井巷工程第五章煤層巷道施工

井巷工程第五章煤層巷道施工第一頁，共40頁。第一節(jié)全煤巷施工及配套設(shè)備一、鉆眼爆破法掘進煤巷二、掘進機掘進煤巷三、連續(xù)采煤機掘進煤巷四、其它方式

第二頁，共40頁。一、鉆眼爆破法掘進煤巷

㈠鉆眼爆破

鉆眼機械鉆眼一般采用2～3臺煤電鉆同時作業(yè)。炮眼深度應(yīng)考慮施工組織、技術(shù)和圍巖性質(zhì)一般為1.5～2m，炮眼間距視煤層硬度，一般為0.6～1.2m。

炮眼布置炮眼布置的原則與巖巷基本相同。由于煤質(zhì)軟，掏槽容易，多采用單向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，當(dāng)炮眼較深、斷面較小時，可用復(fù)式掏槽，若斷面中有軟煤夾層時，掏槽眼應(yīng)布置在軟煤帶中（圖6-1）。掏槽眼一般為3～4個，傾斜角度為70～80。斷面較小時，可不設(shè)輔助眼。第三頁，共40頁。第四頁，共40頁。

爆破器材在有瓦斯和煤塵爆炸危險的煤層中掘巷，必須使用煤礦許用炸藥，毫秒延期電雷管。使用毫秒電雷管必須將爆破總延期時間控制在130ms以內(nèi)，并必須全斷面一次起爆。煤巷掘進同樣應(yīng)推廣光面爆破技術(shù)，出于煤層較松軟，為達(dá)到光面要求，布置周邊眼時必須考慮巷道頂、幫由于爆破作用而產(chǎn)生的松動范圍。參考表l0—1。第五頁，共40頁。

三軟煤層(頂板、底板巖層和煤層強度均較小)，復(fù)合頂板和再生頂板的節(jié)理裂隙發(fā)育、頂板容易分層、冒落，難以管理，沿這類煤層掘進巷道時，可采用“三小”技術(shù)（小直徑鉆孔、小直徑藥卷和小直徑鉆桿）以提高掘進效率和維護好頂板。使用“三小”技術(shù)的優(yōu)點：（1）節(jié)約炸藥消耗量；（2）有效控制頂板的破碎；（3）巷道成型規(guī)則，節(jié)約支護材料，提高掘進速度。第六頁，共40頁。

㈡裝煤煤巷施工，裝煤是一項費時的主要工序，目前主要采用ZMZ—17型裝煤機、耙斗裝巖機和轉(zhuǎn)載機。

1．ZMZ—17型裝煤機此機用履帶行走，機動靈活，適應(yīng)性強，能連續(xù)裝載，效率高。適用于掘進斷面8m2以上，凈高1.6m以上及坡度10°以下的煤巷。如圖10-2所示，它由蟹爪、可彎曲鏈板輸送機和履帶等組成。

2．轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載機是安裝在平板車上的膠帶輸送機（圖6-3）。裝載效率為人工直接裝車的5倍以上。如果與裝煤機配合（圖6-4），可使裝運連續(xù)作業(yè)，效率更高。在煤巷和半煤巖巷斷面能滿足裝載要求時，同樣也可以采用耙斗裝載機進行裝載。為滿足小斷面煤巷裝車的需要，各礦可自制一些小型裝煤轉(zhuǎn)載機械。

第七頁，共40頁。第八頁，共40頁。第九頁，共40頁。zmj-a-17裝煤機zmz2b-17裝煤機煤巖分裝機液壓蟹爪式裝煤機第十頁，共40頁。二、掘進機掘進煤巷

煤巷掘進機能夠破煤、裝煤并能將煤轉(zhuǎn)載到運輸設(shè)備上。它具有工序少、進度快，效率高，質(zhì)量好、施工安全、勞動強度小等優(yōu)點。掘進施工煤巷是我國煤巷施工的發(fā)展方向。掘進機的工作原理基本相同，圖6-5為ELM形掘進機結(jié)構(gòu)圖。第十一頁，共40頁。第十二頁，共40頁。

