：（1-1-15）（1-1-14）计算掘进宽度：式中：T—喷射混凝土的厚度，mm,

其他符号同前★水沟的断面积：根据水沟的坡度和流量来选择。砌碹大巷水沟参数见表1.1.27，锚喷巷道水沟参数见表1.1.28学习情境一任务1巷道断面设计1.2.4水沟布置与尺寸★巷道水沟布置位置：通常布置在人行道一侧；只有在特殊情况下，才将水沟布置在轨道下面或巷道非人行道一侧。水沟一侧距棚腿不应小于300mm；水沟中心线距轨道中心线的距离不应小于1100mm。★水沟的断面形状：一般为梯形★巷道水沟的坡度：在平巷中，水沟坡度一般为3～5‰，或与巷道坡度相同，但不应小于3‰；巷道中横向水沟坡度，不宜小于2‰。

1）管线布置图为煤矿生产与安全需要，巷道内要布置一系列管道与电缆线，如压风管、水管、抽放管、动力电缆、通讯电缆、照明电缆等，如图1-1-12所示。图1-1-12管道吊挂图学习情境一任务1巷道断面设计1.2.5布置管线2）管线布置的具体要求（1）拱形巷道管道布置在人行道一侧的上部；梯形巷道宜将管道布置在棚腿的下部，最好与动力电缆不在一侧。（2）如果管道布置在水沟上方，应不妨碍水沟的清理维修。（3）任何管道或电缆都应距运行车辆外缘≥250mm的间距。（4）动力电缆与信号电缆一般不宜在同一侧布置，如必须布置在同一侧，则应相距≥

300mm，以防磁场干扰。（5）电缆悬挂高度，应使矿车万一掉道时不致撞击电缆；在电缆坠落时不致落在管道上或运输机上；两电缆的悬挂点相距≯3m；两电缆上下间距≮50mm。学习情境一任务1巷道断面设计（6）电缆与水管、风管同侧敷设时，电缆应悬挂在管道的上方，并相隔≥300mm以上的距离。（7）在电缆易被砸落的情况下，电缆的悬挂宜用不十分坚固钩带，以使一旦电缆被砸时，只是电缆落下，而不致砸断电缆。（8）有煤尘瓦斯突出的煤层中的回风巷，禁止设置动力电缆。（9）电机车架空线悬挂高度距轨面水平≮2000～2200mm，与拱或顶梁的间距≮

200mm。学习情境一任务1巷道断面设计1．3断面设计案例学习情境一任务1巷道断面设计1．3．1拱形巷道锚喷支护设计示例某矿年设计生产能力为30万吨，主要运输石门采用ZK7-6/250架线式电机车、1吨固定式矿车运输。石门穿过岩层为砂岩，坚固性系数为f=4～6，通过的最大风量38m3/s，井下最大涌水量为100m3/h，正常涌水量为60m3/h，石门中布置一趟直径为φ100mm的压风管（法兰盘φ160mm）；一趟直径为φ50mm的洒水管，两条动力电缆，三条通讯及1条照明电缆，石门服务年限28年。试设计其双轨直线段的巷道断面。

设计思路：选择巷道断面形状—计算净断面尺寸—计算巷道掘进、实际断面尺寸—巷道工程量及材料消耗量计算—选择水沟断面—绘断面图

1．选型石门断面形状半圆拱断面和锚喷支护巷道

2．石门净断面尺寸的确定

1）巷道净宽B

（1）确定运输设备尺寸

ZK7-6/250架线式电机车尺寸比矿车大。其宽度A1＝1060mm；高度h＝l550mm。机车架线高h4＝2000mm。学习情境一任务1巷道断面设计（2)确定安全间隙轨轨道中心距b＝1300mm。故电机车之间的间隙为：240＞200mm，符合安全要求。（3）巷道净宽B＝a+b+c＝3600mm。2）巷道壁高h3①按导电弓要求：h3=h4+hc-＝1462mm②按行人要求：h3=h5+hb-＝l155mm③按管道布置要求：必须满足机车与导电弓距管道的安全间隙。

h3=h5+h7+hb-

=1392mmh3=h5+h7+hb-

=1455mm学习情境一任务1巷道断面设计3）计算净周长及净断面积（1）净周长P:P=2.57B+2h2=12.1m（2）净断面积S:S=B(0.39B+h2)=10.2m2（3）用风速要求校核净断面

