煤矿掘进科掘进培训讲义课件.ppt

1、掘进培训讲义裴沟煤矿掘进科2014年2023-1-152掘 进 井巷掘进是达到采煤目的的“先行官”，要采煤必须先掘进。因此，煤矿生产必须贯彻“采掘并举，掘进先行”的方针。掘进最先揭露地质构造，最先见煤，在一般情况下都是独头掘进，通风管理较困难，包括瓦斯在内的各种有害气体容易超限或积聚，引发灾害事故的因素较多，因此，实现掘进安全十分重要。第一节第一节 煤矿的基础知识煤矿的基础知识第九节第九节 炮眼布置炮眼布置第十节第十节 质量标准化质量标准化目录目录第一节 煤的基础知识一、煤的形成与分类1、煤的形成 煤是由古代植物变化而成。2、煤的分类 按照工业用途，煤可以分以下三类:动力煤，化工用煤，炼焦煤

2、二、煤层的分类及顶、底板 按煤层厚度分类:1、薄煤层：厚度3.5m 4、特厚煤层：厚度6m 我矿主采二1煤层，厚度1.1425.86m，平均厚度为7.16m，一般为厚煤层，局部为特厚煤层。三、顶底板 煤层的顶底板是指煤层中位于煤层上一定距离内的岩层，按照沉积的先后顺序在正常情况下，赋存在煤层之上、在煤层之后形成的岩层叫顶板。赋存在煤层之下、先于煤层生成的邻近岩层叫底板。顶板：根据顶板自然层位的岩性、厚度、与煤的相对位置及垮落难易程度，可分为伪顶、直接顶、老顶三种类型 底板：底板可分为直接底板和老底两种2023-1-157三、顶底板伪顶：是直接覆盖在煤层之上的，极易随煤炭的采出而同 时垮落，厚度

3、不大，一般在以下，岩性多为炭质泥岩，俗称硫矸。直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上，具有一定的稳定性，常随着采煤工作面移架或回柱工序的完成而自行垮落的岩层。多为泥岩、砂质泥岩。老顶老顶：是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。一般在长时间内不易自行垮落，在采空区上方悬露一段时间，当达到一定悬露面积之后才垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石组成。本矿井老顶为大占砂岩。2023-1-158三、顶底板伪底伪底：直接位于煤层之下的薄而软弱的岩层，岩性多为炭质页岩或泥岩，厚度不大。直接底直接底：位于煤层之下与煤层直接接触的硬度较低的岩层。一般无明显的层理

4、，直接底的厚度一般不大，常见的几十厘米，通常为泥岩、页岩或粘土岩。老底老底：位于直接底之下的比较坚硬的岩层，常为粉砂岩、砂岩和石灰岩等。2023-1-159四、地质构造褶皱 岩层受地质力作用，发生变形，产生一系列的波浪状弯曲，称为褶皱。岩层单独的一个弯曲叫做褶曲。褶曲的基本形态是向斜和背斜。2023-1-1510四、地质构造断裂构造 断裂构造可分为节理和断层两类。节理：岩石中，两侧岩层没有发生显著位移的裂隙称为节理。断层：岩石在地质力作用下发生断裂，而且沿着断裂面（带）两侧的岩层发生显著位移，这种断裂面称为断层。断层可分为：正断层、逆断层 本矿井已揭露和探明断层均为正断层，其中较大断层有：油坊

5、沟断层、王家沟断层、浮山寨断层等。2023-1-1511四、地质构造2023-1-1512井田开拓 按井硐的形式，井田开拓方式可分为斜井开拓、立井开拓和平硐开拓三种方式。斜井开拓和立井开拓各有优缺点，要结合煤层赋存特征、地质条件、地面地形、技术装备和经济因素综合分析和比较来确定最合适的井筒形式。平硐开拓，就是从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的煤层。该开拓方式最简单、经济。五、矿井开拓2023-1-15131、主井2、副井3、井底车场4、主要运输石门5、运输石门6、风井7、回风石门8、回风大巷9、采区运输石门10、车长绕道11、材料车场12、采区煤仓13、行人进风巷14、运输上山15、轨道上山

6、16、上山绞车房17、回风石门18、上部车场19、中部车场20、运输平巷21、下区段回风平巷22、联络巷23、区段回风平巷24、开切眼25、采煤工作面五、矿井开拓 本矿井开拓方式为立井多水平上下山开拓，共有+50、-110和-300三个生产水平。共布置有一个主井，两个副井，主井井筒深度211.98m，副井井筒深度176.16m，深部立井井筒深度522.8m2023-1-1515 井巷工程施工对象 井筒、巷道和硐室。本矿掘进工作的主要对象为巷道和硐室。六、井巷基本概念六、巷道基本概念岩巷：当岩层占掘进工作面当岩层占掘进工作面4/54/5以上时（包括以上时（包括4/54/5），即称为岩巷），即称为

