煤矿掘进施工工艺及成巷顺序课件.ppt

1、 巷道掘进施工工艺巷道掘进施工工艺 介绍不同的矿山巷道掘进施工方法，岩石介绍不同的矿山巷道掘进施工方法，岩石平巷施工的凿岩、爆破、装岩、提升运输等主平巷施工的凿岩、爆破、装岩、提升运输等主要工序工艺过程，以及峒室的施工方法。要工序工艺过程，以及峒室的施工方法。平巷掘进与施工平巷掘进与施工!水平巷道掘进，目前普遍采用的掘进施工方法有：水平巷道掘进，目前普遍采用的掘进施工方法有：钻眼爆破法、机械掘进法。钻眼爆破法、机械掘进法。（1 1）钻眼爆破法（钻眼爆破法（钻钻爆法爆法）、）、（矿山法）（矿山法）（2 2）机械掘进法）机械掘进法 钻眼爆破法的主要工序包括：钻眼爆破法的主要工序包括：凿岩、爆破、装

2、岩、支护凿岩、爆破、装岩、支护；辅助工序包括：辅助工序包括：工作面通风、排水、接管道、照明、铺轨和测工作面通风、排水、接管道、照明、铺轨和测量等量等。主要工序按一定顺序依次进行的作业方式称为主要工序按一定顺序依次进行的作业方式称为单行作业单行作业。单行作业各工序互不干扰，组织管理方。单行作业各工序互不干扰，组织管理方便，但效率较低。便，但效率较低。几个主要工序在同一时间内平行进行的作业方几个主要工序在同一时间内平行进行的作业方式称为式称为平行作业平行作业，其优缺点与单行作业恰好相反。，其优缺点与单行作业恰好相反。从凿岩开始到装岩、铺轨和支护完毕，为一个从凿岩开始到装岩、铺轨和支护完毕，为一个掘

3、进循环掘进循环，巷道由此向前掘进了一段距离。，巷道由此向前掘进了一段距离。一、一、钻眼爆破法钻眼爆破法凿岩爆破法施工工艺：凿岩爆破法施工工艺：掘进工序：掘进工序：钻眼钻眼装药联线装药联线放炮通风放炮通风支护支护装岩运输装岩运输成巷成巷工具设备：工具设备：凿岩机、炸药、局部通风机、装岩机凿岩机、炸药、局部通风机、装岩机锚、喷、网、架、煤电钻、风镐雷管、放炮器锚、喷、网、架、煤电钻、风镐雷管、放炮器、风筒、矿车电机车、矿车、风筒、矿车电机车、矿车凿岩机凿岩机浅浅 孔：深度小于孔：深度小于2.5m，直径小于，直径小于42mm；中深孔：深度中深孔：深度2.54m，直径小于，直径小于50mm；深深 孔：

4、深度大于孔：深度大于4m，直径大于，直径大于50mm。钻眼爆破法钻眼爆破法锚网喷一般工艺流程锚网喷一般工艺流程架棚一般工艺流程架棚一般工艺流程!巷道掘进中，破碎岩石是一项主要工序，也是掘巷道掘进中，破碎岩石是一项主要工序，也是掘进施工的第一道主要工序。破碎岩石主要采用凿进施工的第一道主要工序。破碎岩石主要采用凿岩爆破的方法，岩爆破的方法，凿岩爆破约占一个掘进循环时间凿岩爆破约占一个掘进循环时间的的40%60%。凿岩爆破工作的好坏，对巷道掘进。凿岩爆破工作的好坏，对巷道掘进速度、规格质量、支护效果、掘进成本等，都有速度、规格质量、支护效果、掘进成本等，都有较大的影响。较大的影响。!矿山平巷掘进中

5、，常用的凿岩设备是矿山平巷掘进中，常用的凿岩设备是气腿式风动气腿式风动凿岩机凿岩机，如，如7655、YT-24等；凿岩工具多采用锥形等；凿岩工具多采用锥形连接的活头钎杆。为提高凿岩效率，降低工人劳连接的活头钎杆。为提高凿岩效率，降低工人劳动强度，一些大中型矿山在大断面平巷掘进中采动强度，一些大中型矿山在大断面平巷掘进中采用了用了凿岩台车凿岩台车。凿岩台车属无轨设备，具有独立。凿岩台车属无轨设备，具有独立行走装置，液压凿岩，凿岩速度大大提高。行走装置，液压凿岩，凿岩速度大大提高。表表4.1 凿岩设备凿岩设备 凿岩设备孔径（mm）孔深（mm）特点和适用条件 气腿式凿岩机 3643 2.5 应用普遍