V==3.73m／s＜8m/s，符合要求3．计算巷道掘进断面与相关尺寸１）确定支护参数喷射混凝土厚度T1=100mm；钢筋直径φ=14mm；锚杆长度1.65m；锚深L=1.6m；锚杆排、间距D=800mm；锚杆外露长度T2=50mm；锚喷总厚度T=T1=100mm。２）设计掘进宽度：Bl=B+2T=3600+2×100=3800mm３）计算掘进宽度：B2=B1+2δ=3950mm４）巷道设计掘进高度：H1=H+T+Hb＝3500mm５）巷道计算掘进高度：H2=H1+δ=3575mm６）设计掘进断面：Sl=Bl(0.39B1+h3)=11.7m2７）计算掘进断面：S2=B2(0.39B2+h3)=12.4m2学习情境一任务1巷道断面设计4．巷道工程量及材料消耗量计算（1）每米巷道计算掘进体积：V2=S2=12.4m3（2）每米巷道墙脚掘进体积：V3=0.2(T+δ)=0.2(0.1+0.075)=0.04m3（3）计算锚杆消耗量的周长：P1=10.57B2+2h3=1.57×3.95+2×1.6=9.40m（4）锚杆间距：D=0.8m（5）每米巷道锚杆数：N=根（6）每米巷道喷射混凝土：V′=1.57(B2-T1)Tl+2h3Tl=1.57(3.95-0.1)0.1+2×1.6×0.1=0.93m3。（7）每米巷道锚杆消耗：G=Ng式中g——每根锚杆重量，根据钢筋φ14mm，长1.65m，g=1.997kg，故G=14×1.997=27.95kg（8）每米巷道锚孔注砂浆量：V4=NLφ式中φ——为锚杆孔注砂截面积，约0.0013m2。故V4=14×1.6×0.0013=0.029m3。（9）每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B+2h2=l.57×3.6+2×1.42=8.5m2学习情境一任务1巷道断面设计5．选择水沟断面依据巷道通过的水量100m3／h和石门坡度3‰，查表1．1．28可选用2号水沟，其规格：净宽B=400mm；深H=400mm；净断面0.160m2；掘进断面0.203m2。6.绘制石门施工图及配套表格见图1-1-13，见表1-1-23学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-13石门施工图及特征表学习情境一任务1巷道断面设计巷道特征围岩类别断面，m2设计掘进尺寸mm喷射厚度mm锚杆，mm净周长m净设计掘进宽B1高H1型式外露长度排列方式间排距锚深直径Ⅲ10.211.738003500100钢筋砂浆50矩形80016001412.1每米巷道工程量及材料消耗围岩类别计算掘进工程量m3锚杆数量(根)材料消耗量粉刷面积m2喷射材料m3锚杆托板钢丝网kg/m2巷道墙脚钢筋kg木(根)注沙浆m3铁kg木(块)Ⅲ12.40.0414.00.9327.950.0298.5学习情境一任务1巷道断面设计表1-1-23

巷道特征与材料消耗表巩固与提高1．列表说明岩石的物理性质，并分析其在实际工程中的应用？2．依据围岩的稳定性分类，分析在工程中的实际应用。3．巷道断面设计的基本原则是什么？4．画框图表示巷道断面设计的内容与基本步骤。5．选择巷道断面形状应考虑哪些因素？6．轨距、轨型的意义与如何选择？7．巷道的宽度如何确定？8．当巷道尺寸确定后，为什么还要用通过巷道的风速来验算？9．简述巷道中的各种管、线布置的要求？学习情境一任务1巷道断面设计学习情境一水平巷道施工任务2施工准备