7、岩巷煤巷：沿煤层方向掘进时沿煤层方向掘进时，当煤层占掘进工作当煤层占掘进工作面面4/54/5以上时（包括以上时（包括4/54/5），即称为煤巷），即称为煤巷半煤巷半煤巷：沿煤层方向掘进时沿煤层方向掘进时，当煤层占掘进工当煤层占掘进工作面作面1/51/54/54/5时，即称为半煤巷时，即称为半煤巷巷道顶（底）板巷道顶（底）板：构成巷道顶：构成巷道顶(底底)部的岩石面，部的岩石面，叫巷道顶叫巷道顶(底底)板，两侧的岩石面叫两帮板，两侧的岩石面叫两帮工作面工作面：正在施工的井巷，其末端随掘进工作：正在施工的井巷，其末端随掘进工作不断向前移动的煤岩面称为工作面不断向前移动的煤岩面称为工作面第二节 巷道

8、断面煤矿巷道类型巷道断面形状三类九种巷道断面形状影响巷道断面选择的因素（1）作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷）作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。道断面形状时起主要作用。（2）巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形）巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。状不可缺少的重要因素。（3）矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，）矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；也直接影响巷道断面形状的选择；（4）掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的）掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。选择也有一定影响。（5）需要风量大的矿井

9、，选择通风阻力小的断）需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。通常经验当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，服务当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，服务年限不长时，一般宜选用矿用工字钢支架、年限不长时，一般宜选用矿用工字钢支架、锚杆或钢筋混凝土支架进行支护，其断面锚杆或钢筋混凝土支架进行支护，其断面形状一般为梯形、矩形。形状一般为梯形、矩形。如采区内的准备巷道和回采巷道。如采区内的准备巷道和回采巷道。通常经验当巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且服当巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且服务年限较长时，一般宜采用锚喷、混凝土务年限

10、较长时，一般宜采用锚喷、混凝土砌碹、料石砌碹或砌碹、料石砌碹或U型钢可缩性支架进行支型钢可缩性支架进行支护，断面形状一般为拱形、圆形或椭圆形。护，断面形状一般为拱形、圆形或椭圆形。如井底车场巷道、主要运输大巷、回风如井底车场巷道、主要运输大巷、回风大巷或服务年限较长的准备巷道。大巷或服务年限较长的准备巷道。巷道断面尺寸煤矿安全规程煤矿安全规程规定：巷道净断面必须满足规定：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、检行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修和施工的需要。修和施工的需要。巷道断面尺寸主要取决于：巷道断面尺寸主要取决于：1.巷道用途；巷道用途；2.存放或通过它的机械、

11、器材或运输设备的存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格；数量及规格；3.人行道宽度和各种安全间隙；人行道宽度和各种安全间隙；4.通过巷道的风量。通过巷道的风量。2023-1-1523三、巷道施工工艺巷道施工时的主要工序是破、装、运、支，辅助工序有排水、砌水沟、通风、铺轨（或移装运设备）和测量等。破就是把煤或岩石破碎下来，装和运是把破碎下来的煤或矸石装入矿车或输送机运走，支则是对新掘出来的巷道进行支护。2023-1-1524三、巷道施工工艺破碎煤或岩石的方法有两种：一种是我国目前应用最广泛的钻眼爆破法；另一种是直接用掘进机破岩或煤，另外，随着煤矿机械化水平的提高，不少矿井已使用综合掘进机

12、，实现破碎、装运一体化。2023-1-1525三、巷道施工工艺（一）钻眼爆破根据岩石、煤的硬度不同，打眼的工具选用风钻、电钻或液压钻机等。其安全措施主要有：1、打眼前要坚持敲帮问顶，及时处理浮矸煤，严禁空顶作业。2、打眼工具要齐备、完好，扶钻杆的人不准带手套，围着的毛巾不准露在外边，袖口扎紧，以免咬住伤人。2023-1-1526 钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序,良好的钻眼爆破工作应该是：炮眼布置 爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和井巷工程施工及验收规范的标准，巷道的方向与坡度应符合设计规定。对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。爆下的岩石块度应有利于提高装岩生产率,岩石堆积状况

13、便于组织装运、便于钻眼与装岩平行作业。爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。2023-1-1527炮眼布置掏槽眼辅助眼周边眼炮眼布置2023-1-1528(四)炮眼布置 除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。炮眼的布置方法和原则如下：工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能，周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各

14、炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。崩落眼均匀的布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。2023-1-1529三、巷道施工工艺3、掘进巷道要先延伸中、腰线，按作业规程要求定眼位、定方向、定深度，工作面炮眼眼底要落在同一平面上（掏槽眼应加深150200MM），各炮眼不得互相打透。4、随时了解工作面煤岩层及其顶、底板岩石性质变化，根据变化及时调整炮眼位置、数量、角度、深度和眼间距。2023-1-1530三、巷道施工工艺坚持“八不打眼”：（1）工作面通风不良不打眼（2）瓦斯超限不打眼（3）顶板不安全不打眼（4）控顶距离超过作业规程规定不打眼（5）工作面伞檐超过规定未处理不打眼（6

