水平及倾斜巷道掘进教学课件PPT.ppt

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1、2023/2/24,河南理工大学采煤概论,1,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,2,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,3,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,4,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,5,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,6,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,7,河南理工大学采煤概论精品课程,第三篇井巷掘进与支护第8章 水平及倾斜巷道掘进,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,9,本章主要内容,第8章 水平及倾斜巷道掘进第一节 巷道断面形状第二节 水平巷道掘进,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,10,第一节 巷道断面形状及尺

2、寸,一、巷道断面形状选择 我国煤矿巷道常用的断面形状是 矩形 梯形-采准巷道 直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形，简称 拱形）-开拓巷道 在特定的岩层和围岩压力条件下才选用不规则的形状（半梯形、圆形、椭圆形、封闭拱形）等。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,11,巷道断面形状,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,12,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,13,二、巷道断面尺寸的确定煤矿安全规程规定，巷道净断面必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、检修和施工的需要。巷道断面尺寸主要取决于：巷道的用途；存放和通过巷道的机械、器材或运输设备的数量和规格；人行道宽度与

3、各种安全间隙以及通过巷道的风量等。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,14,巷道断面尺寸的确定步骤1.巷道净断面：根据上述诸因素和有关规程、规范的规定，首先定出巷道的净断面尺寸；2.风速校核净断面：根据巷道需通过的风量，计算风速，看风速是否超标，如超标，需要增加净断面；3.巷道设计掘进断面积：根据支架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值（超挖值），计算出巷道的计算掘进断面；最后，按比例绘制包括水沟、墙角在内的巷道断面图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,15,1.巷道净宽的确定直墙拱形巷道的净宽度巷道两侧内

4、壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。,矩形巷道的净宽度，巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。,梯形巷道净宽，当其内通行矿车、电机车时，净宽系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,16,拱形巷道净高：自渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。主要是确定净拱高和自底板起的墙高。H=h0+h3-hb H拱形巷道净高；h0拱形巷道拱高；h3拱形巷道墙高；hb巷道内道碴高度。,2.巷道净高的确定梯形巷道净高：自渣面或底板到顶部支护外侧之间的高度。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,17,梯

5、形双轨巷道断面尺寸计算图,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,18,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,19,3.巷道的净断面积 按照净高和净宽计算巷道净断面积4.风速校核净断面积生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还应按照煤矿安全规程等规定的允许最大风速进行验算式中：v通过巷道风流的速度，m/s；Q通过巷道的风量，m3/s；S巷道的净断面机，m2；Vm巷道允许通过的最高风速，m/s。煤矿工业设计规范规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于6m/s，输送机巷或采区风巷一般不大于4m/s。设计时，应在不违反煤矿安全规程的原则下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。设计出的巷道净断面积，不符

6、合上述风速要求的，须加大断面尺寸。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,20,5.巷道设计掘进断面积 巷道净尺寸加上支架、道床尺寸便可得到巷道的设计掘进尺寸，进而求算出巷道的设计掘进断面积。实际掘进断面积在实际工作中，爆破后的巷道表面不可能很光滑，会有一些凹凸不平的现象，因此，实际掘进断面要比计算断面加大3%左右。实际掘进断面面积，是计算巷道掘进工作量是不可缺少的一个数据。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,21,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,22,第二节 岩巷掘进,岩巷掘进在我国煤矿目前主要仍采用钻眼爆破破岩法，其主要工序包括：打眼、装药放炮、工作面通风、装运岩石及

7、巷道支护(破、装、运、支、通)等作业。这些工序组成工作循环，不断重复这种循环，使巷道掘进不断向前推进。打眼、清理岩石和巷道支护是最繁重的三个工序，所占时间比较长。工作面通风主要是为了排除爆破后的有毒气体和供给新鲜空气，是一种辅助作业。另外，架设保安用的临时支护，敷设各种管道、修筑排水沟、铺设轨道等，也都是掘进中的辅助作业。,一、岩巷掘进的循环作业,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,23,一个循环结束,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,24,二、装岩设备 装岩与调车是巷道掘进中比较繁重的工作，一般情况下，装岩时间约占掘进循环时间的3550%，个别情况甚至达到75%。因此，提高装岩

8、机械化水平及其生产率是实现快速掘进的主要措施。铲斗装岩机、耙斗装岩机、蟹爪式装岩机等。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,25,铲斗装岩机,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,26,耙斗装岩机的外形图,粑斗装岩机,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,27,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,28,蟹爪装岩机,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,29,三、岩石平巷掘进机械化作业线 破岩装岩运输1多台气腿式凿岩机钻眼铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩固定错车场或浮放道岔或调车器调车矿车及电机车运输；这种作业线简单易行，但机械化程度较低，在我国煤矿应用最多。2多台气腿式凿岩