6、，设备轻，灵活，移动方便。作业条件较差，劳动强度较大 掘进钻车与导轨式凿岩机配套 3650 3.0机械化程度高，施工巷道的断面要满足钻车的技术要求 掘进钻车与液压凿岩机配套 4050 5.0 机械化程度高,作业条件好,效率高,作业噪声低，施工巷道要满足钻车的技术要求 目前，我国矿山平巷掘进所用的凿岩设备特点及适应条件见表4.1。One-boom rig 三臂凿岩台车三臂凿岩台车!巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的，俗称巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的，俗称!独头掘进。因此，要达到理想的爆破效果，必须独头掘进。因此，要达到理想的爆破效果，必须将各种不同作

7、用的炮眼将各种不同作用的炮眼合理地布置在相应位置上合理地布置在相应位置上，使每个炮眼都能起到应有的爆破效果。，使每个炮眼都能起到应有的爆破效果。!掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼掏槽眼、辅助眼和周边眼（如图（如图4.1所示）。其爆破顺序必须是所示）。其爆破顺序必须是延期起爆延期起爆，即，即先爆掏槽眼，然后先爆掏槽眼，然后起爆辅助眼，最后起爆周边眼起爆辅助眼，最后起爆周边眼。321图图4.1 平巷掘进的炮眼布置平巷掘进的炮眼布置1掏槽眼；2辅助眼；3周边眼（1）掏槽眼）掏槽眼在工作面上将某一部分岩石爆破并抛出，使工在工作面上将某一

8、部分岩石爆破并抛出，使工作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创造有利条件，提高破岩效率。造有利条件，提高破岩效率。（2）辅助眼）辅助眼辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼和大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼和周边眼之间，炮眼方向一般垂直于工作面。周边眼之间，炮眼方向一般垂直于工作面。（3）周边眼）周边眼周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。为保证巷道成型道断面设计轮廓的炮眼。为保证巷道成型规整，减少支护工程量，可

9、采用光面爆破规整，减少支护工程量，可采用光面爆破技术。技术。2、掏槽眼分类、掏槽眼分类根据井巷断面形状规格、岩石性质和地质构造等条件，根据井巷断面形状规格、岩石性质和地质构造等条件，掏槽眼的排列形式可分为倾斜掏槽和垂直掏槽两大类。掏槽眼的排列形式可分为倾斜掏槽和垂直掏槽两大类。（1 1）倾斜掏槽倾斜掏槽 掏槽眼与自由面斜交掏槽眼与自由面斜交。在软岩或具有层理、。在软岩或具有层理、节理、裂隙或软夹层的岩石中，可用节理、裂隙或软夹层的岩石中，可用单倾斜掏单倾斜掏槽槽，其掏槽位置可视自然弱面存在的情况而定，其掏槽位置可视自然弱面存在的情况而定，掏槽眼倾斜角依岩石可爆性不同而定，一般取掏槽眼倾斜角依岩

10、石可爆性不同而定，一般取5070。在中硬以上均质岩石、断面尺寸大于在中硬以上均质岩石、断面尺寸大于4m2的井巷掘进中，可采取相向倾斜眼组成的井巷掘进中，可采取相向倾斜眼组成楔形掏楔形掏槽槽(图图4.2)。每对炮眼底部间距一般取。每对炮眼底部间距一般取1020cm，眼口之间的距离取决于眼深及倾角的大小，掏眼口之间的距离取决于眼深及倾角的大小，掏槽眼同工作面的交角通常为槽眼同工作面的交角通常为6075；图图4.2 倾斜掏槽的炮眼布置形式倾斜掏槽的炮眼布置形式 楔形掏槽楔形掏槽可分为可分为垂直楔形掏槽和水平楔形垂直楔形掏槽和水平楔形掏槽掏槽两种，前者打眼比较方便，使用较广。两种，前者打眼比较方便，使

11、用较广。对对岩石特别难爆且断面尺寸又大或眼深超过岩石特别难爆且断面尺寸又大或眼深超过2m时，时，可增加可增加23对深度较小的初始掏槽眼，以形成双对深度较小的初始掏槽眼，以形成双楔形掏槽。楔形掏槽。若将楔形掏槽的掏槽眼以同等角度向槽底若将楔形掏槽的掏槽眼以同等角度向槽底集中，但各眼并不互相贯通，则形成集中，但各眼并不互相贯通，则形成锥形掏槽锥形掏槽，通常可排成通常可排成角锥形和圆锥形角锥形和圆锥形等形式，后者适用等形式，后者适用于圆形断面井筒掘进工作。于圆形断面井筒掘进工作。倾斜掏槽的优点是倾斜掏槽的优点是所需掏槽眼数少且易抛所需掏槽眼数少且易抛出掏槽范围内的岩石，出掏槽范围内的岩石，缺点是缺点