15、）瞎炮未处理不打眼（7）风钻无水不打眼（8）有灾害预兆不打眼2023-1-1531三、巷道施工工艺5、打眼过程中不准硬压、强推、头顶、肩械和脚蹬、屁股顶电钻，以免用力过大烧坏电钻的电机。6、风钻打眼时要防止断钎伤人，因此打眼工应是“丁字步、侧身站、手扶钻”，保持炮眼、钻杆、机身一条线，不准骑钻架打眼7、多台钻同进作业时，应使每台钻前后、左右、上下错开一定距离，以方便作业，互不影响，保证安全。8、在煤层中打眼遇到夹石，应停止钻进，换一个位置另打眼，如遇到煤质过硬，电钻出现过负荷现象进，应停止钻进，空转一会儿；如因煤层过松软而排粉不及，会造成夹钎，应注意减轻推力，并每隔一定时间将钎了退出一定距离，

16、排除煤粉，以减轻电钻负荷。2023-1-1532三、巷道施工工艺9、风钻如遇软矸或泥质岩层时，应加大水量和水压，减轻风钻推进力。10、打完眼后，应将打眼工具放到放炮警戒线以外的安全地点，电缆、风水管存放整齐。11、使用液压钻机或掘进机时，应遵守该机的操作规程。12、爆破工作应遵守作业规程中的炮眼布置和爆破说明书的规定。2023-1-1533三、巷道施工工艺（二）装岩装岩（煤）是掘进工作中的一道主要工序，提高装载机械化水平是实现快速掘进的关键之一。我国常用的装载机械有耙斗装岩机，铲斗装岩机和装煤机，不有相当一部分掘进巷道是人工装车。2023-1-1534三、巷道施工工艺1、人工装车（1）人工装车

17、时，应先检查工作地点支架和顶板，应在安全条件下装车，不准在空顶下作业。（2）两人同时装车时，动作应协调，车后 准站人。（3）大块矸石（煤）不准用铁铲装，以防滑落伤人，应用手搬入车内，但应防止碰手，并事先检查矸石完整性，防止搬运中断裂伤人。过大的矸石应用大锤砸碎后再装车。（）注意装满车，但四周不得走出车沿，煤、矸、物料应分别装车。2023-1-1535三、巷道施工工艺（）在下山装车时，人不准站在矿车正下方，装完车后应进入躲避硐或其他安全地点。在上山装车时，使用导向轮拉车的工作面，导向轮必须固定牢靠。在倾斜井巷装车时，必须防止矸石、物料和支架歪倒。2023-1-1536三、巷道施工工艺、机械装车（

18、）使用机械装车时，操作人员必须是经过专门培训，并持证上岗的专职司机，严格按照使用机械的操作规程进行操作。（）使用装岩（煤）机时，装岩机上必须有照明装置。装岩机活动范围内不得有人逗留，或从事其他工作。2023-1-1537三、巷道施工工艺（3）使用耙斗机装岩必须有照明，耙斗机绞车的刹车装置必须完整、可靠。必须装有封闭式金属挡绳栏和防耙斗出槽的护栏。在拐弯巷道装岩（煤）时，必须使用可靠的双向辅助导向轮，清理好机道，并有专人指挥和信号联系。2023-1-1538三、巷道施工工艺耙装机作业开始前，甲烷断电仪的传感器必须悬挂在耙装机作业段的上方。固定钢丝绳滑轮的锚桩及其孔与牢固程度必须达到作业规程规定的

19、要求。在装岩（煤）前，必须将机身和尾轮固定牢靠；严禁在耙斗运行范围内进行其他工作和行人。2023-1-1539三、巷道施工工艺在倾斜井巷移动耙装机时，下方不得有人；倾斜井巷倾角超过20时，在司机前方必须打护身柱或设挡板，并在耙装机前方增设固定装置；倾斜井巷使用耙装机时，必须有防止机身下滑的措施，如卡轨器等。耙装机与工作面之间的距离应按作业规程中的规定执行。2023-1-1540三、巷道施工工艺高瓦斯区域、煤与瓦斯突出危险区域的煤巷掘进工作面，严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。运输随着掘进巷道的运输机械化水平的提高，人力推车的使用范围正在缩小。掘进运输设备有各种矿车、电机车、刮板输送机、带式输送机和转

20、载机等，在斜巷运输中还2023-1-1541三、巷道施工工艺有绞车等，这些设备中的各类司机必须经过培训，持证上岗，且必须按操作规程操作，更不得擅离岗位。人力推车时，一次只准推一个车，严禁推串车。推车时必须时刻注意前方，在开始推车、停车、掉道、发现前方有人以及接近道岔、弯道、巷道口、风门、硐室出口时，推车人必须及时发出警号。严禁在矿2023-1-1542三、巷道施工工艺车两侧推车。同向推车的间距是：坡度小于5时，不得小于10m；坡度大于时，不得小于30m；坡度大于7时，严禁人力推车；严禁蹬车和放飞车；不得在能自动滑行的轨道上停放车辆；推材料车时，材料必须捆绑牢靠，且不得超高超宽。第四节 巷道支护

