水平巖石巷道施工

水平巖石巷道施工第1頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六本章提要第五章至第七章的內容主要講述水平巖石巷道的施工，包括施工方法、技術以及施工管理的相關內容。第五章從工作面炮眼的布置開始，逐次講述炮眼鉆鑿、藥卷裝填以及起爆方法和技術，隨后為通風排煙的相關內容，再次為矸石的裝運工作，包括常用裝巖機的選擇和調車設備及方法。本章后兩節(jié)分別為巖巷的機械化作業(yè)線和巖巷全斷面掘進機的基本介紹。本章的重點應是巷道斷面鉆眼爆破設計與裝巖運輸工作。。第五章水平巖石巷道施工第2頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

目前，煤炭行業(yè)持有設計甲乙級資質證書的企業(yè)有80多家，其中具有甲級資質的行業(yè)設計院共有29家，擁有全國勘察設計大師13人。隨著2002年煤炭建設市場的回升，全行業(yè)設計院產(chǎn)值比2001年增加2億元，達6.8億元。2003年，北京中煤國際工程集團的沈陽分院、南京分院、武漢分院、重慶分院、北京華宇公司等5家行業(yè)大型設計院，總產(chǎn)值占行業(yè)全部設計院產(chǎn)值的40%以上，人均產(chǎn)值12萬元，為全行業(yè)平均值的1.5倍。西安煤礦設計院和北京華宇公司2003年產(chǎn)值首次突破億元，人均產(chǎn)值分別達17萬元和19萬元。近幾年來，大型煤礦設計院技術進步比較突出，涌現(xiàn)出了他們設計的兗礦濟寧二號井、濟寧三號井和神華集團榆家梁礦等一批具有國際水平的現(xiàn)代化大型礦井。同時，在進入行業(yè)外市場方面也有不凡業(yè)績，部分設計院工程監(jiān)理進入廣州、天津等地地鐵建設市場。

第3頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六至2002年末，煤炭行業(yè)具有施工資質的一級獨立法人施工企業(yè)總數(shù)降至約100家，從業(yè)總人數(shù)約21萬人，分別比1998年減少約100家和10萬人。2002年，煤炭基建施工企業(yè)完成總產(chǎn)值124.8億元，其中施工產(chǎn)值108.8億元，均為歷史最高；完成井巷進尺約36萬米，是近15年來最多的；井巷工作面平均月進度立井71.77米、斜井74.78米、巖石平巷89.36米、半煤巖巷87.77米、煤巷145.64米；地面建筑竣工面積雖比最高年份減少約70萬平方米，但年人均竣工面積達59.45平方米，人均年成巷17.29米，均創(chuàng)歷史最高；工程優(yōu)良率平均為69.81%，其中礦建、土建、安裝三類工程優(yōu)良率分別為71.43%、68.5%和67.42%。

第4頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

巖石平巷在煤礦新井建設和生產(chǎn)礦井的開拓工程中占有很重要的地位，一般它約占井巷開拓總工程量的22％，占巷道開拓工期的40％～60％。

第5頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)鉆眼爆破

（炮眼設計，定向和鉆眼，裝藥，爆破器材）第二節(jié)掘進通風與防塵

（通風方式，通風設施，防塵措施）第三節(jié)巖石的裝載與轉運（裝、轉、運設備及效率、機械化作業(yè)線）支護作為第五章內容第四節(jié)巖巷掘進機本章內容第6頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六本章主要參考書董方庭等.《井巷設計與施工》（修訂版）.徐州：中國礦業(yè)大學出版社.1994年.定價：12.50元。TD26/D-333.2。p16～56李鳳儀等主編，《巖體開挖與維護》.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2003年8月.定價：46.00元。TU4/L-337。p175～212劉旭全.秦嶺隧道Ⅱ線進口平導硬巖鉆爆技術.西部探礦工程（巖土鉆掘礦業(yè)工程）.1998年1月.10（1）：43～44.王宏.國外巷道掘進施工技術及發(fā)展趨勢.中國煤炭.2000年4月.26（4）：57～58董明濤.發(fā)揮裝巖機生產(chǎn)效率的途徑.煤炭技術.1996.（1）：6～7高瀾慶，王文霞，石博強.地下礦山鑿裝運設備的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.冶金設備.2001年2月.（1）：19～22第7頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六鉆爆法施工示意圖第8頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六①安全——鉆眼、裝藥、連線、放炮②技術——超欠挖，設計斷面，方向和坡度，圍巖震動和破壞，巖塊、巖堆形狀③經(jīng)濟——炮眼利用率高、炸藥與雷管消耗量低掘進效率和速度

第一節(jié)鉆眼爆破要求第9頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第10頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第11頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第12頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六①掏槽眼：最先起爆，為后爆炮眼創(chuàng)造附加自由面②輔助眼：擴大槽腔、破碎巖石，為周邊眼創(chuàng)造自由面③周邊眼：最后起爆，控制斷面形狀、大小和輪廓一.工作面炮眼布置①選擇合適的掏槽方式，布置掏槽眼②按光爆要求確定最小抵抗線，布置周邊眼③布置底眼④均勻布置輔助眼步驟分類第13頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六1.掏槽眼

⑴位置：①斷面中央偏下——便于掌握打眼方向、其它炮眼借助自重崩落；②盡可能布置在軟弱巖層中

⑵掏槽方式：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽

⑶裝藥量：裝藥系數(shù)0.7～0.8

⑷裝藥結構：反向耦合連續(xù)裝藥結構，深度比其他炮眼加深200mm第14頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六單向掏槽：軟巖或具有層、節(jié)理或軟夾層的巖層（50~70°）楔形掏槽：各種巖層，應用最為廣泛（60~75°）錐形掏槽：f＞8的堅硬巖石，主要用于井筒施工斜眼掏槽第15頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六⑴直線掏槽⑵三角柱掏槽⑶螺旋掏槽⑷菱形掏槽