煤巷施工中采用掘進機掘進，再加上與之相適應(yīng)的機械運輸設(shè)備與其配套形成一條機械化作業(yè)線，是加快煤巷掘進速度和提高勞動生產(chǎn)率的根本途徑，目前常用的配套方式有以下幾種。㈠掘進機—鏈板輸送機機械化作業(yè)線㈡掘進機—膠帶轉(zhuǎn)載機—鏈板輸送機機械化作業(yè)線此機械化作業(yè)線。

㈢掘進機—膠帶轉(zhuǎn)載機—可伸縮雙向膠帶輸送機機械化作業(yè)線。㈣煤巷掘進機—倉式列車機械化作業(yè)線第十三頁，共40頁。第十四頁，共40頁。三、連續(xù)采煤機掘進煤巷

連續(xù)采煤機和掘進機在結(jié)構(gòu)上的不同之處在于它的切割機構(gòu)為橫軸式，寬度較大，可以一次掘出寬3m左右的巷道。連續(xù)采煤機包括截割系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載系統(tǒng)等。連續(xù)采煤機是房柱式采煤的主要設(shè)備，在美國和南非,井下煤產(chǎn)量的60%是用連續(xù)采煤機開采的。㈠連續(xù)采煤機的優(yōu)點⑴設(shè)備投資小而效益高。⑵連續(xù)采煤機能夠?qū)崿F(xiàn)回采和掘進合一，礦井建設(shè)期短，出煤快。⑶連續(xù)采煤機可用于房柱式采煤法，連續(xù)采煤機設(shè)備多采用履帶或膠輪行走機構(gòu)，移動十分方便。

(4)連續(xù)采煤機可用于巷道掘進，掘進速度快、效率高。第十五頁，共40頁。12CM18-10連續(xù)采煤機第十六頁，共40頁。

㈡影響連續(xù)采煤機在我國正常使用的主要因素有。

(1)連續(xù)采煤機及其配套設(shè)備體積大、噸位高，且有些設(shè)備(如梭車)不能解體，因此，設(shè)備下井困難。在我國現(xiàn)有煤礦使用的連續(xù)采煤機，大多數(shù)都涉及到設(shè)備下井路線和生產(chǎn)系統(tǒng)的改造問題。⑵缺乏支護、清道、除塵等方面的配套設(shè)備，生產(chǎn)能力受到一定限制。⑶引進連續(xù)采煤機設(shè)備在電氣防爆性能上與我國防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求不相一致，使用前需報有關(guān)部門審批。⑷設(shè)備主要部件或零件損壞時，在國內(nèi)買不到配件，同時，引進設(shè)備價格昂貴，許多十分適合采用連續(xù)采煤機的地方、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦沒有資金購置。第十七頁，共40頁。㈢我國使用連續(xù)采煤機前景展望連續(xù)采煤機用于回采，煤層應(yīng)具備以下條件:

(1)埋藏深度小于300m；

(2)煤層傾角一般小于10°，最大不超過12°；

(3)煤層頂板要求中等穩(wěn)定以上，具有良好的自控性和可錨性，即能在較長時間內(nèi)不冒落，頂板允許懸露面積30～50m2；

(4)底板平整、無積水、抗壓強度不能太低；

(5)低瓦斯礦井。第十八頁，共40頁。四、風(fēng)鎬掘進第十九頁，共40頁。五、水力掘進

在水力采煤中使用。由高壓水射流破下的煤，被水沖到鋪在巷道底板上的溜槽內(nèi)，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

第二十頁，共40頁。第二節(jié)半煤巖巷施工

一、半煤巖巷采石位置的選擇二、炮眼布置特點三、施工組織第二十一頁，共40頁。一、半煤巖巷采石位置的選擇

巷道在薄煤層中掘進時，為了保證巷道的使用高度，必須挑頂或臥底。因此，在巷道斷面上既有煤層，又有巖層。當(dāng)巖層占掘進工作面面積，1/5～4/5時，即稱為半煤巖巷道。半煤巖巷道掘進，采石位置有挑頂、臥底及挑頂兼臥底有三種情況。如圖6-9所示。

a—挑頂；b—臥底；c—挑頂兼臥底第二十二頁，共40頁。二、炮眼布置特點

由于煤層較軟，掏槽眼多布置在煤層部分，圖6-10。半煤巖巷道掘進鉆機選擇應(yīng)盡量做到動力單一，但也可選用兩種不同動力的鉆機。一般原則是當(dāng)煤、巖的強度都不高時，應(yīng)選用煤電鉆鉆眼，當(dāng)煤、巖的強度都較高時可都采用鑿巖機鉆眼，當(dāng)煤、巖的強度相差很大時，則可同時選用煤電鉆和鑿巖機，或選用巖石電鉆鉆眼。第二十三頁，共40頁。三、施工組織

