第四講 井巷機械化掘進

1、井巷設(shè)計優(yōu)化與施工新技術(shù)井巷設(shè)計優(yōu)化與施工新技術(shù)第四講第四講 井巷機械化掘進井巷機械化掘進井巷機械化掘進井巷機械化掘進 湖湖 南南 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院 曾曾 憲憲 桃桃（博士、教授、博士生導(dǎo)師）（博士、教授、博士生導(dǎo)師）二零一零年八月二零一零年八月F 鑿巖機分類鑿巖機分類 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 類別風(fēng)動鑿巖機電動鑿巖機 液壓鑿巖機 內(nèi)燃鑿巖機 潛孔鑿巖機 潛孔鉆機 動力源 壓縮空氣 電動機 高壓液體 汽油機 壓縮空氣 類型 手持式 手持式 支腿式 手持式 導(dǎo)軌式 氣腿式 支腿式 輕型導(dǎo)軌式 向上式 導(dǎo)軌式 重型導(dǎo)軌式 導(dǎo)軌式 井巷機械化掘進井巷機械化掘進yt24氣腿式鑿巖機氣腿式鑿

2、巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進履帶式液壓鑿巖機ql-y28型液壓鑿巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進電動鑿巖機電動鑿巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進高風(fēng)壓履帶潛孔鑿巖機swdb90型潛孔鑿巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進7c內(nèi)燃式單缸鑿巖機內(nèi)燃鑿巖機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 g10風(fēng)鎬b67風(fēng)鎬 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 水 槍F環(huán)形鉆架類型及主要技術(shù)特征環(huán)形鉆架類型及主要技術(shù)特征 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 型號 FJH5.0 FJH5.5 FJH6.0 FJH6.5FJH7.0 適用井筒凈直徑（米） 5.05.56.06.57.0環(huán)形軌道外徑（毫米） 4700520057006

3、2006700懸臂軌道數(shù)（個） 44566懸臂軌道弦線長（毫米）17502000225022502500跑車數(shù)量（臺） 1220 1625 配套鑿巖機型號 YT24或其它型氣腿式鑿巖機 氣腿行程（毫米） 12501320總重（千克 槽鋼工字鋼 310034003900460048002200注：總重不包括鑿巖機及氣腿重量。 F傘形鉆架類型及主要技術(shù)特征傘形鉆架類型及主要技術(shù)特征井巷機械化掘進井巷機械化掘進 技術(shù)特征 單位 FJD6 型FJD9 型備注支撐臂個數(shù) 個33支撐臂支撐范圍（直徑） 米56.84.99.5動臂個數(shù) 個69動臂工作范圍 水平擺動角 度12080垂直炮眼的圈徑范圍米1.34

4、6.81.648.6配用鑿巖機；型號 臺YGZ70 YGZ70 釬尾25159毫米 數(shù)量 69注：FJD6型傘形鉆架，支撐臂加長后，支撐范圍可到7.5米。 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 傘形鉆架F鑿巖臺車類型及主要技術(shù)特征鑿巖臺車類型及主要技術(shù)特征 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 類型 特點使用范圍掘進鑿巖臺車 雙鉆臂、三鉆臂或多鉆臂同時鑿巖。軌輪、輪胎或履帶行走機構(gòu)。驅(qū)動力為風(fēng)動、液動或柴油機。 巖石平巷、隧道涵洞和地下工程掘進時炮眼的鉆鑿工作。采礦臺車 單鉆臂或雙鉆臂同時鑿巖。輪胎式行走機構(gòu)。驅(qū)動動力主要為風(fēng)動 。 金屬礦山、井下采礦場和大型硐室中、深炮眼的鉆鑿作業(yè)。錨桿臺車 鉆臂鑿巖。輪軌

5、式、輪胎式行走機構(gòu)。動力為風(fēng)動、電動 鉆鑿巷道、硐室錨桿眼和安裝錨桿作業(yè)F掘進鑿巖臺車的技術(shù)特征掘進鑿巖臺車的技術(shù)特征 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 項目型 號CGJ2202型（新）CGJ5003型（新）CTJ7002（新）CTJ7003（新）CTJ7003N型 CGJ-2Y型 Yz型 CGJ2型（舊）CGJ3型（舊） CTJ-2型（舊） CTJ-3型（舊） 配用鑿巖機型號YGP26型 YG35型YGZ70型YGZ70型YGZ70型YYG80型YTP26型 YG40型 風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機YT24型 EZ-2.0型 風(fēng)動鑿巖機 巖石電鉆 F圓盤式鑿巖臺架