主要教学内容

◆钻眼设备和装岩设备的选择。◆支护材料和支护方式的设计与选择。◆施工组织方式和安全检查。学习情境一任务2

施工准备任务2施工准备学习情境一任务2施工准备（1）会选择钻眼施工设备，并能操作（2）会选择装岩设备，并能操作（3）能选择支护材料（4）能完成支护设计（5）能完成安全检查任务★能力目标教学目标：能力目标、知识目标、素质目标(1)能陈述施工设备的构造与工作原理(2)熟悉施工设备的主要性能(3)能陈述锚喷支护的原理、支护的基本形式(4)能合理选择支护方式，并分析支护其支护效果★知识目标学习情境一任务2施工准备

素质目标（1）做人的素质：“与人交流”、、“与人合作”、“诚实为人”（3）提高素质：“自学能力”、“技术创新”（2）做事的素质：“技术应用”、“信息处理”、“分析问题”（4）政治素质：“关心同学”、“关心班集体”学习情境一任务2施工准备实训任务实训1：依据给定条件，选择凿岩机、煤电钻、装岩设备。实训2：操作与维护凿岩机、煤电钻、装岩设备。实训3：分组讨论支护材料的特点与发展方向。实训4：依据给煤巷或岩巷断面条件与岩石性质，确定锚杆支护参数。学习情境一任务2施工准备巷道掘进破岩的方法：机械破岩与钻眼爆破破岩两种。目前主是钻眼爆破破岩。钻眼机械按使用的动力不同可分为：风动凿岩机、电动凿岩机、液压凿岩机和内燃凿岩机，目前主是使用风动凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机。钻眼机械按破岩机理可分为：冲击式、旋转式和旋转冲击式三类。目前主是使用冲击式和旋转式。Notes:在岩巷施工中，主要采用冲击式风动凿岩机钻眼；在煤和软岩巷施工中则主要采用旋转式煤电钻钻眼。学习情境一任务2施工准备2.1钻眼设备选择

2.1.1冲击式风动凿岩机1)手持式凿岩机：需要人力支撑与推进，劳动强度大，可以钻凿任意方向的炮眼；主要在立井掘进中使用。2)气腿式凿岩机：在机身下有一个气腿，起支撑与推进作用，操作灵活，适应性强，使用最为广泛；主要用于钻凿水平和倾斜巷道的炮眼。3)向上式（伸缩式）凿岩机：尾部固定有一个可伸缩的气腿，它既是支架又是推进器，可以自下向上钻凿于水平成60°～90°的炮眼；主要用于钻掘进反井、煤仓及顶板锚杆眼。4)导轨式凿岩机：由于重量大，冲击力大，需要与凿岩台车（钻车）或凿岩柱架配套使用；可钻凿水平及各种方向的炮眼；主要用于大断面巷道的施工。学习情境一任务2施工准备风动凿岩机破岩原理凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩原理（钻孔形成过程）如图1-2-1所示。学习情境一任务2施工准备图1-2-1冲击破岩原理图1-2-2aYT-23型气腿式凿岩机学习情境一任务2施工准备风动凿岩机构造⑴风动凿岩机类型虽多，但其结构大同小异。现以YT-23型凿岩机为例，说明其构造和功能。⑵YT-23型凿岩机外形如图1-2-2a、b所示。主机由柄体、缸体和机头三个部件组成，利用两根螺杆固装在一起。

图1-2-2bYT-23型气腿式凿岩机

1—凿岩机主机；2—钎子；3—水管；4—压气软管；5—气腿；6—注油器学习情境一任务2施工准备图1-2-2bYT-23型气腿式凿岩机1—凿岩机主机；2—钎子；3—水管；4—压气软管；5—气腿；6—注油器2.1.2冲击式电动凿岩机电动凿岩机是以电作动力,将电动机的回转运动转换为往复冲击运动，常采用的结构形式有偏心块式与活塞压气式两种。电动机为矿用隔爆水冷式，可用于煤矿井下。2.1.3液压凿岩机

手持式液压凿岩机（小型）：冲击能量较小，主要是用来代替传统的风镐，大多数与小型挖掘—装载机、液压工程车等配套使用；

机载式液压凿岩机（大型）：以液压挖掘机的反铲作业装置为基础，将反铲斗换装成凿岩机进行工作，由挖掘机驾驶员在驾驶室内进行操作。

液压凿岩机：润滑条件好；钻速高，比风动凿岩机钻速提高2倍多；没有排气，消除了排气噪音，消除了水雾油雾，环境得到改善。它可以钻较深和直径较大的炮眼。QL-Y28液压凿岩机见1-2-3图。学习情境一任务2施工准备图1-2-3QL-Y28液压凿岩机学习情境一任务2施工准备图1-2-3QL-Y28液压凿岩机2.1.4凿岩机的使用与维护