21、方式一、金属支架支护一、金属支架支护 、梯形金属支架、梯形金属支架主要结构同木支护主要结构同木支护注意梁和棚腿的链接注意梁和棚腿的链接特点：支护能力比木支护强、可特点：支护能力比木支护强、可复用、不可收缩、易弯曲、易锈蚀、初期复用、不可收缩、易弯曲、易锈蚀、初期投资大投资大一、金属支架支护一、金属支架支护 、拱形可伸缩金属支架、拱形可伸缩金属支架 主要有半圆拱可缩性支架、三心拱直腿可主要有半圆拱可缩性支架、三心拱直腿可缩性支架、三心拱曲腿可缩性支架三种、缩性支架、三心拱曲腿可缩性支架三种、其力学特性和适用条件见下表。其力学特性和适用条件见下表。主要使用钢材：型钢主要使用钢材：型钢链接部件为标准

22、件链接部件为标准件 特点：支护能力比梯形钢强、可复用、可特点：支护能力比梯形钢强、可复用、可收缩、不易弯曲、初期投资大。收缩、不易弯曲、初期投资大。2023-1-1545一、金属支架支护一、金属支架支护v金属支架金属支架二、锚杆支护二、锚杆支护锚杆：是一种安设在巷道围岩体内部的杆状锚杆：是一种安设在巷道围岩体内部的杆状锚栓体系。锚栓体系。采用锚杆支护巷道，就是巷道掘进后采用锚杆支护巷道，就是巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆安设在锚向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆安设在锚杆眼内，对巷道围岩予以人工加固，以维杆眼内，对巷道围岩予以人工加固，以维护巷道的稳定护巷道的稳定 锚网、锚索支护、联合之后。

23、锚网、锚索支护、联合之后。锚杆支护的优缺点锚杆支护的优点锚杆支护的优点、支护强度高、适、支护强度高、适应性好应性好、工人劳动强度低、工人劳动强度低、支护成本低、支护成本低、巷道维护费用低、巷道维护费用低、支护速度快、支护速度快、对回采的影响少、对回采的影响少锚杆支护的缺点锚杆支护的缺点、设计技术、工程、设计技术、工程质量要求较高质量要求较高、炮掘后巷道断面、炮掘后巷道断面质量对其影响大质量对其影响大、部分特殊类型岩、部分特殊类型岩体不能使用体不能使用锚杆支护的主要形式锚杆支护的主要形式锚杆喷射混凝土支护（简称锚喷支护）；锚杆喷射混凝土支护（简称锚喷支护）；锚杆、金属网、喷射混凝土支护（简称锚网

24、喷支护）锚杆、金属网、喷射混凝土支护（简称锚网喷支护）锚杆、金属网、钢架、喷射混凝土支护（简称锚网喷锚杆、金属网、钢架、喷射混凝土支护（简称锚网喷架支护）；架支护）；锚杆、喷射混凝和锚索联合支护（简称锚喷索支护）锚杆、喷射混凝和锚索联合支护（简称锚喷索支护）锚杆、金属网和锚索联合支护（简称锚网索支护）；锚杆、金属网和锚索联合支护（简称锚网索支护）；锚杆、梁、金属网联合支护（简称锚梁网支护）；锚杆、梁、金属网联合支护（简称锚梁网支护）；锚杆、金属网、可缩性金属支架联合支护（简称锚网锚杆、金属网、可缩性金属支架联合支护（简称锚网架支护）；架支护）；锚杆、金属网、桁架支护（简称锚网桁支护）；锚杆、金

25、属网、桁架支护（简称锚网桁支护）；锚、梁、网、喷、注浆联合支护；锚、梁、网、喷、注浆联合支护；锚杆支护作用原理锚杆支护作用原理一、悬吊作用一、悬吊作用层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。2023-1-1553锚杆支护作用原理锚杆支护作用原理二、组合梁二、组合梁在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁的各薄岩层挤紧，进步其自承能力。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。2023-1-1554 三、加固拱三、加固拱对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，假如及时用锚杆加固，就能进步岩体结

26、构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。锚杆支护作用原理锚杆支护作用原理2023-1-1555四、减少跨度 减少跨度作用巷道顶板打上锚杆，相当于在该处打上了点柱。因此，就相当于把巷道顶板岩石悬露的跨度缩少了，从而进步了顶板岩层的抗弯曲能力。锚杆支护作用原理锚杆支护作用原理第四节第四节 锚杆的类型、结构锚杆的类型、结构及适用条件及适用条件、木锚杆、竹锚杆、玻璃钢锚杆、金属锚、木锚杆、竹锚杆、玻璃钢锚杆、金属锚杆杆、砂浆锚杆、砂浆锚杆、契缝锚杆、硬水泥锚杆、树契缝锚杆、硬水泥锚杆、树脂锚杆。脂锚杆。、一次性