6、車的主要技術(shù)特征圓盤式鑿巖臺架車的主要技術(shù)特征 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 技術(shù)特征型 號FJY25型TJ25型 外形尺寸（長寬高)（毫米） 172516752050 172510002340 配用鑿巖機型號 YG80YGZ90最大高度（毫米） 35003320適用巷道斷面（平方米） 2.52.5332.52.533 接桿長度（米） 1.21.2推進馬達功率（馬力） 1推進器推進力（千克） 315600800 注油器注油量（升） 5.05.0總進風(fēng)管內(nèi)徑（毫米） 38進水管內(nèi)徑（毫米） 19制造廠天水燎原風(fēng)動工具廠南京戰(zhàn)斗機械廠 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 全電腦控制鑿巖臺車鑿巖臺車F鉆裝

7、機的類型鉆裝機的類型 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 類型 特點使用范圍耙斗型鉆裝機 在耙斗巖機上安設(shè)巖鉆臂。鉆臂打眼，耙斗裝巖。工作面巖壁掛斗或?qū)Ｓ脩冶蹝於罚叶沸遁d或刮板機轉(zhuǎn)載，軌輪行走或履帶行走。國內(nèi)鉆裝機大多采用這種型式 。大中型斷面巖石平巷 蟹爪型鉆裝機 在蟹爪裝巖機上安設(shè)鑿巖鉆臂，鉆臂打眼，蟹爪裝巖，裝巖時支臂折疊收起，刮板機轉(zhuǎn)載，履帶行走 中等以上斷面巖石平巷 鏟斗型鉆裝機 在鏟斗型裝載機上安設(shè)鉆臂，鉆臂打眼，后卸式或側(cè)卸式鏟斗裝巖，鉆臂為快速裝拆結(jié)構(gòu)，裝巖時，鉆臂拆下，掛到頂板吊軌上。軌輪行走或履帶行走 大中型斷面巖石平巷 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 螺旋鉆裝機巖巷鉆裝機F立井

8、轉(zhuǎn)載機械（抓巖機）的分類立井轉(zhuǎn)載機械（抓巖機）的分類 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 分類依據(jù)類別分類依據(jù)類別按抓斗容積分 輕 型 斗容0.2立方米以內(nèi)中 型 斗容0.5立方米以內(nèi)重 型 斗容0.6立方米以上按機器操縱方式分 手動操縱機械化操縱縱自動化控制 按及其結(jié)構(gòu)特點和安裝方式分靠壁式中心回轉(zhuǎn)式環(huán)形軌道式長繩懸吊式按驅(qū)動動力分 氣動電動液壓（氣動-液壓和電動液壓） 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 靠壁式抓巖機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 中心回轉(zhuǎn)式抓巖機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 環(huán)形軌道式抓巖機長繩懸吊式抓巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進 NZQ20.11抓巖機 F國外立井裝巖設(shè)備的特

9、點與使用情況國外立井裝巖設(shè)備的特點與使用情況井巷機械化掘進井巷機械化掘進 特 點使用情況抓斗容積大使用最多的為0.40.85立方米，最大為1.25立方米 機械化水平高，生產(chǎn)能力大 均為機械操作，有的實行遙控。裝巖生產(chǎn)率一般為50100米3/時，最高為400米3/時 裝巖設(shè)備的類型多環(huán)形軌道式生產(chǎn)率高，適用于大直徑井筒中心回轉(zhuǎn)式生產(chǎn)率不及環(huán)形軌道式高靠壁式生產(chǎn)率類似中心回轉(zhuǎn)式“科萊德曼”式適應(yīng)于不同直徑和不同形狀的井筒鏟斗式裝巖機反鏟式有十種不同長度的鏟臂和機臂履帶式 一般認為只適用直徑5.86.7米的井筒，不適用于深井，涌水量大和巖石松軟的井筒抓斗式樣不一雙抓片抓斗美國的“克拉姆歇爾”、“瑞德

10、爾”、“克萊德曼”和瑞士的“阿利拉”以及蘇聯(lián)的BM-1型抓巖機屬此型雙抓片抓斗生產(chǎn)率低，適用于抓取松軟的巖石 多抓片抓斗使用較廣泛，抓片數(shù)多在48片多種動力驅(qū)動裝巖設(shè)備的動力有液壓、電動、風(fēng)動等形式 F巷道裝載機的分類巷道裝載機的分類井巷機械化掘進井巷機械化掘進 特 征類 型按工作機構(gòu)取料構(gòu)件名稱分按用途分平巷裝載機、斜巷裝載機、裝煤機、裝巖機 按行走方式分 軌輪式、履帶式、膠輪式 按驅(qū)動動力分 電動、風(fēng)動、液壓、內(nèi)燃 按工作機構(gòu)的動作的連續(xù)性分 間歇式、連續(xù)式 按工作機構(gòu)取料方式分 上取式、底取式、側(cè)取式 按物料的卸載方式分 直接卸載的、帶轉(zhuǎn)載運輸機的、帶轉(zhuǎn)載斗車的、帶貯料斗的、無貯料斗的