直眼掏槽第16頁，共120頁，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，起拋渣和擴槽作用。第17頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

直眼掏槽是以空眼作為附加自由面?？昭鄣淖饔?，一方面對爆炸應力和爆破方向起集中導向作用，另一方面使受壓巖石有必要的碎脹補償空間。第18頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六2.周邊眼：控制斷面大小和形狀⑴布置：幫眼和頂眼：＝

0.6（軟）～1.0（硬）E—400~600mm

⑵裝藥量：軟巖：70～120g/m裝藥集中度中硬：200～300g/m（不包括炮泥段）硬巖：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，裝藥系數(shù)0.5～0.7，炮眼加深200mm，底眼需1～2個藥卷以利拋擲。第19頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六煤礦巷道常遇巖層的光爆參數(shù)巖層情況巖石堅固性系數(shù),f炮眼直徑mm炮眼間距mm最小抵抗mm炮眼密集系數(shù)mm裝藥量kg/m完整、穩(wěn)定、中硬以上8～1042～45600～700500～7001.0～1.10.2～0.3中硬、層節(jié)理不發(fā)育6～835～42500～600600～8000.8～0.90.15～0.2松軟、層節(jié)理發(fā)育＜635～42350～500500～7000.7～0.80.10～0.15

根據(jù)實踐經(jīng)驗，采用光面爆破時，掏槽眼、輔助眼、控制光爆層的輔助眼和周邊眼的每眼裝藥數(shù)量的比例大致為4︰3︰2︰1。第20頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六⑶裝藥結構：①單段空氣柱裝藥（小于2.5m炮眼）②反向不耦合間隔裝藥結構較大的緩沖空間、裝藥均勻（25mm藥卷、大于2.5m炮眼）鉆眼要求眼距誤差宜小于50mm；炮眼外偏斜率不應大于50mm/m；眼深誤差不宜大于100mm；第21頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六3.輔助眼：破碎巖石⑴布置：均勻布置，間距500～700mm⑵裝藥量：0.45～0.6⑶裝藥結構：第22頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六（1）掏槽眼布置在斷面的中央偏下，并考慮輔助眼的布置較為均勻和減少崩壞支護及其他設施的可能。（2）周邊眼一般布置在巷道斷面輪廓線上，頂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）輔助眼均勻地布置在掏槽眼和周邊眼之間，以掏槽眼形成的槽腔為自由面層層布置。炮眼布置方法和原則：“抓兩頭、帶中間”第23頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

礦用炸藥：硝銨類炸藥和含水炸藥（乳化、漿狀、水膠炸藥）.硝銨類炸藥價格較低廉，為煤礦普遍使用，一般裝成直徑32、35、38mm，重量100、150、200g的藥卷，有效使用期為6個月。二.爆破器材起爆材料：采用8號電雷管。在穿過有瓦斯地層時，不能選用秒延期雷管，毫秒延期雷管總延期時間也不能大于130ms。

電爆網(wǎng)路：煤礦井下爆破采用串聯(lián)爆破網(wǎng)路，防爆型電容式發(fā)爆器起爆。

當穿過有瓦斯地段時，采用煤礦硝銨炸藥;堅硬巖石可考慮采用粉狀高威力炸藥。

第24頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六㈡爆破參數(shù)的確定1.單位炸藥消耗量q

影響因素：炸藥性能、圍巖的物理力學性質、自由面的大小和數(shù)目、炮眼直徑和深度等。①

經(jīng)驗公式：kg/m3

k0——炸藥爆力校正系數(shù)，②

預算定額：2號巖石硝銨炸藥，P80③

每循環(huán)消耗藥量2.炮眼直徑D——鉆眼效率、炮眼數(shù)目、炸藥消耗量D=（4～7mm）+d

d——32mm、35mmD——38～42mm第25頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六表4-3采用光面爆破掘進巖巷的炸藥消耗量

平硐、平巷炸藥和雷管消耗定額第26頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六3.炮眼深度：（1.5～2.5m）——鉆眼時間、循環(huán)進尺、裝巖時間——循環(huán)時間和循環(huán)次數(shù)⑴按任務要求：⑵按循環(huán)組織：正規(guī)循環(huán)——每班完成的循環(huán)數(shù)為整數(shù)4.炮眼數(shù)目①

估算：N個②

平均裝藥計算：③實際布置數(shù)目：q—單位炸藥消耗量；S—斷面面積；m—藥卷長度；η—炮眼利用率；a—裝藥系數(shù)；p—每個藥卷重量。第27頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六三.裝藥結構與起爆順序1.裝藥結構第28頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六2．炮眼的填塞炮眼的填塞質量對提高爆破效率和減少爆破有害氣體也有很大作用。因此，裝藥完畢必須充填以符合安全要求長度的炮泥并搗實。常用1︰3的泥沙混合炮泥，濕度為18~20％。這種炮泥既有良好的可塑性，又具有較大的摩擦系數(shù)。