27、锚杆、复用锚杆、钻装一体锚杆。、一次性锚杆、复用锚杆、钻装一体锚杆。锚杆的类型锚杆的类型、木锚杆、木锚杆普通木锚杆设计锚固力普通木锚杆设计锚固力10KN左右，锚杆孔左右，锚杆孔底充填砂浆，锚固力可达底充填砂浆，锚固力可达20KN左右。锚杆左右。锚杆杆体和楔子应用杂木，垫板可用普通木材。杆体和楔子应用杂木，垫板可用普通木材。使用前锚杆应作防腐处理。如果不作防腐处使用前锚杆应作防腐处理。如果不作防腐处理，使用寿命仅理，使用寿命仅1年左右；如果进行防腐处年左右；如果进行防腐处理，配合喷浆可使用于服务年限理，配合喷浆可使用于服务年限35年的采年的采区巷道。区巷道。木锚杆可以广泛应用于采准巷道，也可用于

28、木锚杆可以广泛应用于采准巷道，也可用于煤层极易破碎的采煤工作面，可防止煤壁过煤层极易破碎的采煤工作面，可防止煤壁过早地塌落，而不影响采煤机截割，对安全生早地塌落，而不影响采煤机截割，对安全生产很有帮助。产很有帮助。锚杆的类型锚杆的类型、竹锚杆、竹锚杆竹锚杆包括竹片锚杆和百夹竹锚杆。竹片锚竹锚杆包括竹片锚杆和百夹竹锚杆。竹片锚杆是杆是4根厚根厚810mm、宽、宽3038mm的竹片，的竹片，用用22号铅丝箍成圆形杆体，箍间距号铅丝箍成圆形杆体，箍间距300400mm，两端至铁箍距离稍大于楔子长度。，两端至铁箍距离稍大于楔子长度。楔子与垫板均用木材制作，要求同普通木锚楔子与垫板均用木材制作，要求同普

29、通木锚杆。竹片锚杆锚固力不够稳定，锚固力略低杆。竹片锚杆锚固力不够稳定，锚固力略低于普通木锚杆。使用前应作防腐处理。于普通木锚杆。使用前应作防腐处理。配方配方1：竹材在：竹材在1明矾水加明矾水加2醋酸混合溶醋酸混合溶液内浸泡液内浸泡20h后取出阴干；后取出阴干；配方配方2：竹材在：竹材在0.5氟化钠加氟化钠加1$磷酸铵混合磷酸铵混合溶液内浸泡溶液内浸泡48h后取出阴干后取出阴干 锚杆的类型锚杆的类型百夹竹锚杆是用百夹竹锚杆是用2025百夹竹，截取所百夹竹，截取所需长度（需长度（1500mm左右），对称破开，经防左右），对称破开，经防腐处理后在竹芯中灌以腐处理后在竹芯中灌以1：2的水泥砂浆；杆的

30、水泥砂浆；杆体两端留下木楔长度，用铅丝捆扎一道，加体两端留下木楔长度，用铅丝捆扎一道，加上铸铁垫板，两端插入用硬木加工的圆锥形上铸铁垫板，两端插入用硬木加工的圆锥形木楔。锚固力可达木楔。锚固力可达20KN。竹锚杆的使用范围与普通木锚杆相同。在盛竹锚杆的使用范围与普通木锚杆相同。在盛产竹材的地区充分利用当地资源，以竹代木，产竹材的地区充分利用当地资源，以竹代木，可大大降低成本。可大大降低成本。锚杆的类型锚杆的类型、砂浆锚杆、砂浆锚杆、契缝锚杆、契缝锚杆 锚杆的类型锚杆的类型树脂锚杆树脂锚杆树脂锚杆是以合成树脂为粘结剂。在固化剂和加速树脂锚杆是以合成树脂为粘结剂。在固化剂和加速剂的作用下，将错杆体

31、与孔壁岩石粘结成一个坚固剂的作用下，将错杆体与孔壁岩石粘结成一个坚固整体的一种新型锚杆。整体的一种新型锚杆。树脂锚杆由杆体、垫板、螺帽和树脂药包组成。当树脂锚杆由杆体、垫板、螺帽和树脂药包组成。当前我国使用的树脂锚杆以金属杆体和木杆体为主，前我国使用的树脂锚杆以金属杆体和木杆体为主，常用的金属杆体是用直径常用的金属杆体是用直径1618mm的普通圆钢加的普通圆钢加工而成，杆体长工而成，杆体长1.51.8m，插入孔底的一端做成反，插入孔底的一端做成反麻花状，为防止安装搅拌时树脂外流和保证锚固长麻花状，为防止安装搅拌时树脂外流和保证锚固长度，在距杆体顶端度，在距杆体顶端220mm处的麻花尾部处，焊上

32、一处的麻花尾部处，焊上一个直径个直径38mm的挡圈。杆体的外露端与其它金属锚的挡圈。杆体的外露端与其它金属锚杆一样也车成螺纹，并用垫板和螺帽紧固。杆一样也车成螺纹，并用垫板和螺帽紧固。锚杆的类型锚杆的类型树脂锚杆的抗拉、抗弯、抗压强度都此较树脂锚杆的抗拉、抗弯、抗压强度都此较大，抗震性能好；它的胶凝固化速率很快大，抗震性能好；它的胶凝固化速率很快能在几分钟到几小时内获得很高的初锚力，能在几分钟到几小时内获得很高的初锚力，可以迅速有效地控制围岩，因此，它可用可以迅速有效地控制围岩，因此，它可用于各种不同的岩层和各种不同地质条件的于各种不同的岩层和各种不同地质条件的巷道。近年来树脂锚杆发展迅速，已