12、是孔深受限于断面孔深受限于断面尺寸，石碴抛掷较远。尺寸，石碴抛掷较远。图图4.2 倾斜掏槽的炮眼布置形式倾斜掏槽的炮眼布置形式 （2 2）垂直掏槽）垂直掏槽 掏槽眼都垂直于工作掏槽眼都垂直于工作面面，其中有些炮眼为，其中有些炮眼为空眼，不装药。垂直空眼，不装药。垂直掏槽的形式很多，常掏槽的形式很多，常见的有见的有缝形掏槽、桶缝形掏槽、桶形掏槽形掏槽(图图4.3)和和螺旋螺旋掏槽掏槽。缝形掏槽也称。缝形掏槽也称平行龟裂掏槽，其布平行龟裂掏槽，其布置特点是掏槽眼轴线置特点是掏槽眼轴线处在一个平面内，空处在一个平面内，空眼与装药眼相间布置，眼与装药眼相间布置，眼距眼距815cm，爆后形，爆后形成一条

13、缝隙。成一条缝隙。图图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式垂直掏槽的炮眼布置形式 桶形掏槽桶形掏槽是应用是应用最广的垂直掏槽形式最广的垂直掏槽形式之一，其之一，其槽腔体积大槽腔体积大有利于辅助眼爆破有利于辅助眼爆破；空眼直径可大于或等空眼直径可大于或等于装药眼直径，较大于装药眼直径，较大的空眼直径可形成较的空眼直径可形成较大的人工自由面；大的人工自由面；桶桶形掏槽完全没有向外形掏槽完全没有向外抛碴作用抛碴作用，通常可将，通常可将空眼打深并在孔底装空眼打深并在孔底装一卷药，于全部掏槽一卷药，于全部掏槽眼爆破后起爆以抛出眼爆破后起爆以抛出岩碴。岩碴。图图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式垂直掏槽的炮眼布置形

14、式 螺旋掏槽螺旋掏槽是是桶形掏槽的理想桶形掏槽的理想形式，空眼到各形式，空眼到各装药眼的距离依装药眼的距离依次取空眼直径的次取空眼直径的11.8倍、倍、23.5倍、倍、44.5倍和倍和45.5倍。向上掘倍。向上掘进天井时，采用进天井时，采用桶形掏槽特别适桶形掏槽特别适合。合。图图4.3 垂直掏槽的炮眼布置形式垂直掏槽的炮眼布置形式 掏槽眼：掏槽眼：倾斜掏槽倾斜掏槽 单倾斜单倾斜 楔形掏槽：楔形掏槽：垂直楔形掏槽垂直楔形掏槽 水平楔形掏槽水平楔形掏槽 锥形掏槽锥形掏槽 垂直掏槽垂直掏槽 辅助眼辅助眼周边眼周边眼缝形掏槽缝形掏槽桶形掏槽桶形掏槽螺旋掏槽螺旋掏槽3、爆破!巷道掘进常用的炸药是水胶炸药

15、水胶炸药，采用电雷管电雷管或导爆管起爆。单位炸药消耗量的确定可参考表4.2，结合工程类比和实际经验确定。确定单位炸药消耗量后，再根据巷道断面面积和每循环进尺就可得到每循环应使用的炸药消耗总量：QqSL 式中：S井巷掘进断面面积，m2；L平均炮眼深度，m；炮眼利用率，一般为80%95%。5、掏槽眼与辅助眼的、掏槽眼与辅助眼的装药结构装药结构正向连续装药正向连续装药(a)31反向连续装药反向连续装药(b)周边眼装药结构周边眼装药结构32单段空气柱式装药（单段空气柱式装药（a）空气间隔分段装药空气间隔分段装药（b）不耦合装药不耦合装药33炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有炮眼的填塞质

16、量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用。因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮很大作用。因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用泥并捣实。常用1：3的泥沙混合炮泥，湿度的泥沙混合炮泥，湿度1820%。这种炮。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数。泥既有良好的可塑性，又具有较大的摩擦系数。第三百二十八条第三百二十八条 炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮眼部分应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。泥封

17、实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。禁裸露爆破。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。禁裸露爆破。6、炮眼的填塞、炮眼的填塞第三百二十九条第三百二十九条 炮眼深度和炮眼的封泥炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求：长度应符合下列要求：炮眼深度炮眼深度小于小于0.6m时，时，不得装药、爆破不得装药、爆破；在特殊条件下，如在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶挖底、刷帮、挑顶确需浅眼确需浅眼爆破时，必须制定爆破时，必须制定安全措施安全措施，炮眼深度可以小，炮眼深度可以小于于0.6m，但必须，但必须封满炮泥封满炮泥。炮眼深度为炮眼深度为0.61m时时，

18、封泥长度不得小于，封泥长度不得小于炮眼深度的炮眼深度的1/2。炮眼深度超过炮眼深度超过1m时时，封泥长度不得小于，封泥长度不得小于0.5m。炮眼深度超过炮眼深度超过2.5m时时，封泥长度不得小于，封泥长度不得小于1m。光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于且封泥长度不得小于0.3m。工作面有工作面有2个或个或2个以上自由面时，在煤层个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵，在岩层中最小抵抗线不得小于抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小