《煤礦安全規(guī)程》第三百二十八條炮眼封泥應用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分應用黏土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封實。嚴禁用煤粉、塊狀材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴禁爆破。嚴禁裸露爆破?！睹旱V安全規(guī)程》第三百二十七條裝藥前，首先必須清除炮眼內的煤粉或巖粉，再用木質或竹質炮棍將藥卷輕輕推入，不得沖撞或搗實。炮眼內的各藥卷必須彼此密接。有水的炮眼，應使用抗水型炸藥。裝藥后，必須把電雷管腳線懸空，嚴禁電雷管腳線、爆破母線與運輸設備、電氣設備以及采掘機械等導電體相接觸。第29頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六《規(guī)程》第三百二十九條炮眼深度和炮眼的封泥長度應符合下列要求：（一）炮眼深度小于0.6m時，不得裝藥、爆破；在特殊條件下，如挖底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時，必須制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必須封滿炮泥。（二）炮眼深度為0.6～1m時，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2。（三）炮眼深度超過1m時，封泥長度不得小于0.5m。（四）炮眼深度超過2.5m時，封泥長度不得小于1m。（五）光面爆破時，周邊光爆炮眼應用炮泥封實，且封泥長度不得小于0.3m。（六）工作面有2個或2個以上自由面時，在煤層中最小抵抗線不得小于0.5m，在巖層中最小抵抗線不得小于0.3m。淺眼裝藥爆破大巖塊時，最小抵抗線和封泥長度都不得小于0.3m。3.起爆順序①分次起爆：大斷面、雷管段數(shù)不足、預留光爆層②一次起爆：掏槽眼——輔助眼——周邊眼——底眼第30頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第三百三十一條裝藥前和爆破前有下列情況之一的，嚴禁裝藥、爆破：（一）采掘工作面的控頂距離不符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，或者支架有損壞，或者傘檐超過規(guī)定。（二）爆破地點附近20m以內風流中瓦斯?jié)舛冗_到1.0％。（三）在爆破地點20m以內，礦車，未清除的煤、矸或其他物體堵塞巷道斷面1/3以上。（四）炮眼內發(fā)現(xiàn)異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯涌出、煤巖松散、透老空等情況。（五）采掘工作面風量不足。第三百三十九條爆破前，腳線的連接工作可由經(jīng)過專門訓練的班組長協(xié)助爆破工進行。爆破母線連接腳線、檢查線路和通電工作，只準爆破工一人操作。爆破前，班組長必須清點人數(shù)，確認無誤后，方準下達起爆命令。爆破工接到起爆命令后，必須先發(fā)出爆破警號，至少再等5s，方可起爆。裝藥的炮眼應當班爆破完畢。特殊情況下，當班留有尚未爆破的裝藥的炮眼時，當班爆破工必須在現(xiàn)場向下一班爆破工交接清楚。第31頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六1.爆破說明書①爆破原始資料：井巷名稱、用途、位置、形狀尺寸、巖層性質、地質條件及瓦斯情況等

②選用的鉆眼爆破器材：炸藥、雷管的品種及性能參數(shù)、鑿巖機的型號、性能③爆破參數(shù)的計算選擇：掏槽方法、炮眼直徑、深度、數(shù)目、單位耗藥量④爆破網(wǎng)路的計算和設計：⑤安全措施2.根據(jù)說明書繪出爆破圖表①爆破原始條件和技術經(jīng)濟指標②爆破參數(shù)③預期爆破效果④炮眼布置圖及裝藥結構圖四.爆破說明書和爆破圖表

第32頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第33頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六《煤礦安全規(guī)程》第三百一十七條爆破作業(yè)必須編制爆破作業(yè)說明書，說明書必須符合下列要求：（一）炮眼布置圖必須標明采煤工作面的高度和打眼范圍或掘進工作面的巷道斷面尺寸，炮眼的位置、個數(shù)、深度、角度及炮眼編號，并用正面圖、平面圖和剖面圖表示。（二）炮眼說明表必須說明炮眼的名稱、深度、角度，使用炸藥、雷管的品種，裝藥量，封泥長度，連線方法和起爆順序。（三）必須編入采掘作業(yè)規(guī)程，并及時修改補充。爆破工必須依照說明書進行爆破作業(yè)。第34頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第35頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第36頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六江蘇馬坡礦－250m水平總回風巷炮眼布置圖S=12.58m2

第37頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六24m2550第38頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六東曲煤礦分區(qū)回風大巷掘進時的炮眼布置(20m2)第39頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第40頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六五.鉆眼工作1.定向工作：①方向：中線——激光指向儀或三點延線法JZB－1型激光指向儀示意圖