33、在许巷道。近年来树脂锚杆发展迅速，已在许多矿山和她下工程中应用。多矿山和她下工程中应用。第五节第五节 锚固剂锚固剂、树脂锚固剂、树脂锚固剂、水泥锚固剂、水泥锚固剂锚固剂锚固剂树脂锚固剂树脂锚固剂树脂锚固剂抗压强度一般不小于树脂锚固剂抗压强度一般不小于60MPa，药，药卷长度在卷长度在300900mm之间具各种不同规格，之间具各种不同规格，为低粘度，以便杆体能很容易地穿过树脂。为低粘度，以便杆体能很容易地穿过树脂。快速凝固树脂锚固剂搅拌时间快速凝固树脂锚固剂搅拌时间1015s，等待，等待时间时间1015s。中速凝固树脂锚固剂搅拌时间。中速凝固树脂锚固剂搅拌时间1530s，等待时间，等待时间101

34、5s。慢速凝固树脂。慢速凝固树脂锚固剂搅拌时间锚固剂搅拌时间1530s，等待时间，等待时间60120s。锚固剂锚固剂树脂药包树脂药包树脂药包由内包装（玻璃小管树脂药包由内包装（玻璃小管812mm和外药卷组成。内包装有固化剂和少量填料，和外药卷组成。内包装有固化剂和少量填料，外药包为聚乙烯薄膜塑料袋，内装不饱和聚外药包为聚乙烯薄膜塑料袋，内装不饱和聚脂树脂、速凝剂和填料（瓷粉或石英粉）。脂树脂、速凝剂和填料（瓷粉或石英粉）。Z3537、Z3539型树脂药包适用于型树脂药包适用于422的的钻孔，规格分别为钻孔，规格分别为35mm370mm、35mm300mm。Z2835、Z2850型树脂药型树脂药

35、包适用于包适用于322的钻孔，规格分别为的钻孔，规格分别为28mm350mm、28mm500mm。Z2335型树脂药包适用于型树脂药包适用于282的钻孔，规的钻孔，规格分别为格分别为23mm350mm。锚固剂锚固剂树脂锚固剂树脂锚固剂锚固剂锚固剂水泥锚固剂水泥锚固剂水泥锚固剂有两种类型，一是选用专用水泥，装入水泥锚固剂有两种类型，一是选用专用水泥，装入长纤维滤水纸袋中的锚固剂，另一种是采用一般水长纤维滤水纸袋中的锚固剂，另一种是采用一般水泥，添加外加剂制成。泥，添加外加剂制成。在环境温度在环境温度203、拌和水温、拌和水温202、相对湿度、相对湿度6070、水灰比、水灰比0.3条件下，水泥锚固

36、剂凝结时条件下，水泥锚固剂凝结时间：端锚时初凝间：端锚时初凝3min，终凝，终凝7min；全锚时初凝；全锚时初凝47min，终凝，终凝811min。如在相同环境温度、拌和水温、水灰比条件下，相如在相同环境温度、拌和水温、水灰比条件下，相对湿度对湿度50时，时，0.5h时水泥锚固剂抗压强度为：时水泥锚固剂抗压强度为：端锚时端锚时11MPa，全锚时，全锚时8MPa；1h时水泥锚固剂抗压时水泥锚固剂抗压强度为：端锚时强度为：端锚时16MPa，全锚时，全锚时14MPa。第六节第六节 锚索、托梁、托板、网锚索、托梁、托板、网由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在

37、坚硬的岩层中（称内锚端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索。岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索。在长度和杆体结构上与锚杆区别在长度和杆体结构上与锚杆区别锚索锚索托梁托梁托梁是锚杆支护的关键构件，它将单根锚托梁是锚杆支护的关键构件，它将单根锚杆连接起来组成一整体承载结构，可显著杆连接起来组成一整体承载结构，可显著提高锚杆支护的整体效果。提高锚杆支护的整体效果。目前煤矿上常用的托梁有钢板梁、钢筋梁目前煤矿上常用的托梁有钢板梁

38、、钢筋梁和和W型钢带型钢带3种。种。托板托板托板也称垫板或托盘。是锚杆支护系统中的托板也称垫板或托盘。是锚杆支护系统中的一个重要部件，它的力学性能直接影响整个一个重要部件，它的力学性能直接影响整个锚杆的支护效果。选择托板的原则是使托板锚杆的支护效果。选择托板的原则是使托板的承载能力与锚杆杆体的承载能力相匹配。的承载能力与锚杆杆体的承载能力相匹配。木托板木托板用于木锚杆和竹锚杆，规格一般为用于木锚杆和竹锚杆，规格一般为400mm200mm50mm，可用普通木材制作。，可用普通木材制作。铸铁托板铸铁托板150mm，厚，厚1015mm。钢板托板钢板托板由钢板切割而成，规格为由钢板切割而成，规格为15