11、井巷機械化掘進井巷機械化掘進 z-20wz-30w鏟斗后卸式裝巖機 z-20aw鏟斗后卸式裝巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進 煤礦用側(cè)卸式裝巖機 側(cè)卸式裝巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進 30b(a)型耙斗裝巖機 p-60b型耙斗裝巖機井巷機械化掘進井巷機械化掘進 蟹爪式裝巖機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 zby-100煤礦用扒斗裝巖機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 蟹爪立爪式裝巖機 F轉(zhuǎn)載設(shè)備類型轉(zhuǎn)載設(shè)備類型 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 類型斗式轉(zhuǎn)載礦車 膠帶轉(zhuǎn)載機 梭式礦車 特點 分橋式、支撐式、懸掛式、門框支撐浮放軌道式、以及多機搭接作業(yè)的膠帶轉(zhuǎn)載車等。電動、作業(yè)連續(xù)，轉(zhuǎn)載能力大、效

12、率高 作業(yè)連續(xù)，轉(zhuǎn)、運、卸設(shè)備合一轉(zhuǎn)載能力大，卸載方式多樣使用條件 適于中小型礦井的巷道掘進轉(zhuǎn)載。金屬礦山使用較多 適用于大中型礦井巷道掘進轉(zhuǎn)載，單機的不適于拐彎多的巷道適用于大中型礦井巷道掘進轉(zhuǎn)載 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 斗式轉(zhuǎn)載列車 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 膠帶轉(zhuǎn)載列車 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 梭式礦車 梭式礦車 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 錨桿機砂漿錨桿注眼器 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 ksp-5型濕式混凝土噴射機hpc-v型潮式混凝土噴射機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 混凝土攪拌機C 系列混凝土攪拌機F掘進機和鉆井機的類型及技術(shù)特征掘進機和鉆井機的類型及技術(shù)特

13、征 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 名 稱類 型 掘進機部分斷面掘進機 巖巷全斷面掘進機 鉆井機立井鉆機 反井鉆機 盲井鉆機 F反井鉆機反井鉆機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 bmc600反井鉆機1000-h反井鉆機F部分斷面巷道掘進機部分斷面巷道掘進機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 巨鼠型掘進機懸臂式掘進機F部分斷面巷道掘進機部分斷面巷道掘進機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 AM-50型掘進機ebz-160hn掘進機F部分斷面巷道掘進機部分斷面巷道掘進機 井巷機械化掘進井巷機械化掘進 全斷面巖石掘進機井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工階段的回顧 第一階段為自50 年代初, 掘進工作面沿

14、用手把釬的原始操作方式, 進度慢、安全差,運輸工具一般多是0. 75t V 型礦車, 人工裝車、人工推車或馬拉。第一個五年計劃期間,學(xué)習(xí)蘇聯(lián), 引進了OM 2506 風(fēng)鉆(即國產(chǎn)的01230 風(fēng)鉆的原型) 和正裝后卸式鏟斗裝巖機, 初步形成了巖石平巷施工的初始配套模式, 實現(xiàn)了巖巷掘進的第一次飛躍, 施工進度月平均水平提高到50m 左右。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工階段的回顧第二階段為60 年代至70 年代初期, 這個時期掘進技術(shù)有了新的發(fā)展。氣腿式風(fēng)鉆研制成功, 濕式鑿巖得到普遍推廣, 臨時金屬支架代替了木支架, 實現(xiàn)了一次成巷, 運輸使用了2. 5t 蓄電池電機車。煤炭部及時

15、總結(jié)了巖巷掘進16 項經(jīng)驗, 并組織傳播隊, 在全國推廣; 組織開展了等級隊、突擊隊等活動, 開展競賽, 巖巷月進度有較大的增長, 巖石平巷的月平均成巷進度上升到60 80m 的水平。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工階段的回顧第三階段為70 年代后期到現(xiàn)在。首先錨噴支護技術(shù)在巖巷得到了較普遍的應(yīng)用, 大大簡化了巷道施工工藝。隨之, 我國開始吸收世界各國的先進裝備與技術(shù), 發(fā)展機械化配套。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工階段的回顧 第四階段在全面吸收國外先進巷道掘進技術(shù)的基礎(chǔ)上，大力開展快速掘進技術(shù)研究。破巖以光面爆破技術(shù)為主，配合以錨桿支護、錨噴支護等支護方式，裝巖以鏟斗后