DQJ-05型激光指向儀（礦用）技術參數(shù)：射程：>500m中心光斑直徑:500m處≤50mm

輸入電壓：AC127/220V

重量：14kg

尺寸：480×200×230(mm)第41頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六②坡度：腰線——傾斜儀《施工驗收規(guī)范》第6.1.12巷道的施工必須標設中線及腰線，并應符合下列規(guī)定：一、用激光指向儀指示巷道掘進方向和標高時：1．指向儀的設置位置和光束的方向，應根據(jù)經(jīng)緯儀和水準儀標定的中線和腰線點確定，中線和腰線點每組不宜少于3個，組間的距離宜大于30m；2．指向儀的設置應安全可靠，儀器與掘進工作面的距離不宜小于70m，每次使用前應以中線和腰線檢查激光光束。二、用經(jīng)緯儀標設直線巷道方向時，宜每隔30m設中線一組，每組不應少于3條，其間距不宜小于2m；三、用水準儀標設巷道坡度時，宜每隔20m設置3對腰線點，其間距不宜小于2m；四、巷道沿傾斜礦層頂板或底板的施工，傾斜巷道可只掛中線，水平巷道可只設腰線；五、巷道掘進每隔100m應對中線和腰線進行一次校核。第42頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六2.鑿巖機的選擇⑴氣腿式鑿巖機：機動靈活、多臺同時打眼、平行作業(yè)，管理復雜、勞動強度大、效率低⑵鑿巖臺車：速度快、質量高、勞動強度低、效率高，鉆裝不能平行作業(yè)、輔助工時長⑶鉆裝機：減少了輔助時間、全機械化操作，結構復雜、投資及保養(yǎng)維修費用高3.打眼工作組織：⑴風水管路布置⑵崗位責任制芬蘭CMH-207FP液壓鑿巖臺第43頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第44頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六鉆眼方式鑿巖臺車鉆裝機手持式鑿巖機適宜鉆眼深度1.8~2.5（一次鉆進深度）1.8~2.5（一次鉆進深度）一般12~2.0優(yōu)缺點1.鉆眼全部機械化2.質量高、人員少、工效高3.不能平行作業(yè)4.輔助時間長1.全部機械化2.質量高、人員少、工效高3.不能平行作業(yè)4.一機多用5.結構復雜1.鉆眼裝巖平行作業(yè)2.機動靈活，輔助時間短3.多機作業(yè)，鉆眼總時間短4.組織工作復雜、勞動強度大、工效低適用條件臺車適用斷面，m2>12中硬巖石1.5~2.0堅硬巖石1.0~1.5巷道傾角平巷各類傾角要求機械維修能力強，配件修治及時，操作技術熟練小斷面第45頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

秦嶺是我國南北氣候分界線,秦嶺隧道座落在古城西安以南約60km處,隧道自長安縣青岔鄉(xiāng)進洞,穿越秦嶺北峰主峰,由柞水縣營盤鄉(xiāng)出洞。整個隧道由兩座近似平行、線間距30m的單線隧道組成。左線隧道長18459m,以TBM法施工為主(掘進機施工),斷面為8.8m圓形。右線隧道長18456m,采用鉆爆法施工,兩隧道之間每隔420m設有橫通道。右線隧道分兩步實施,即:先以平導形式組織快速掘進,在46個月內貫通,為左線TBM施工探明地質,提前處理不良地質地段的開挖和襯砌。當左線隧道貫通后,右線再以鉆爆法擴挖成型。硬巖特長隧道鉆爆技術第46頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

秦嶺硬巖特長隧道Ⅱ平導全長18.456km，為馬蹄形斷面,開挖斷面高5.9m,寬4.8m,考慮到開挖斷面26～30m2，通過2162m斷層影響帶（53處）和出口段約6000m的11‰的反坡、局部涌水地段（Q＝25000m3/d）、12480m巖石抗壓強度在160～300MPa等地質條件，在單工序作業(yè)條件下，兩端掘進，創(chuàng)造了進口獨頭掘進9.5km、月均掘進264m、最高月掘進456m；出口段獨頭掘進8.9km、月均掘進236m、最高月掘進426m的優(yōu)異成績。炸藥單耗3kg/m3，單位面積鉆孔數(shù)為2.5~2.8個/m2。⑴起爆方法及器材通過過現(xiàn)場實驗和市場調查，選用了二號巖石乳化炸藥，炸藥密度1.2g/cm3,爆速4100m/s，猛度13～16mm，爆力320mL；藥卷40mm×320mm，單卷重量450g；考慮到光面爆破的要求，選用小藥卷25mm×200mm，單卷重量是155g。采用塑料導爆管非電起爆系統(tǒng)起爆，該起爆系統(tǒng)是以8號工業(yè)火雷管作為擊發(fā)元件，以塑料導爆管和毫秒延期雷管作為傳爆元件，以毫秒延期雷管作為起爆元件，起爆網(wǎng)路聯(lián)接方式采用復式聯(lián)接，即每組組合傳爆雷管均使用雙雷管，大大提高了傳爆的可靠性。

第47頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六⑵爆破效果秦嶺隧道Ⅱ線進口平導采用深眼鉆爆技術，取得很好的爆破效果與效益。炮眼深度4.5m，平均循環(huán)進尺達4.3m，炮眼利用率達95%以上，最高達98%。炮眼痕跡保存率達90%以上，幾乎沒有瞎炮現(xiàn)象，爆破巖碴拋擲距離約在10～20m范圍內，碴堆集中，塊度適宜，便于裝運。通過加強機械保養(yǎng)，合理組織，最短鉆爆時間為179min，最短出碴時間為124min，最短循環(huán)時間為324min，1997年4月份全月完成108個循環(huán)，日平均3.6個循環(huán)，日產(chǎn)最高進尺為17m，連續(xù)14次月掘進300m以上，1997年4月份創(chuàng)造了平導月掘進456m的國內最好記錄。第48頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

加拿大深孔爆破的成功之處在于用1個大直徑中心炮孔取代以往的掏槽炮孔。此深孔的直徑通常為200mm～250mm，用潛孔鑿巖機鉆進。此大直徑炮孔顯著減少了深孔爆破的難題。奧德布萊齊特公司在厄瓜多爾采用5.2m的深孔鑿巖爆破并利用一個直徑為250mm的掏槽孔進行水平巷道掘進，日平均進尺超過12m。在瑞典這種深孔爆破的概念則是從稍有不同的炮孔傾角著手的。1991年在LKAB公司同阿特拉斯·科普克公司一起研制的一種稱為“Longrounder”的三機鑿巖臺車。這種鑿巖臺車配備有自動換鉆桿系統(tǒng)和TAS平巷角度自動監(jiān)測系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可保證鉆鑿直孔。這部鑿巖臺車在馬爾姆貝利耶礦使用，負責完成該礦平巷掘進量的6％。該礦標準的平巷斷面為29m3，每組炮孔鉆鑿56個7.5m深的炮孔，炮孔直徑為64mm。瑞典采用傳統(tǒng)的掏槽法，而不像加拿大那樣使用大直徑掏槽孔。第49頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