19、于最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。3435钻眼爆破工作必须严格按煤矿安全规程和矿山井巷工程及验钻眼爆破工作必须严格按煤矿安全规程和矿山井巷工程及验收规范有关规定执行，一般收规范有关规定执行，一般 应注意以下几点：应注意以下几点：1钻眼安全注意事项钻眼安全注意事项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。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。不允许在残眼内继续钻眼。不允许在残眼内继续钻眼。开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后在开大风门。开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后在开大风门。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；凿岩为避免

20、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，应随时提防断钎。时钻工应站稳，应随时提防断钎。一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。缺水或停水时、应立即停止钻眼。缺水或停水时、应立即停止钻眼。工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存放。工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存放。钻眼爆破安全技术钻眼爆破安全技术36 2爆破安全注意事项爆破安全注意事项 装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照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，照明灯和导线

21、也应撤离工作面一定明以外的一切设备的电源，照明灯和导线也应撤离工作面一定距离。距离。放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导通。通。在规定的地点装配引药。在规定的地点装配引药。检查工作面检查工作面20m范围内的瓦斯含量，按煤矿安全规程范围内的瓦斯含量，按煤矿安全规程有关规定处理。有关规定处理。装药时要细心的将药卷送到眼底，防止擦破药卷，装错雷装药时要细心的将药卷送到眼底，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

22、使用防水管段号，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。药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。钻眼爆破安全技术（续）钻眼爆破安全技术（续）7、工作面通风、工作面通风 为使爆破后工作面的炮烟和粉尘能尽快排出，并提供为使爆破后工作面的炮烟和粉尘能尽快排出，并提供足够的新鲜空气，以改善劳动条件，可采用局扇进行机足够的新鲜空气，以改善劳动条件，可采用局扇进行机械通风。械通风。38一、通风方式一、通风方式二、掘进通风设施二、掘进通风设施三、独头长距离巷道通三、独头长距离巷道通风风四、综合防尘四、综合防尘掘进通风与综合防尘掘进通风与综合防尘 39压入式通风压入式通风

23、 抽出式通风抽出式通风 混合式通风混合式通风一、通风方式一、通风方式压入式通风压入式通风40 1.优点：这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒，优点：这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒，能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。10m 2.缺点：排出的炮烟在巷道中蔓延扩散，时间较长，工缺点：排出的炮烟在巷道中蔓延扩散，时间较长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。3.局扇、风筒的布置要求局扇、风筒的布置要求抽出式通风抽出式通风 1.优点：其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出，不污染巷道。优点：其优点是炮烟等有害

24、气体沿风筒排出，不污染巷道。2.缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的工作面不宜采用。工作面不宜采用。4110m3.特点：这种通风方式一般要采用金属风筒特点：这种通风方式一般要采用金属风筒混合式通风混合式通风4210m 1.特点：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用，特点：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用，为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风，为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风，新鲜风

25、流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。10m2.局扇、风筒的布置要求局扇、风筒的布置要求综合防尘综合防尘掘进岩石巷道时，产生大量的岩石粉尘，根据测定这些粉掘进岩石巷道时，产生大量的岩石粉尘，根据测定这些粉尘尘中含有游离二氧化硅中含有游离二氧化硅3070%，其中大量的是粒径小于，其中大量的是粒径小于5m的的粉尘。这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内，时间久了就粉尘。这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内，时间久了就易患矽肺病严重地影响工人的身体健康。易患矽肺病严重地影响工人的身体健康。43 1湿式钻眼湿式钻眼是综合防尘最主要的技术措施。是综合防尘最主

26、要的技术措施。2喷雾、洒水对防尘和降尘都有良好的作用。喷雾、洒水对防尘和降尘都有良好的作用。3加强通风排尘工作。加强通风排尘工作。4加强个人防护工作。加强个人防护工作。岩石的装运工作是最繁重最费时的工序，约占掘进循环总时的3550。应根据我国目前矿山岩石装运机械的发展情况，选择矿山常用的、配套适宜的装运机械所组成的装运作业线及典型设备。把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出把掘进工作面爆破下来的岩石装入矿车运出工作面，就是岩石的工作面，就是岩石的装运作业装运作业，亦称，亦称出渣出渣。使用。使用较多的装载设备是铲斗式装岩机、耙斗式装岩机较多的装载设备是铲斗式装岩机、耙斗式装岩机和矿车，如图和矿车

27、，如图4.4所示。所示。图图4.4 装岩机装岩过程示意图装岩机装岩过程示意图 装岩机有以压气作动力的，也有以电为动力的。当装装岩机有以压气作动力的，也有以电为动力的。当装岩机向前运动时，铲斗插入岩堆铲取岩石；铲满后提升铲岩机向前运动时，铲斗插入岩堆铲取岩石；铲满后提升铲斗并向后翻转，装入后面的矿车；然后下落铲斗，再次铲斗并向后翻转，装入后面的矿车；然后下落铲斗，再次铲装。一辆矿车装满后移出，调入另一辆矿车继续装岩。这装。一辆矿车装满后移出，调入另一辆矿车继续装岩。这种装岩机可供井下平巷和倾角在种装岩机可供井下平巷和倾角在8 8以下的斜井掘进装岩之以下的斜井掘进装岩之用。它适用于高度大于用。它适