学习情境一任务2施工准备（1）新凿岩机，使用前必须拆卸清洗。（2）向自动注油器注入润滑油。（3）检查工作地点的风压和水压。（4）使用钎子是否符合质量要求，不合格的禁止使用。（5）风管接入凿岩机，应放气将关内污物吹出。1)开机前的准备工作

（6）将钎尾插入凿岩机头，用力顺时针转动钎子，如果转不动，说明机器内有卡塞现象，应及时处理。（7）拧紧各联接螺栓，开风检查推进器的运转情况，运转正常才能开始工作。（8）导轨式凿岩机应架好支柱，并检查推进器的运转情况，气腿式凿岩机和向上式凿岩机必须检查其气腿的灵活程度等情况。（9）对液压凿岩机应要求液压系统有良好的密封性，以防止液压油被污染，以保证液压油有恒定的压力。学习情境一任务2施工准备

（1）控制转动速度开眼时应慢速转动，待孔的深度到达10～15mm以后，再逐渐转入全速运转。在凿岩过程中，要按孔位设计使钎杆直线前进，并位于孔的中心。（2）合理的轴推力轴推力过小，机器产生回跳，振动增大，凿岩效率降低；轴推力过大大，钎子顶紧眼底，使机器在超负荷下运转，易过早磨损零件，使凿岩速度减慢。（3）卡钎处理凿岩机卡钎时，应减少轴推力，即可逐步趋于正常。学习情境一任务2施工准备2)工作时的注意事项（4）经常观察排粉观察排粉情况，保持正常排粉量。（5）调节好注油量要注意观察注油的储量和出油情况。无油作业时，容易使零件过早磨损。当润滑油过多时，会造成工作面污染。（6）注意听机器的声响操作时应注意机器的声响，观察其运转情况，发现问题，及时处理。（7）注意钎子的工作状态出现异常如弯曲、裂隙等，及时更换。学习情境一任务2施工准备（8）操作向上式凿岩机时应注意气腿的给气量防止凿岩机上下摆动造成事故。手握机器时不能过紧更不能骑在气腿上以防止伤人损机。（9）避免顶板事故要注意岩石情况，沿层理、节理和裂隙穿孔，禁止打残眼，随时观察有无冒顶、片帮的危险。（10）正确使用开孔功能开孔是用降低了的冲击压力和固定的推进压力来完成的。学习情境一任务2施工准备(1)合理选择与正确使用凿岩机司机操作要熟练，并要加保养与维修凿岩机，保证凿岩机正常运转。(2)保证风压工作面风压应不低于0.5Mpa。实践表明，风压提高或降低0.1Mpa，相应的钻速就能提高或降低30%左右。风压过高不好，它会引起凿岩机剧烈振动，使零部件磨损加快、耗气量增大。学习情境一任务2施工准备3)提高凿岩效率的主要措施(3)合适的轴向推力。(4)正确确定眼径和眼深炮眼直径和深度加大，钻速必然下降，气腿式岩机适合的炮眼直为38～46mm，眼深不宜超过5m。(5)改善劳动组织提高凿岩的时利用率，减小辅助作业时间。(6)快速排除故障学习情境一任务2施工准备（1）煤电钻的构造：由电动机、减速器、手柄、散热风扇和外壳组成。（2）煤电钻的防爆：煤电钻的外壳用铸铝合金制成，要求严密隔爆，壳外设有轴向散热片、由风机冷却。手柄上设有开关扳手，手柄包有绝缘橡胶，以防触电。（3）防尘：为了降尘，制成中孔供水湿式煤电钻。MZ-12S型煤电钻属矿用隔爆型，钻眼时，由供水开关控制，通入适量清水，经空心麻花钻杆，在钻杆端部的空心钻头处喷水，喷水后其平均粉尘浓度仅为干式钻眼时粉尘浓度的5%。（4）煤电钻适用条件：在煤层和f＜4的软岩中钻眼。学习情境一任务2施工准备2.1.5旋转式钻眼工具1)煤电钻如图1-2-4所示。钎刃在轴向压力P的作用下侵入岩石，同时钎刃不停地旋转，旋转力矩M推动钎刃向前切削岩石。在P和M的共同作用下，孔底岩石连续沿螺旋线破坏，切削下来的岩石碎屑，沿着钎杆的螺旋沟排出或用压力水排除。学习情境一任务2施工准备图1-2-4旋转式钻眼破岩原理2)破岩原理（1）轴推力与钻速的关系（2）转数对钻速的影响（3）推力和转速与所消耗的功率和钻速的关系学习情境一任务2施工准备3)影响旋转式钻眼速度的因素