第50頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)掘進通風與綜合防塵一.通風的作用：⑴保持工作面合適的溫度⑵排除炮煙及有害氣體⑶提供新鮮風流《施工與驗收規(guī)范》第9.4.1條

掘進工作面需要風量的計算，應符合下列規(guī)定：一、放炮后15min內能把工作面的炮煙排出；二、按掘進工作面同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘的新鮮空氣量不應小于4m3；三、風速不得小于0.15m/s；四、混合式通風系統(tǒng)的壓入式扇風機，必須在炮煙全部排出工作面后方可停止運轉。第51頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六二.掘進通風方式第52頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第53頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第54頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

《煤礦安全規(guī)程》第一百二十七條掘進巷道必須采用礦井全風壓通風或局部通風機通風。煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進通風方式應采用壓入式，不得采用抽出式（壓氣、水力引射器不受此限）；如果采用混合式，必須制定安全措施。瓦斯噴出區(qū)域和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層的掘進通風方式必須采用壓入。第55頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六三.掘進通風設施局部扇風機：局部通風機可選擇BKJ、ZBKJ、2KJ60—l、FD及DSF等系列軸流式局部通風機。常用5.5kw和11kw兩種ZXBFT35-11系列防爆軸流風機JBD系列礦用防暴局部扇風機用于煤礦井下作壓入式局部通風，它具有高效、節(jié)能、低噪聲等顯著特點第56頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第57頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六表4-9風筒規(guī)格表2.風筒：①

剛性：鐵風筒、玻璃鋼風筒，直徑400～1000mm，一節(jié)3米②柔性：膠質或塑料，直徑300～600mm，一節(jié)10米第58頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，通風距離在200m以內可選用直徑為400mm的風筒；通風距離為200～600m可選甩直徑為500mm的風筒；通風距離在500～1000m可選用直徑為600~800mm的風筒；通風距離在1000m以上可選用直徑為800~1000mm的風筒。

表4-10利用局部扇風機獨頭長距離通風情況統(tǒng)計表第59頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六四.綜合防塵1.必要性

《煤礦安全規(guī)程》第10.3.2條井巷工程的施工，必須采取濕式鑿巖，水封爆破、放炮噴霧、灑水出矸、沖刷巖幫、加強通風等綜合防塵措施。濕式鑿眼噴霧撒水加強通風個人防護2.綜合防塵措施第60頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

第61頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六裝載與運輸是巷道掘進中勞動量大，占循環(huán)時間最長的工序。50年代初，煤礦掘進的裝載與運輸基本上是人力裝車、人推或馬拉運輸。自50年代起，我國即開始引進和研制裝巖機，生產(chǎn)了H－600型和華一I型鏟斗后卸式電動裝巖機和C－153型裝煤機。60～70年代期間，推廣使用了TYP－17型和P－60型耙斗裝巖機，生產(chǎn)能力提高了l～2倍，耙斗裝巖機不但用于平巷，而且推廣用于斜巷，解決了多年未解決的上下山掘進裝載問題。在發(fā)展裝載機械的同時，運輸機械也逐步完善。60年代開始發(fā)展的小型蓄電池機車、鋼絲繩牽引卡軌車和輕型刮板輸送機，代替了人力推車。隨著煤礦生產(chǎn)建設規(guī)模的擴大和礦山機械制造能力的提高，掘進使用的裝、轉、運機械設備逐步依靠自己的力量，不斷地推出新的機型，而且在質量上也不斷完善。到1977年基本上完成了從落后的手工操作向普通機械化發(fā)展的階段。自70年代以來，先后研制成功耙斗裝巖機、側卸式裝巖機、蟹爪裝巖機及立爪裝巖機，其中根據(jù)我國煤礦特點研制的耙斗裝巖機，因具有結構簡單、制造容易、造價低、可靠性好和適應性強等優(yōu)點，已成為當前我國煤礦巷道掘進的主要裝載設備，使用量已近萬臺。在原有P－15B、P－30B、P－60B系列產(chǎn)品的基礎上，又研制出帶調車盤的PT－30B型、PT－60B型，使耙斗裝巖機效率顯著提高。第三節(jié)裝巖與運輸?shù)?2頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六一．裝巖設備

平巷用途斜巷裝煤裝巖輪胎式行走機構履帶式軌輪式后卸式鏟斗式側卸式工作機構耙斗式蟹爪式立爪式

第63頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

本機為電力驅動后卸式鏟斗裝巖機，主要用于礦山井下水平巷道掘進工作面裝載巖石之用。它也可以用來鏟取其他塊狀或粒狀物料。本產(chǎn)品具有礦用隔爆的電氣設備，能夠在有甲烷和煤塵爆炸危險的巷道中使用。Z-30B型電力鏟斗裝巖機1.鏟斗后卸式裝載機：第64頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六Z－30B型裝巖機構造圖1－鏟斗；2－斗柄；3－彈簧；4－穩(wěn)繩；5－緩沖彈簧；6－提升鏈條；7－導軌；8－回轉底盤；9－回轉臺；10－穩(wěn)繩Z——鏟斗式裝載機，30——鏟斗容積，B——隔爆Z—20B：生產(chǎn)能力30～40m3/h，裝載寬度2000mm，約3.4萬元Z—30B：生產(chǎn)能力45～60m3/h，裝載寬度2350mm，約4.1萬元