39、0200mm150mm200mm，厚，厚1010mm。托板托板网网网的作用网的作用（1 1）维护锚杆间比较破碎的岩石，防止岩）维护锚杆间比较破碎的岩石，防止岩块的掉落。块的掉落。（2 2）提高锚杆支护的整体效果，抵抗锚杆）提高锚杆支护的整体效果，抵抗锚杆间破碎岩块的碎胀压力，提高支护对围岩的间破碎岩块的碎胀压力，提高支护对围岩的支撑能力。支撑能力。（3 3）在喷射混凝土内可提高混凝土的柔性，）在喷射混凝土内可提高混凝土的柔性，防止喷射混凝土开裂掉块。防止喷射混凝土开裂掉块。网网网的种类网的种类（1）按网格形状可分为经纬网和菱形网）按网格形状可分为经纬网和菱形网(a经纬网；经纬网；b菱形网菱形网

40、)（2）按制作工艺分为焊接网和编织网。）按制作工艺分为焊接网和编织网。（3）按材料分为铁丝网、钢筋网与塑料网。）按材料分为铁丝网、钢筋网与塑料网。第七节 锚杆孔的施工及锚杆安装 顶板锚杆孔应由外向掘进工作面逐排顺序施工，每排顶板锚杆孔应由外向掘进工作面逐排顺序施工，每排锚杆孔宜由中间向两帮顺序施工。锚杆孔宜由中间向两帮顺序施工。顶锚杆按照逐排由外向迎头的顺序施工，可以为了保顶锚杆按照逐排由外向迎头的顺序施工，可以为了保障职工的施工安全，有效的维护顶板。障职工的施工安全，有效的维护顶板。每排内锚杆由中间向两帮顺序施工，可以对巷道中部变每排内锚杆由中间向两帮顺序施工，可以对巷道中部变化较快的部位及

41、时得到支护，同时避免由于钢带锚杆孔位化较快的部位及时得到支护，同时避免由于钢带锚杆孔位置的积累误差导致锚杆安装的失败。同时实施快速安装工置的积累误差导致锚杆安装的失败。同时实施快速安装工艺钻孔、搅拌、安装，应尽可能减少顶板空锚时间。艺钻孔、搅拌、安装，应尽可能减少顶板空锚时间。现场应杜绝采用一次性将所有钻孔打好，再一次性安装现场应杜绝采用一次性将所有钻孔打好，再一次性安装锚杆的方法施工。锚杆的方法施工。锚杆安装锚杆安装应优先采用快速安装工艺锚杆安装应优先采用快速安装工艺。1、使用销钉式力矩螺母或尼龙衬垫力矩螺母，利、使用销钉式力矩螺母或尼龙衬垫力矩螺母，利用锚杆机扭矩将销钉切断并上紧螺母，实现

42、锚、用锚杆机扭矩将销钉切断并上紧螺母，实现锚、安一体化。安一体化。2、实施过程：先打一个锚杆眼、实施过程：先打一个锚杆眼铺网铺网上钢带上钢带上托盘上托盘装锚固剂装锚固剂搅拌搅拌(锚固剂初凝锚固剂初凝)上紧螺上紧螺母母对准锚带控制孔打下一个锚杆眼对准锚带控制孔打下一个锚杆眼装锚固剂装锚固剂搅拌搅拌(锚固剂初凝锚固剂初凝)上紧螺母。上紧螺母。3、根据测算使用快速安装螺母比使用普通螺母施、根据测算使用快速安装螺母比使用普通螺母施工效率可提高工效率可提高1/3上，缩短了掘进循环时间，加快上，缩短了掘进循环时间，加快了施工速度，效益显著。了施工速度，效益显著。锚杆安装第十节 质量标准化如何做好掘进质量标

43、准化工作1、工区所有干部职工都必须将掘进质量标准化要求学习透彻。2、各个工种按照质量标准化要求，加强现场操作。3、加强质量验收效果，避免出现不合格工程。4、保证质量标准化动态达标。2023-1-1579第第十一节十一节 巷道顶板事故及防治技术巷道顶板事故及防治技术当巷道围岩应力比较大、围岩本身又比较软弱或破碎、。支架的支撑力和可缩量又不够时、已被应力破裂的围岩或本来就是破碎的围岩、在较大应力作用下、可能损坏支架、形成巷道冒顶、从而导致巷道顶板事故。要防治巷道顶板事故、在开掘巷道时就应该避免把巷道布置在由采动引起的高应力区内、或避免布置在很软弱破碎的岩层里。如果实在避不开软弱破碎岩层、那么就要在