学习情境一任务2施工准备2.2装岩设备选择装岩与调车是巷道掘进中比较繁重的工作。一般情况下，装岩时间约占掘进循环时间的35～50%，因此，提高装运综合机械化水平及其生产率，是实现快速掘进的主要措施之一。2.2.1选择装岩设备工作面爆破并经通风将炮烟排除后，即可进行装岩。装岩前必须检查顶板、两帮，清除悬石，修理支架，检查电力供应线路，清理轨道，使工作面处于安全状态。常用的岩石装岩机有耙斗式装岩机、铲斗式装岩机、蟹爪式装岩机等。1）耙斗装岩机（1）结构和适用范围

耙装机:耙斗、绞车、机体和辅助设备等组成，使用情况见图1-2-5a、b。

耙斗装岩机的特点：结构简单，操作方便、生产率高，易于修造，成本低，以电为动力，轨轮行走。适用条件：净高2.2m、宽2.0m以上的水平巷道或倾角小于30°的倾斜巷道，使用广泛。学习情境一任务2施工准备图1-2-5a耙斗装载机图1-2-5b耙斗装载机装岩示意图

1—连杆；2—主、副滚筒；3—卡轨器；4—操纵手把；5—调整螺丝；6—耙斗；7—固定楔；8—尾轮；9—耙斗钢丝绳；10—电动机；11—减速器；12—架绳轮；13—卸料槽；14—矿车学习情境一任务2施工准备图1-2-5b耙斗装载机1—连杆；2—主、副滚筒；3—卡轨器；4—操纵手把；5—调整螺丝；6—耙斗；7—固定楔；8—尾轮；9—耙斗钢丝绳；10—电动机；11—减速器；12—架绳轮；13—卸料槽；14—矿车

学习情境一任务2施工准备2）操作与使用（1）装岩前，固定耙斗机：先用耙斗机上的四个大卡轨器，将装载机固定在轨道上。（2）装设固定楔，挂上尾轮：放炮后在工作面打好上部眼，在炮眼内或另打眼装设固定楔，挂上尾轮，准备耙岩。（3）耙岩与装车：司机压紧主绳滚筒操作把手，此时主绳滚筒转动，副滚筒从动，牵引耙斗耙取矸石至卸料槽，卸入矿车。随后再压紧副绳滚筒的操纵手把，此时副绳滚筒转动，主绳滚筒从动，耙斗空载返回工作面，重复装岩。

学习情境一任务2施工准备（3）楔子的固定方法。硬岩固定楔长一般为400～500㎜，由45号钢制的楔体和紧楔组成，软岩固定楔长为600～800㎜，它是由带楔头的钢丝绳套与紧楔组成(图1-2-10)，这种楔子具有较大的锚固力，可用于f<4的软岩石亦可在硬岩中使用。楔眼应高于岩堆800～1000㎜，其眼数视巷道宽度而定，眼距l.0m左右。眼深应比楔子长50～100㎜,并向下略带5～10°倾角，以防楔子拔出。Notes：（1）为了提高装岩生产率，在调车时间，可将矸石耙至簸箕口前，待空车到达后，即可装载。（2）耙取巷道两侧岩石时，只需移动尾轮位置即可，尾轮用钩挂在固定楔上。铲斗装岩机有后卸式和侧卸式两大类。侧卸式铲斗装岩机是一种较先进的装岩机。学习情境一任务2施工准备2)铲斗装岩机①结构与操作结构：由装载提升机构，回转机构，轮式行走机构和操作系统四部分组成(图1-2-6)。②装岩机的适用范围这类装岩机主要用于井下水平岩石巷道装载，亦可用于倾角在8°以下的倾斜巷道。(1)后卸式铲斗装岩机学习情境一任务2施工准备