高度≥2.4m，凈斷面大于7m2，裝載寬度、高度均受限制

第65頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

北京楊坨四隊1977年9月在s=7.68m2，f=6~8的粉砂巖中掘進時，使用1臺H－600型裝巖機、固定車場、人工調車、月進尺315.8m；新晃汞礦1973年3月在s=6m2，f=8~12的白云巖中掘進時，使用1臺H－I型裝巖機、膠帶轉載機、人工調車、月進尺707.3m；

要求巷道較高，揚起粉塵較多，生產(chǎn)能力低和必須在軌道上行駛，裝載寬度受到限制第66頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六ZC－1型側卸式裝巖機1－鏟斗；2－鏟斗座；3－連桿；4－鏟斗臂；5－升提油缸；6－防爆開關箱；7－履帶；8－電動機；9－側卸油缸⑵方式：Z—鏟斗式裝載機，60—鏟斗容積，L—履帶行走，C—側卸，B—隔爆，D—電動驅動ZLC-60B：生產(chǎn)能力90m3/h，價格約11.5萬元，最大爬坡度10°ZCD60R：生產(chǎn)能力70m3/h，價格約9.8萬元，最大爬坡度12°高度≥3.5m，凈斷面大于12m2，軟巖底板行走困難近年來，鏟斗側卸式裝載機發(fā)展很快，已顯示出明顯的優(yōu)勢。2.鏟斗側卸式裝載機

第67頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

ZC系列裝巖機特點是：鏟斗插入力大，斗容大、斗形好、生產(chǎn)能力高，還可兼作工作面短距離運料；履帶行走，動作靈活，穩(wěn)定可靠，可在平巷及傾角10°以內的斜巷使用；設備均為防爆型，可用于有瓦斯和煤塵爆炸危險的礦井，但由于外形尺寸較大，只適用于斷面大于12m2的巷道、硐室和隧道工程。1990年10月在徐州張集煤礦－700m東大巷，使用側卸式裝巖機與整列1t礦車配套裝巖，調車用蓄電池電機車，月進260.7m。從使用情況看，ZC型側裝機操作方便，裝巖生產(chǎn)率高，但是在東大巷施工中，實測裝滿一列車（8節(jié)）約需15min，顯然裝巖機的能力發(fā)揮的不夠，這是因為它直接將巖石裝入礦車，在裝巖時裝巖機在巷道中頻繁行走，不僅將巷道底板碾碎，形成大量淤泥給后續(xù)清理工作帶來麻煩，也縮短履帶行走部件的使用壽命，降低了整機的效率。第68頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

適用于平巷及傾角不大于30°的斜巷掘進裝碴。按耙斗容積分類，分別適用于凈斷面4.5m2、6m2、9m2巷道掘進。其中P30B、P60B可增設風動推車系統(tǒng)，加快井下調車時間。3.耙斗式裝載機

第69頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六P—耙斗式裝載機，D—調車盤結構，B—隔爆，30/60—耙斗容積PD—30B：40~60m3/h，6.5萬元，(高度≥2.0m，凈斷面大于5m2)PD—60B：70~110m3/h，8.5萬元，(高度≥2.4m，凈斷面大于9m2)

①適用范圍：傾角＜300，平巷、斜巷及彎道②工作特點：固定位置—卡軌器，尾輪——固定楔懸吊前移—人推、電機車頂、主副滾筒同時纏繞鋼絲繩距工作面6～20m第70頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

耙斗裝巖機的優(yōu)點是結構簡單、維修量小、制造容易、安全可靠、巖塵量小、鋪軌簡單、適應面廣和裝巖生產(chǎn)率高。缺點是鋼絲繩和耙斗磨損較快，工作面堆矸較多，影響其他工序工作。從1963年開始，我國煤礦逐步推廣使用了耙斗裝巖機，現(xiàn)已形成系列，是目前應用最廣的裝載設備。

第71頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六4.蟹爪式裝載機——連續(xù)式LB—150：L—履帶行走，B—隔爆，150—生產(chǎn)能力、m3/h特點：一對偏心輪帶動兩個蟹爪、電機驅動，連續(xù)耙集粉塵少、裝載寬度不受限制、易于組織機械化作業(yè)，不適用于軟巖

50年代初，我國研制了適合煤和煤-巖巷道掘進用的ZMZ-17型蟹爪式裝巖機。隨后又研制了巖巷使用的ZS-60型蟹爪式裝巖機。近年來，蟹爪式裝巖機已有很大改進，如ZB-1型大功率蟹爪式裝巖機以及ZXZ-60型蟹爪式裝巖機，在裝載中硬以上巖石中也顯示出很大的優(yōu)勢。

第72頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六ZS－60型蟹爪式裝載機第73頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

蟹爪式裝巖機生產(chǎn)率較高，產(chǎn)生粉塵較少，而且在裝巖過程中不需鋪軌，裝巖時人工輔助工作量也較少。1975年3月阜新平安礦601隊在斷面4.5m2的煤一巖巷道中，使用1臺ZMZ－17型裝巖機裝煤石順輸送機、礦車、溜槽自溜運煤，創(chuàng)月進尺2535.4m的好成績。

1977年12月馬萬水掘進隊在邯鄲礦區(qū)，使用1臺ZXZ－60型蟹爪式裝巖機配合8m2梭式礦車裝運巖石，創(chuàng)造巖巷獨頭月成巷403.6m的全國紀錄。這類裝巖機裝巖時，鏟板必須插入巖堆，當發(fā)生巖堆塌落壓住蟹爪時，必須將裝巖機退出，再次前進插入巖堆后裝載。此外，為清除工作面兩幫巖石，裝巖機需多次移動機身位置，要求底板平整，否則會給裝巖機的推進帶來困難。第74頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