28、用于高度大于2.2m2.2m的巷道，最大装岩宽度为的巷道，最大装岩宽度为2.2m2.2m。图图4.5 装岩机与矿车装运作业示意图装岩机与矿车装运作业示意图l调车道岔；调车道岔；2空车；空车；3电机车；电机车；4重车；重车；5装岩机装岩机 图图4.5的作业线为双轨运输，分别为空车道和重车道，装的作业线为双轨运输，分别为空车道和重车道，装载时装岩机和矿车经由调车道岔分别在两条轨道上装岩。调载时装岩机和矿车经由调车道岔分别在两条轨道上装岩。调车道岔随着工作面的前进每隔车道岔随着工作面的前进每隔2030m移动一次。移动一次。图图4.6 耙斗装岩机总装及耙矿作业示意图耙斗装岩机总装及耙矿作业示意图1连杆

29、；连杆；2主、副滚筒；主、副滚筒；3卡轨器；卡轨器；4操作手把；操作手把；5调整螺丝；调整螺丝；6耙斗；耙斗；7固定楔；固定楔；8尾轮；尾轮；9耙斗钢丝绳；耙斗钢丝绳；10电动机；电动机；11减速器；减速器；12架绳轮；架绳轮；13卸料槽；卸料槽；14矿车矿车 耙斗装岩机。它是一种结构简单、制造容易、高效的装岩设备。这种装岩机适用耙斗装岩机。它是一种结构简单、制造容易、高效的装岩设备。这种装岩机适用于净高于净高2.2m、宽、宽2m以上的水平巷道或小倾角的斜巷，也能用于弯道。耙斗装岩机以上的水平巷道或小倾角的斜巷，也能用于弯道。耙斗装岩机是由是由绞车、耙斗、车体、卸料槽绞车、耙斗、车体、卸料槽，

30、以及，以及主尾绳和滑轮主尾绳和滑轮等组成的组合机械。工作情况等组成的组合机械。工作情况见图见图4.6所示。所示。耙斗装岩机与铲斗后卸式装岩机比较，具有结构简单、维修量小、操作容易、安耙斗装岩机与铲斗后卸式装岩机比较，具有结构简单、维修量小、操作容易、安全可靠、岩尘量小、适用面广以及装岩生产率高等优点，但在硬岩中效率较低，在全可靠、岩尘量小、适用面广以及装岩生产率高等优点，但在硬岩中效率较低，在软岩中固定楔难固定。软岩中固定楔难固定。4849 耙斗装载机在工作前，用卡轨器卡轨器将台车固定在轨道上，并用固定楔将尾轮悬吊在工作面的适当位置上。5051耙斗装载机 可在拐弯巷道中作业可在拐弯巷道中作业

31、装运作业中，调车工作是很频繁的，每当装满一个矿车装运作业中，调车工作是很频繁的，每当装满一个矿车便要推出重车换入空车。在调车过程中，装岩工作便暂时中便要推出重车换入空车。在调车过程中，装岩工作便暂时中断，装岩机的利用率会因此而降低。因此断，装岩机的利用率会因此而降低。因此需要改进调车方法，需要改进调车方法，以提高装岩机的利用率以提高装岩机的利用率。目前，巷道掘进中的调车方法和设。目前，巷道掘进中的调车方法和设备很多。最常用的调车方法是浮放道岔调车，双轨巷道用双备很多。最常用的调车方法是浮放道岔调车，双轨巷道用双向菱形浮放道岔。将浮放道岔安放在距工作面向菱形浮放道岔。将浮放道岔安放在距工作面10

32、25m的原的原有轨道上，在工作面附近形成一个浮放的错车道，并能随工有轨道上，在工作面附近形成一个浮放的错车道，并能随工作面的推进而向前移动，能经常保持距工作面较短的调车距作面的推进而向前移动，能经常保持距工作面较短的调车距离。此外，装岩机可以交替在两条轨道上装岩，加大装岩宽离。此外，装岩机可以交替在两条轨道上装岩，加大装岩宽度，提高装岩效率。单轨巷道宽度能并列两辆矿车时，可采度，提高装岩效率。单轨巷道宽度能并列两辆矿车时，可采用单轨上浮放双轨道岔的浮放错车场。用单轨上浮放双轨道岔的浮放错车场。固定错车场调车法固定错车场调车法装岩机的工时利用率只有装岩机的工时利用率只有20305354缺点：此调