44、支架的支撑力与可缩量上下功夫、使其能和围岩状况相适应。对于在破碎岩层中开掘的巷道、支架间还要用背板背严。随着对支承压力分布规律的认识和支架性能的改善、近年来、已支护好的巷道顶板事故比较少。2023-1-15801、冒顶原因冒顶原因 (1)掘进破岩后、顶部岩石与岩体失去联系、若掘进破岩后、顶部岩石与岩体失去联系、若支护不及时、随时可能冒落。支护不及时、随时可能冒落。(2)已支护的顶部岩石、若支护失败、可能造成已支护的顶部岩石、若支护失败、可能造成冒落。冒落。2023-1-1581 2.冒顶防治措施冒顶防治措施 (1)根椐岩性、确定合理的控顶距、当遇到破碎带或层根椐岩性、确定合理的控顶距、当遇到破

45、碎带或层理、裂隙发育时、应紧跟掘进支护；理、裂隙发育时、应紧跟掘进支护；(2)严格执行敲帮问顶制度、危石必须挑下、无法挑下严格执行敲帮问顶制度、危石必须挑下、无法挑下时应采取临时支撑措施、严禁空顶作业；时应采取临时支撑措施、严禁空顶作业；(3)在破碎带掘进巷道、要缩小支护棚距、用拉条等将在破碎带掘进巷道、要缩小支护棚距、用拉条等将棚子连成一体、防止推垮；棚子连成一体、防止推垮；(4)对破碎带有时可超前注浆、固化岩体；对破碎带有时可超前注浆、固化岩体；(5)掘进头有空顶区和破碎带必须背严结实、必要时要掘进头有空顶区和破碎带必须背严结实、必要时要挂网防止漏空；挂网防止漏空；(6)炮眼布置及装药量必

46、须与岩石性质、支架和掘进头炮眼布置及装药量必须与岩石性质、支架和掘进头距离相适应、防止放炮崩倒棚子；距离相适应、防止放炮崩倒棚子；(7)锚杆支护注意眼深和锚杆密度、必要时锚喷网联合锚杆支护注意眼深和锚杆密度、必要时锚喷网联合支护。支护。2023-1-15823.支架支护巷道冒顶事故的原因支架支护巷道冒顶事故的原因 支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型三类。三类。(1)压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大、压垮了支架、从而导致巷道顶部已破碎的岩力过大、压垮了支架、从而导致巷道顶部已破碎的

47、岩块冒落。块冒落。(2)漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效(非压坏非压坏)巷巷道顶部存在游离岩块、这砦岩块在重力作用下冒落、道顶部存在游离岩块、这砦岩块在重力作用下冒落、造成事故的发生。造成事故的发生。(3)推垮型冒顶是因巷道顶帮破碎岩石、在其运动过推垮型冒顶是因巷道顶帮破碎岩石、在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力、如果这部分巷道支架程中存在平行巷道轴线的分力、如果这部分巷道支架的稳定性不够、可能被推倒而发生冒顶。的稳定性不够、可能被推倒而发生冒顶。2023-1-15834.支架支护巷道冒顶事故的预防措施支架支护巷道冒顶事故的预防措施 (1)可能的情况下巷道

48、应布置在稳定的岩体中、并尽量避免采动的影响可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中、并尽量避免采动的影响；(2)巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力；巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力；(3)巷道支架所能承受的变形量、应与巷道使用期间围岩可能的变形量巷道支架所能承受的变形量、应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应；相适应；(4)尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时、尽可能采用有初撑尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时、尽可能采用有初撑力的支架；支架施工时要严格按工序质量要求进行、并特别注意顶与帮力的支架；支架施工时要严格按工序质量要求进行、并特别注意顶与帮的背严背实问题、杜绝支架

49、与围岩间的空顶与空帮现象；的背严背实问题、杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；(5)凡因支护失效而空顶的地点、重新支护时应先护顶、再施工；凡因支护失效而空顶的地点、重新支护时应先护顶、再施工；(6)巷道替换支架时、必须先支新支架、再拆老支架；巷道替换支架时、必须先支新支架、再拆老支架；(7)在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性、可以在巷在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性、可以在巷道的支架之间用拉撑件连接固定、增加架间的稳定性、以防推倒。倾斜道的支架之间用拉撑件连接固定、增加架间的稳定性、以防推倒。倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大、其支架间拉撑件的强度、密度要适当巷道中支

50、架被推倒的可能性更大、其支架间拉撑件的强度、密度要适当加大。加大。特别注意：在掘进工作面特别注意：在掘进工作面10m内、地质破坏带附近内、地质破坏带附近10m内、巷道交叉内、巷道交叉点附近点附近10m内、已经冒顶处附近内、已经冒顶处附近10m内、都是容易发生顶板事故的地点内、都是容易发生顶板事故的地点、巷道支护必须适当加强。、巷道支护必须适当加强。2023-1-1584处理冒顶的方法处理冒顶的方法按处理冒顶的方法、可以分为以下四种：按处理冒顶的方法、可以分为以下四种：1)直接支架法直接支架法 在巷道围岩已经稳定、冒落矸石又不多、冒顶范围约为在巷道围岩已经稳定、冒落矸石又不多、冒顶范围约为2-3