LZL-120履帶式立爪裝載機是一種連續(xù)生產(chǎn)的高效率裝載設備。主要用于鐵路、水利和國防等地下工程中經(jīng)爆破后松散石料的裝載作業(yè)。

本機工作機構采用獨特的仿人手臂的立爪來扒取石料，并通過自身的刮扳運輸機構進行轉載。從尾部卸入雙向自卸汽車或其它運輸設備中去。

本機采用液壓馬達驅動的履帶行走機構，結構緊湊、機動靈活，可全斷面裝載作業(yè)、不留死角、無需大量人工輔助清底，在潮濕積水的巷道里亦能正常工作。本機具有良好的工作環(huán)境、工作部位裝有噴水裝置、粉塵危害小，司機坐在駕駛棚內操作安全、舒適。5.立爪式裝載機——連續(xù)式第75頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六

從70年代起，北京礦冶研究院和華銅銅礦及云南錫業(yè)公司等單位，先后研制了立爪式裝巖機。其主要優(yōu)點是裝矸機構簡單可靠，動作機動靈活，對巷道斷面和巖石塊度適應性強，能挖水溝和清理底板，生產(chǎn)率較高。但爪齒容易磨損，操作亦較復雜，維修要求高。第76頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六6.蟹爪立爪式裝載機——連續(xù)式第77頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六二.裝巖機的選擇①

實際條件：斷面大小、現(xiàn)有或現(xiàn)買、價格②

操作水平：難易程度、可靠性、維修保養(yǎng)條件③裝載機：裝載寬度和生產(chǎn)率、效率、適用性及配套設備三.調車工作1.錯車場調車法①

固定錯車場：固定道岔②

活動錯車場：翻框式調車器③浮放錯車道岔：爬破軌道單軌浮放雙軌道岔，雙向菱形浮放道岔—35~40mm第78頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六工時利用率20～30%，工程量不大、工期較緩的工程①

固定錯車場：固定道岔第79頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六②

活動錯車場:工時利用率30～40%爬坡軌道將礦車抬高35~40mm第80頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六爬坡軌道將礦車抬高35~40mm第81頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第82頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六a-翻框式；b-風動調車器1-活動盤；2-軌條；3-滑車板；4-軸；1-小車；2-鋼梁；3-汽缸；4-懸吊鏈；5-礦車5-固定板；6-定位卡第83頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六2.利用轉載設備：蟹抓式裝巖機與懸臂式轉載機轉載示意圖裝載機——轉載設備——礦車，工時利用率60～70%第84頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六（1）膠帶裝載機：x=2n－1工作組織復雜，很少采用第85頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六膠帶轉載機的類型懸臂式支撐式支撐式懸掛式新晃汞礦采用1臺懸臂式和1臺支撐式膠帶轉載機配合使用，并配合其他措施，于1973年3月創(chuàng)造了獨頭月進707.3m的全國記錄。第86頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六②梭式礦車：長寬加大，

軌輪式梭式礦車。主要用于冶金礦山、鐵路隧道、水利涵洞、國防工程、煤礦巖巷等其他工程的一種新型高效出碴運輸設備。它由機車牽引，可以與鑿巖臺車、裝巖機、立爪裝載機等配套使用，組成平巷掘進機械化作業(yè)線。第87頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六JS—8型——9.54m×1.57m×1.64m——容積8m3

根據(jù)工作面的條件，可以采用1臺梭車，亦可把梭車搭接組列使用，一次將工作面爆落的矸石裝走。我國生產(chǎn)的梭式礦車有4m3、6m3、8m3三種。③倉式列車：加長，小斷面，梭式礦車和倉式列車多用于金屬礦山，需要有專門的卸矸倉或礦倉第88頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六3.提高裝巖效率的途徑

m3/臺班或m3/工國外（瑞典）追求效率，工序單一，但速度往往不高國內追求速度，但效率往往不高——多工序平行作業(yè)①

做好爆破工作：巖塊、巖堆、地板②

提高司機的操作水平和維修人員的維修水平－減少故障③

保證軌道質量－行車速度，防止掉道④

加強礦車調度⑤實行崗位責任制第89頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第四節(jié)巖巷機械化作業(yè)線

《設計規(guī)范》第6.3.3條礦井掘進機械設備，應根據(jù)礦井設計生產(chǎn)能力和采煤機械化程度綜合確定，并應符合下列規(guī)定：二、全巖巷道掘進（12m2）1．大型礦井大斷面巖石平巷掘進，應配備液壓鑿巖臺車、側卸式裝巖機、轉載機、礦車、機車組成機械化作業(yè)線；或配備鉆、裝、錨機組、裝載機或梭車、礦車、電機車組成機械化作業(yè)線；2．中型礦井巖石巷道或大型礦井小斷面巖巷掘進，應配備液壓鉆、風鉆或巖石電鉆，帶調車盤的耙斗裝巖機、機車、礦車等組成機械化作業(yè)線。第90頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六1.鑿巖臺車+側卸式裝載機為主的機械化作業(yè)線