16、卸式裝巖機、耙斗式裝巖機，配合轉(zhuǎn)載機及大噸位礦車，實現(xiàn)了“破、通、裝、運、支”的機械化施工，成行速度有明顯提高，但與立井快速施工相比有一定的差距。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工方案 1. 多臺高效氣腿式鑿巖機、大型耙斗裝巖機、平板橫移式調(diào)車盤(或皮帶轉(zhuǎn)載機)、電機車調(diào)運配套。一般水平能達到月進100m , 川煤九處曾創(chuàng)月進507. 7m 的新紀錄, 七臺河、 陽泉、 大同燕子山工程處曾創(chuàng)大斷面巖巷月進306m , 310m , 360m 的好成績。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工方案 2. 液壓鑿巖臺車、側(cè)卸式裝巖機、皮帶轉(zhuǎn)載機(或梭式礦車)、電機車調(diào)運配套。一般水平可達

17、120150m , 七臺河工程處曾創(chuàng)出180m 的好水平, 開灤、徐州工程處曾達月進252m 和260. 7m 的水平, 新汶、兗州、淮北30處、31 處等施工處也都使巖巷年進度穩(wěn)定在1200 m 以上。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工方案 3. 以鉆裝機、梭式礦車(或其它轉(zhuǎn)載設(shè)備) 配套。一般進度可完成120 150m 的水平, 陽泉二處在16. 5平方米 斷面曾用梭式礦車配套月進尺完成131m , 淮南謝二礦用皮帶轉(zhuǎn)載機配套在18平方米 斷面中月進112m , 新汶良莊和湖南資興分別取得了月進162. 3m 和123m 的成績。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工方案 4.

18、 以氣腿式鑿巖機、耙斗裝巖機與梭式礦車配套。 開灤馬家溝礦取得了月進183. 8m好成績。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工方案 5. 全斷面掘進機。我國已自制了直徑3. 2m 和5. 2m 的兩種機型, 曾在山西、貴州、江西的平硐施工中應(yīng)用, 取得了一定經(jīng)驗。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工體會 1. 每一次巖巷施工水平(速度、效率) 的提高, 每一個新階段的出現(xiàn), 都是依靠新的科技進步成果的轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)的。經(jīng)驗證明, 用拼體力去創(chuàng)造快速高產(chǎn)不能持之以恒, 只有解放施工人員的笨重體力勞動才是出路。應(yīng)該重視的是我們的每個階段周期太長, 一般都在10 多年。80 年代中期以后,

19、巖巷施工技術(shù)長期處于停滯狀態(tài), 與其它科技的發(fā)展拉大了距離。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工體會 2. 巖巷施工水平的提高離不開科學(xué)管理水平的提高。60 年代的等級隊、突擊隊管理和70 年代后期到80 年代初的等級隊管理, 是計劃經(jīng)濟體制下調(diào)動掘進隊積極性的一種有效方法, 也把全面質(zhì)量管理、技術(shù)管理、設(shè)備管理、投資管理和成本管理等方面的許多先進方法引入到巖巷施工中, 優(yōu)化的施工組織也是平巷施工水平提高的主要環(huán)節(jié)。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工體會 3. 巖巷施工水平的提高離不開資金的投入。每一項新技術(shù)、新裝備的科研及其轉(zhuǎn)化, 必須要有資金的投入,“巧婦難為無米之炊”, 歷

20、史上的三次發(fā)展都是通過國家作了大量投入而取得的。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工建議 1. 以多臺氣腿式鑿巖機、大型耙斗裝巖機為主的配套方式, 由于它靈活, 便于組織,而且設(shè)備成本低, 仍然會是我國中小斷面施工的主要配套方式。 關(guān)鍵在于提高工作面的安全性和可靠性, 研究解決工作面臨時支護方式或安全、簡捷、快速的錨桿打眼機。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工建議 2. 以全液壓鉆車和側(cè)卸式裝巖機或梭車的配套方式, 應(yīng)為中等斷面以上巷道發(fā)展的主要方式。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工建議 3. 先在單軌巷中發(fā)展使用鉆裝機, 后配套方式可采用梭車或皮帶轉(zhuǎn)載機, 也可研制高強度的工作面落地重型刮板運輸轉(zhuǎn)載機。 這一配套方式能推廣的關(guān)鍵在于設(shè)備的質(zhì)量好、耐用性強。 這種方式也利于煤炭施工隊伍向其它行業(yè)市場發(fā)展, 效率也比第一種配套方式高。井巷機械化掘進井巷機械化掘進 平巷快速施工建議 4. 在巷道較長、巖石條件適宜的條件下, 發(fā)展全斷面掘進機, 研究使用平巷砌筑滑動模板； 5. 今后的配套方式應(yīng)分速度型、效率型兩類。對礦井關(guān)鍵線路的工程應(yīng)選用速度型,而在非關(guān)鍵線路上的工程則應(yīng)選用效率