33、车方法一般需要增加道岔的铺设和加宽巷道的工作量，同时不能经常保持较短的调车距离，所以调车效率不高，不能适应快速掘进的要求,需要和其它调车方法配合使用，才能收到较好的效果。优点：简单易行，一般可以用电机车调车，或辅助以人力。装岩机的工时利用率：20%30%使用地点：工程量不大，工期要求较缓的工程。55 活动错车场调车活动错车场调车装岩机的工时利用率可达3040。56浮放道岔浮放道岔2翻框式调车器 5758.风动吊车器调车风动吊车器调车59 装岩效率的单位：装岩效率的单位：/台班或台班或/工工，其数值越高，成本越低。，其数值越高，成本越低。提高其途径：提高其途径：积极推广和研究装岩、运输机械化作业

34、线，不断提高积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间。装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间。积极选用和研制高效能的装岩机，在现有设备中，要积极选用和研制高效能的装岩机，在现有设备中，要根据巷道断面大小选用装岩机。对于双轨巷道尽量选用大根据巷道断面大小选用装岩机。对于双轨巷道尽量选用大型耙斗装岩机型耙斗装岩机ZC-2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型装岩机。一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面装岩机。一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面选用生产能力小的装岩机。选用生产能力小的装岩机。做好爆破工作。当岩石的

35、块度均匀、适宜，堆放集做好爆破工作。当岩石的块度均匀、适宜，堆放集中，且底板平整时，装岩机的效率较高。如中，且底板平整时，装岩机的效率较高。如ZC-20B型铲斗型铲斗式装岩机当块度小于式装岩机当块度小于200500时工作效率最高。部分转载时工作效率最高。部分转载机当岩石块度大于机当岩石块度大于500，则无法正常工作。，则无法正常工作。9、提高装岩机工作效率的途径、提高装岩机工作效率的途径全断面掘进机是实现连续破全断面掘进机是实现连续破岩、装岩、转载、临时支护、岩、装岩、转载、临时支护、喷雾防尘等工序的一种联合喷雾防尘等工序的一种联合机组。岩石全断面掘进机机机组。岩石全断面掘进机机械化程度高，可

36、连续作业，械化程度高，可连续作业，工序简单，施工速度快，施工序简单，施工速度快，施工巷道质量高，支护简单，工巷道质量高，支护简单，工作安全，但构造复杂，成工作安全，但构造复杂，成本高，对掘进巷道的岩石性本高，对掘进巷道的岩石性质和长度均有一定要求。质和长度均有一定要求。01岩巷掘进机一般由移动部分岩巷掘进机一般由移动部分和固定支撑推进两大部分组和固定支撑推进两大部分组成。其中主要包括破岩装置、成。其中主要包括破岩装置、行走推进装置、岩渣装运装行走推进装置、岩渣装运装置、驱动装置、动力供给装置、驱动装置、动力供给装置、方向控制装置、除尘装置、方向控制装置、除尘装置和锚杆安装装置等。置和锚杆安装装

37、置等。02图图4.7为全断面掘进为全断面掘进机系统示意图。全断机系统示意图。全断面掘进机已广泛应用面掘进机已广泛应用于隧道等大断面工程于隧道等大断面工程掘进，在矿山平巷施掘进，在矿山平巷施工中也有应用。工中也有应用。03二、机械掘进法二、机械掘进法图图4.7 岩巷全断面掘进机系统示意图岩巷全断面掘进机系统示意图1刀盘；刀盘；2机头架；机头架；3水平支撑板；水平支撑板；4锚杆钻机；锚杆钻机；5司机房；司机房；6斜带式输送机；斜带式输送机；7转载机；转载机；8龙门架车；龙门架车；9激光指向仪；激光指向仪；10环形支架机；环形支架机；11矿车；矿车；12环形电机车环形电机车 综掘施工工艺流程综掘施工

38、工艺流程1.凿岩台车、侧卸式装载机为主的机械化作业线63岩巷掘进机械化作业线2气腿凿岩机、耙斗装岩机为主的机械化作业线3气腿式凿岩机、蟹爪式装载机、耙斗式装载机或侧卸式装载机、梭式矿车机械化作业线。4以钻装机为主的机械化作业线。64656667 各种硐室的形状、规格和结构差别很大，岩石性质也不相同，采用的施工方法较多。这些施工方法归纳为三类：全断面施工法、导硐施工法、留砟施工法。1-2 1-2 硐室硐室掘进与施工掘进与施工一、一、全断面施工法全断面施工法全断面施工法指在整个断面上向前推进的施工方法。这种方法比较简单，作业集中，便于管理，通风条件好，轨道管线可一次铺成，对提高施工机械化程度和工效

39、有利。适用于围岩稳定、节理不发育、不需临时支护、高度不大的硐室掘进施工。全断面施工法有以下两种形式。（1）全断面一次掘进法这种方法与普通巷道的掘进方法基本相同。由于断面比较大，可适当加大眼深，采用深孔爆破。使用小型风动凿岩设备钻上部炮眼时，可采用登砟作业，装药联线用梯子。这种方法只宜在高度小于5m的硐室中使用。（2）台阶工作面法 当硐室的高度较大，为便于操作，可将硐室分成两个分层，施工时形成台阶状。上分层超前 施工，称正台阶工作面施工法（图4.26）；下分层超前施工时称倒台阶施工法（图4.27）。正台阶工作面施工法的分层高度不超过1.82.5m，上分层台阶工作面一般超前35m。台阶不宜超前过多