半煤巖巷道的施工組織有兩種方式：

一種是全斷面一次掘進,煤、巖不分掘分運；

一種是煤、巖分掘分運。采用煤、巖分掘分運的方式時，形成煤工作面超前巖石工作面的臺階工作面。>1.2m≮0.65m第二十四頁，共40頁。第三節(jié)綜采和綜放工作面全煤切眼錨網(wǎng)支護設(shè)計和施工一、綜放切眼錨網(wǎng)支護特點⑴綜放切眼斷面及形式斷面：凈寬為7.5~8m;斷面積：22~24㎡斷面形狀：梯形或矩形支護形式：工字鋼梯形棚和木棚梁，單體支柱。第二十五頁，共40頁。開切眼第二十六頁，共40頁。㈡綜放切眼錨網(wǎng)支護技術(shù)要求⑴高錨固力錨桿；⑵長錨桿或錨索加強支護；⑶兩幫錨桿向煤體傾斜一定角度；⑷導(dǎo)硐施工，加強臨時支護；二、綜放切眼錨網(wǎng)支護㈠地質(zhì)生產(chǎn)條件第二十七頁，共40頁。㈡支護設(shè)計1.斷面形狀選擇微拱，拱高200～500㎜，頂板逐漸下沉，變?yōu)槠巾敗?.支護形式的選擇樹脂全長錨固錨桿+金屬網(wǎng)+鋼梯為基本支護預(yù)應(yīng)力錨索加強支護3.錨網(wǎng)支護參數(shù)的確定⑴頂部錨桿：φ20×2500㎜，間排距，導(dǎo)硐部分600㎜×800㎜，擴幫部分，700㎜×700㎜⑵幫錨桿：φ16×2000㎜可切割玻璃鋼錨桿，間排距，擴幫部分，600㎜×700㎜⑶金屬網(wǎng)：8號鍍鋅鐵絲，網(wǎng)孔50㎜×50㎜⑷鋼筋帶：φ12㎜圓鋼焊接第二十八頁，共40頁。4.錨索補強加固參數(shù)確定長度為6.0m，φ15.4×6000㎜，破斷力260KN，3塊樹脂藥卷，預(yù)緊力大于100KN。每排4跟，間距1600㎜×1400㎜1—錨索；2—錨桿；3—鋼筋梯；4—棱形網(wǎng)5.支護說明第二十九頁，共40頁。㈢施工工藝綜掘落煤→清掉危矸→臨時支護→鋪頂網(wǎng)、布設(shè)鋼梯、加固前探梁→打中部錨桿孔→清孔→放樹脂藥卷→將錨桿下端裝上快速按裝器插入孔內(nèi)→開動錨桿掘拌藥卷→停止掘拌保持氣腿腿力→開動錨桿鉆機，擰緊螺母→按裝其余頂部錨桿頂部錨桿安裝順序由中間向兩側(cè)安裝滯后工作面10m安裝幫錨桿，安裝錨索㈣支護效果驗證三、綜放切眼錨網(wǎng)支護應(yīng)用結(jié)論⑴頂板支護重要，錨索加強支護很重要⑵切眼幫角是支護的重要部位⑶全長錨固錨、網(wǎng)、帶配合錨索支護適應(yīng)性強第三十頁，共40頁。第四節(jié)全煤巷快速掘進作業(yè)規(guī)程編制一、概述1.巷道名稱2.巷道位置4.巷道用途3.工程量二、地質(zhì)與水文概況1.地質(zhì)構(gòu)造2.煤巖性質(zhì)3.水文情況三、巷道斷面設(shè)計及支護1.斷面設(shè)計2.支護形式第三十一頁，共40頁。第三十二頁，共40頁。四、機械化割煤方式及工藝流程1.切割順序2.工藝流程鋪幫錨網(wǎng)、安幫錨桿割煤→臨時支護→鋪頂網(wǎng)→上鋼帶頂部錨桿、錨索清底第三十三頁，共40頁。五、支護設(shè)計及質(zhì)量要求1.錨桿支護參數(shù)⑴