1986年，我國在對國外技術研究的基礎上實現(xiàn)了鉆車國產(chǎn)化，以液壓鉆車、側卸式裝巖機為主的機械化作業(yè)線開始在我國煤礦推廣使用，并取得了可喜的成績。1991年為全國12個施工處裝備了主要設備，有CTH-10型或LC-12型雙臂液壓鉆車，ZC-2型側卸式裝巖機；SD800/10.5型膠帶轉載機，混凝土噴射機，蓄電池電機車等，目前正在使用。該作業(yè)線將是我國煤礦巖巷鉆爆法施工的機械化作業(yè)線發(fā)展方向之一。（寬度大于4m的大斷面全巖巷掘進）第91頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六由于直接將矸石裝入礦車，在裝巖時裝巖機在巷道中頻繁行走，不僅將巷道底板碾碎，形成大量淤泥給后續(xù)清理工作帶來麻煩，也縮短履帶行走部件的使用壽命，降低了整機的效率。因此根據(jù)側卸式裝巖機的工作特點，應將轉載機布置在裝巖機鏟斗卸載一側的軌道上（圖5－25）。裝巖機鏟取的巖石直接卸到?？吭诰蜻M工作面前部的料倉中，通過轉載機再轉卸到礦車中，這樣可以連續(xù)裝滿1列礦車，以提高裝巖效率。第92頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六西山礦務局西銘煤礦自1990年12月底推廣應用以CTH10-2F型履帶式全液壓掘進鉆車、ZC-2B型側卸裝巖機為主配套的巖巷作業(yè)線,至1992年12月完成了西銘礦1018大巷等3項工程,共完成進尺1614m,取得了較好的技術經(jīng)濟效益。第93頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六該作業(yè)線適用于巷道寬度4.25～4.5m以上、巷道高度不低于4.5m，即斷面14m2以上的巷道。

第94頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六2.氣腿式鑿巖機+耙斗裝載機為主的機械化作業(yè)線常規(guī)設備，結構簡單，性能可靠，應用范圍廣。初期投資少；機動再活，能組織鉆眼、裝巖平行作業(yè)，提高了掘進工時利用率。耙斗裝載機配備氣動調車盤或膠帶轉載機，縮短了調車時間，提高了裝載機的生產(chǎn)效率，加快了巷道的施工速度。因此這條作業(yè)線在我國巖巷掘進中是一種主要的配套形式，撫順勝利礦采用這條作業(yè)線并配備膠帶轉載機轉載，月進達到了1037.2m。第95頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六四川煤礦基建公司九處掘進一隊，1983年3月在四川松藻礦區(qū)逢春煤礦+670m平硐施工中，采用以耙斗式裝巖機為主的機械化作業(yè)線，取得了507.7m的好成績。+670m平硐設計斷面為半圓拱形，凈寬3.4m，凈高3.0m，噴射混凝土支護，噴厚30mm。水溝布置在巷道右?guī)?。平硐全長1120m，巖石普氏系數(shù)f=8～10，涌水量小于10m3/h第96頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六3.以鉆裝機為主的機械化作業(yè)線在徐州馬坡礦－250m回風巷，斷面7.8m2的全巖巷中該作業(yè)線由ZZM8-12型鉆裝錨機組進行鉆眼與裝巖，LZP-200型膠帶轉載機轉載，1.1m3礦車與2.5t蓄電池電機車運輸。實踐證明該作業(yè)線機械化程度高，作業(yè)人員少，勞動強度低，作業(yè)安全性好，設備利用率高，月掘進速度達102m（S=7.8m2），工效為2.31m3/工。

鉆裝機是在耙斗裝載機上安裝鑿巖鉆臂，利用安裝在鉆臂上的鑿巖機打眼，耙斗裝巖。做到一機多用，使用設備少。第97頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六4.氣腿式鑿巖機+蟹爪裝載機+梭式礦車機械化作業(yè)線

這條裝運機械化作業(yè)線，爆破后，連續(xù)裝載的蟹爪裝載機將矸石直接裝入梭式礦車。裝滿后由12t架線電機車拉出工作面卸載。馬萬水工程隊，1977年11月，斷面6.7m2，月進1403.6m，工效2.99m3/工第98頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六5.巖石全斷面掘進機作業(yè)線

巖石全斷面掘進機作業(yè)線主要由掘進機、膠帶轉載機、礦車、電機車組成。我國5m直徑巖石全斷面掘進機于1986年在山西古交礦區(qū)設計年產(chǎn)400萬t的東曲礦東平硐進行試驗。平硐的掘進斷面為20.3m3。掘進機于1986年6月4日試掘，到1987年9月底共掘進1448m，平均月進103.4m，最高月進202m，工程質量全部合格，見表4－20。以后連續(xù)施工，總計完成平硐全長3653.5m的掘進任務。世界上第一個采用機械破巖法開挖的大斷面巖石隧道是1963年由羅賓斯公司生產(chǎn)的全斷面掘進機完成的，該隧道位于巴基斯坦境內，掘進直徑11.20m，長4.3km。第99頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六第100頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六表4－20直徑5m掘進機逐月進尺表該機推進一個行程（1m）的時間為25～40min，純掘進速度為1.5～2.4m/h。破碎下的巖石33m3，可裝1t礦車30個。由于膠帶轉載機長44m，其下面一次可容納22輛礦車，加之巷道內鋪設雙軌，配備多臺電機車和足夠數(shù)量的礦車，不僅能夠實現(xiàn)連續(xù)不斷地排矸，而且運輸能力大于破巖能力，能充分發(fā)揮掘進機的效率。

第101頁，共120頁，2023年，2月20日，星期六該機在主機上配備錨桿鉆機，在掘進的同時，可鉆錨桿眼與安裝錨桿，實現(xiàn)臨時支護，在距工作面20m的地方進行噴射混凝土作業(yè)。當采用金屬拱形支架時，該機上配備的環(huán)形支架安裝機，也可以在掘進破巖的同時安裝支架。上述支護形式，均可與掘進破巖平行作業(yè)，兩種支護所用時間均小于掘進破巖時間，故均不占用循環(huán)時間，能充分發(fā)揮該機的效率，實現(xiàn)快速掘進。該機掘進巷道質量好，對圍巖擾動小，巷道