40、，以免增加上部台阶扒砟工作量。下部台阶的炮眼布置可以是水平眼，也可以是垂直眼。图4.26 正台阶工作面施工示意图 图4.27 倒台阶工作面施工示意图 抚顺龙风矿抚顺龙风矿635m635m东部水泵房硐室，围岩为比较稳定的页岩、东部水泵房硐室，围岩为比较稳定的页岩、砂质页岩，硐室断面为三心拱形，掘进断面砂质页岩，硐室断面为三心拱形，掘进断面27.1m27.1m2 2，掘进宽度为，掘进宽度为5.6m5.6m，掘进高度为，掘进高度为4.5m4.5m。该水泵房领空采用。该水泵房领空采用正台阶工作面施工法正台阶工作面施工法，上分层工作面高上分层工作面高2.5m2.5m，超前，超前2.0m2.0m左右，下分

41、层工作面呈左右，下分层工作面呈4545斜坡，斜坡，以便将上分层的废石溜放到下分层集中用装岩机装岩。每掘进两以便将上分层的废石溜放到下分层集中用装岩机装岩。每掘进两班之后，用一班的时间打锚杆并先喷班之后，用一班的时间打锚杆并先喷5mm5mm厚的水泥砂浆以临时封闭厚的水泥砂浆以临时封闭围岩。待掘进围岩。待掘进252530m30m后，再按设计规定厚度喷射混凝土永久支护。后，再按设计规定厚度喷射混凝土永久支护。抚顺老虎台矿抚顺老虎台矿580580米中央水泵房硐室采用米中央水泵房硐室采用倒台阶工作面施工倒台阶工作面施工法法。该硐室的围岩是坚固稳定的花岗片麻岩，掘进断面。该硐室的围岩是坚固稳定的花岗片麻岩

42、，掘进断面16.2516.25米米2 2，三心拱形，掘进宽度在拱邦为三心拱形，掘进宽度在拱邦为7.57.5米，立墙部分为米，立墙部分为7.17.1米，掘进高米，掘进高度为度为6.16.1米。下分层工作面高度为米。下分层工作面高度为3.53.5米，超前米，超前3 35 5米，边掘边锚；米，边掘边锚；上分层工作时利用挑顶的矸石堆作脚手架打锚杆。顶板岩石稳定上分层工作时利用挑顶的矸石堆作脚手架打锚杆。顶板岩石稳定时，掘锚时，掘锚15m15m即进行喷射混凝土，并浇筑混凝土侧墙；顶板岩石不即进行喷射混凝土，并浇筑混凝土侧墙；顶板岩石不大稳定时，可边掘进边锚边挂金属网，最后喷射混凝土。大稳定时，可边掘进边

43、锚边挂金属网，最后喷射混凝土。二、二、导硐施工法导硐施工法 借助辅助巷道开挖大断面硐室的方法称为导硐法。这种方法多用于松软破碎地段。围岩稳定，但断面特大（50m2以上）也可采用。导硐是临时性辅助巷道，断面48m2不等，用于施工期的通风、行人和运输。根据导硐位置的不同分中央下导硐施工法、两侧导硐施工法和上下导硐施工法等。（1）中央下导硐施工法 导硐一般布置在硐室中央的下部。导硐掘到位置后再进行扩帮、挑顶并完成永久支护。扩帮、挑顶的施工顺序，可以先挑顶后扩帮，如图4.28所示，也可以先扩帮后挑顶，如图4.29所示。前一种顺序多用于锚喷支护，后一种适用于混凝土砌碹支护。图4.28 下导硐先拱后墙开挖

44、顺序图1下导硐；2挑顶；3拱部光面层；4扩帮；5墙部光面层 图4.29 下导硐先墙后拱开挖顺序图1下导硐；2扩帮；3墙面光面层；4挑顶；5拱部光面层（2）两侧导硐施工法 当硐室跨度较大、围岩较松软不稳定时，一般选用两侧导硐施工法。导硐布置在硐室两侧，紧靠硐室的侧墙。导硐的断面尺寸一般为宽1.51.8m，高2m。施工顺序为随掘导硐随砌墙（图4.30），并逐步向上扩大。导硐扩大时落下的砟石可作工作台之用，再把墙接上去。当墙全部砌完后由两侧开始挑顶、砌拱，最后将拱部掘砌完毕后，再挖去中间岩柱。图4.30 两侧下导硐开挖顺序图l两侧下导硐；2墙部光面层；3挑顶；4拱部光面层；5中心岩柱三、三、留砟施工