1—铲斗；2—斗柄；3—弹簧；4、10—稳绳；5—缓冲弹簧；6—提升链条;7—导轨;8—回转底盘;9—回转台图1-2-6铲斗后卸式装岩机

学习情境一任务2施工准备2）侧卸式铲斗装岩机（1）主要性能

采用了履带行走机构：克服了上述后卸式装岩机在轨道上行走，装岩面宽度受限制的缺点；

机体稳定性好：可在小倾角的上、下山使用；

能一机多用(装岩、铲底、辅助安装支架等)：改变了斗型和卸载方式，克服了对装岩块度要求严，卸载时粉尘大的缺点。（2）装岩机的型号及适用范围

主要型号：国产侧卸式装岩机有ZC-l型和ZLC-60型。其中ZLC-60型是针对ZC-l型使用中暴露出的稳定性不够好；工作机构提升油缸布置不合理，行走部一些零件磨损较快等问题进行改进后的产品。结构如图1-2-7a、b所示。适用范围：该机适用于宽度大于或等于4m，高度大于或等于3.5m的巷道。学习情境一任务2施工准备图1-2-7aZLC-60型铲斗侧卸式装岩机学习情境一任务2施工准备图1-2-7bZLC-60型铲斗侧卸式装岩机学习情境一任务2施工准备图1-2-7bZLC-60型铲斗侧卸式装岩机

学习情境一任务2施工准备3．蟹爪式装载机①蟹爪装岩机的性能和使用范围

性能：有连续装载，且有转载运输机，可与大容量的运输设备配套，减少辅助时间，提高装岩效率。

适用条件：适用于7m2以上断面的水平岩巷，可装载f≦12～16的岩石，岩石块度在500mm以下为宜。②结构和工作原理结构由蟹爪、履带行走部、转载输送机、液压系统和电气系统等组成(图1-2-8)。装载机前端的铲板上设有一对蟹爪，在电动机或液压马达驱动下，连续交替扒取矸石，并经刮板输送机运到机尾胶带输送机上，而后再装入运输设备。图1-2-8ZYZ-60型蟹爪式装岩机

学习情境一任务2施工准备1）提高司机操作技术，加强维修与保养2）要提高装载机的工时利用率3）要严格按照爆破图表作业4）合理确定装岩、运输机械作业线学习情境一任务2施工准备2.2.2提高岩石装运效率的措施

notes:在掘进实训基地完成蟹爪式装岩机的操作实训2.3.1水泥水泥是人工制造的一种水硬性的胶结材料。水泥的品种很多，应用较多是硅酸盐类水泥，常用的品种有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。1）水泥矿物成分及性质见表1.2.1。2）水泥选择的主要性能指标

水泥标号:以水泥标准试件28d的抗压强度作为水泥的标号。有275、325、425、525、525、725等型号。但3d、7d和28d的抗折强度不得低于表1.2.2的规定。

水泥的密度:是指单位体积水泥的质量。其密度一般为3100～3200kg/m3。学习情境一任务2施工准备2.3支护材料选择支护材料：木材、石材、金属材料、混凝土等。表1.2.1水泥熟料矿物成分及性质矿物名称及化学成分所占的百分数性质凝化硬程度水化热量强度硅酸三钙（3CaOSiO2）硅酸二钙（2CaOSiO2）铝酸三钙（3CaOAl2O3）铁铝酸四钙(4CaAl2O3Fe2O3)37%～60%15%～37%7%～15%10%～18%快慢最快快大小最大中高早期低后期高最低中学习情境一任务2施工准备

标准稠度的需水量：是指水泥浆在一定时间达到标准稠度所需的拌水量，用加水量占水泥的百分数表示。