45、法留砟施工法 这种施工方法与浅孔留矿法相似。施工顺序是自下而上分层进行，图4.31为某矿粗碎硐室施工示意图。先掘出下部储砟仓、井筒与硐室的联络巷道以及储砟仓以下砟石运输系统，以解决施工过程中的行人、运输、通风等问题。然后由联络巷道进入硐室并沿硐室整个断面拉出底槽，用上向凿岩机钻凿上向炮眼，分层爆破。每爆破一次，要从下部漏斗放出一部分砟石，使硐室内的砟石面与顶板保持1.82.0m的空间，以便继续凿岩、爆破作业，直到掘至主硐顶板为止。最后自上而下进行支护，边支护边放出硐室中的砟石。这种方法要求岩层中等以上稳定，整体性好。图4.31 某矿破碎硐室采用留矿法施工示意图l上向炮眼；2作业空间；3顺路天井

46、；4主井络道；5副井联络道；6下部储砟仓；7主井；8副井 硐室施工方法的选择，主要取决于硐室施工方法的选择，主要取决于硐室的断面大小硐室的断面大小和和围岩的稳围岩的稳定性定性，另外还与，另外还与施工方法、支护型式施工方法、支护型式等人为因素有关。等人为因素有关。近十多年来，硐室施工技术的发展主要表现在以下几个方面近十多年来，硐室施工技术的发展主要表现在以下几个方面：（1 1）在硐室工程中成功地应用了）在硐室工程中成功地应用了光爆锚喷技术光爆锚喷技术。光爆锚喷技术可以。光爆锚喷技术可以综合有效地提高围岩的稳定性和施工作业的安全性，大大地减少硐室综合有效地提高围岩的稳定性和施工作业的安全性，大大地

47、减少硐室施工的难度。施工的难度。（2 2）由于锚喷技术在硐室工程中的应用，促进了硐室施工方法的简）由于锚喷技术在硐室工程中的应用，促进了硐室施工方法的简化。化。用自上向下分层逐步取代了自下向上分层，全断面施工逐步取代用自上向下分层逐步取代了自下向上分层，全断面施工逐步取代了导硐法施工了导硐法施工。下行分层和全断面施工硐室步骤简单、效率高、进度。下行分层和全断面施工硐室步骤简单、效率高、进度快、安全和质量容易保证，使硐室工程的施工工期大为缩短。快、安全和质量容易保证，使硐室工程的施工工期大为缩短。硐室施工方法选择硐室施工方法选择（3 3）硐室支护多采用锚、喷、网、砌复合支护形式和硐室支护多采用锚

48、、喷、网、砌复合支护形式和“二次二次支护支护”技术，即先进行一次支护，再进行二次支护。技术，即先进行一次支护，再进行二次支护。一次支护一次支护选用具有一定可缩性的锚喷或锚喷网支护型式，其本身是永久选用具有一定可缩性的锚喷或锚喷网支护型式，其本身是永久支护的组成部分；二次支护现多选用刚性较大的混凝土或钢筋支护的组成部分；二次支护现多选用刚性较大的混凝土或钢筋混凝土整体浇筑，也可用锚喷支护。混凝土整体浇筑，也可用锚喷支护。（4 4）采用了）采用了先进的设备和工艺，提高了硐室施工的机械化水平先进的设备和工艺，提高了硐室施工的机械化水平。如使用反井钻机钻扩井下圆筒式煤仓、立井砌壁中用液压滑升如使用反井

49、钻机钻扩井下圆筒式煤仓、立井砌壁中用液压滑升模板过马头门和箕斗装载硐室等，加快了工程进度，提高了工模板过马头门和箕斗装载硐室等，加快了工程进度，提高了工程质量。程质量。施工技术的进步，改善了硐室工程施工的面貌，我国煤矿施工技术的进步，改善了硐室工程施工的面貌，我国煤矿井下的不少硐室施工都取得了速度快、效率高、质量好、成本井下的不少硐室施工都取得了速度快、效率高、质量好、成本低的技术经济效果，为我国硐室工程积累了宝贵的经验。低的技术经济效果，为我国硐室工程积累了宝贵的经验。四马头门硐室施工四马头门硐室施工 马头门的施工，必须与井筒施工统筹考虑，合理安排。根据马头门的施工，必须与井筒施工统筹考虑，

50、合理安排。根据马头门与井筒之间的施工顺序的先后，我国现有的马头门施工方法马头门与井筒之间的施工顺序的先后，我国现有的马头门施工方法可分为两大类，即与井筒同时施工法和与井筒顺序施工法。可分为两大类，即与井筒同时施工法和与井筒顺序施工法。1.1.马头门与井筒同时施工马头门与井筒同时施工 当井筒掘进到马头门上方当井筒掘进到马头门上方4 46m6m处时，暂停掘进，并将上段井处时，暂停掘进，并将上段井壁砌好，随后再向下掘进，当掘到马头门硐口处时，随井筒的下掘壁砌好，随后再向下掘进，当掘到马头门硐口处时，随井筒的下掘将马头门同时掘进出来，然后再将马头门和这段井壁一次砌好。待将马头门同时掘进出来，然后再将马