9、机钻眼铲斗侧卸式或耙斗式装载机装岩胶带转载机转载矿车及电机车运输；这种作业线与上述第一条作业线相比，是以增加胶带转载机来实现快速掘进的。3多台气腿式凿岩机钻眼蟹爪式装载机或耙斗式装载机装岩梭式矿车转运电机车牵引；这种作业线以采用梭式矿车来实现快速掘进，但必须有直接卸载条件，设备较复杂。4由凿岩台车钻眼-铲斗侧卸式装载机装岩-胶带转载机转载-矿车及电机车运输；这种作业线提高了钻眼机械化水平，加快了凿岩速度，它适用于大断面岩石巷道（12m2以上）掘进。5钻装机钻眼与装岩-胶带转载机转载-矿车及电机车运输；这条作业线实现了钻眼、装岩综合机械化，不需花费凿岩台车与装载机更换进出的调动时间。,2023/

10、2/24,河南理工大学采煤概论,30,ZZM8-12型钻装锚机组1中间挂斗钻臂；2钻臂；3转柱油缸；4溜槽；5台车；6支承油缸；7前支千斤顶；8推进器；9耙斗；10尾轮,钻装机 一机多能，既能钻眼又能装岩，如还能打锚杆眼，我国习惯称它为钻装锚机。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,31,四、岩巷掘进机岩巷掘进机是采用机械破岩，并能实现破岩、装岩、转载、临时支护、喷雾防尘诸工序的一种联合机组，所以也称联合掘进机。岩巷掘进机与钻眼爆破法相比较，具有机械化程度高，速度快，成巷质量好，节省人力，效率高，对围岩破坏影响小，支护容易，工作安全等优点。它的缺点是：设备重量大，动力耗量大，刀具寿命短，

11、造价昂贵，工程成本高，机器安装、检修、拆除工作量大，只适用于较长的直巷道及曲率半径很大的拐弯巷道。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,32,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,33,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,34,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,35,盾构：集破岩、装运、支护于一身的全断面掘进一次成巷装备,早期全断面掘进机,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,36,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,37,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,38,第三节 煤及半煤岩巷掘进,沿煤层掘进的巷道，如果在掘进断面中，煤层占4/5以上者（包括4/

12、5在内），称为煤巷。在巷道掘进断面上既有煤层，又有岩层。当岩层（包括夹石层）占掘进工作面面积的1/54/5时，即称半煤岩巷道。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,40,一、煤巷掘进(一)破煤方法1.钻眼爆破破煤法,煤巷掘进的掏槽方法a扇形掏槽；b半楔形掏槽；c复式掏槽,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,41,2.风镐破煤风镐破煤是一种简单易行的方法，所需设备少，并能减少瓦斯爆炸的危险，也有利于通风。因此，在巷道顶板破碎或煤质松软易于塌落的巷道，以及虽经通风而瓦斯浓度仍降不到允许放炮的浓度时，用风镐落煤就比较合适。（二）装煤方法人力装煤装煤机装煤,2023/2/24,河南理工大学

13、采煤概论,42,ZMZ-17型装煤机,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,43,(三)支护工作针对受采动影响的巷道压力大、岩石移动和变形速度大的特点，目前，在国内外积极推广应用了各种类型的锚杆支护，取得了较好的效果。在围岩极其破碎，不宜采用锚杆支护时，使用U型钢可缩性支架较为理想。如巷道服务时间较长，或煤壁易风化时，则可在安设锚杆后，在对煤壁进行喷浆处理。在一些生产能力较小的矿山，梯形工字钢支架也在使用，但已逐步被淘汰。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,44,二、半煤岩巷道掘进结合巷道用途及沿薄煤层掘进的特点，掘进半煤岩巷道必须考虑煤层与巷道的位置关系、正确的炮眼布置方法、合理

14、的施工组织。1.巷道位置的选择半煤岩巷道掘进时，有挑顶、卧底、挑顶兼卧底三种情况。,半煤岩巷道采石位置的三种情况a挑顶；b卧底；c挑顶兼卧底,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,45,采用那种位置为宜，应综合考虑生产要求，便于维护和施工难易等因素，在多数情况下，应尽可能不要挑顶而是卧底，以保证顶板的完整性和稳定性。只有煤层具有薄层伪顶式，才采用挑顶。实际上，一条巷道挑顶或卧地并非一成不变。为了保证巷道顺直及一定坡度，挑顶卧底的三种情况往往都会发生，甚至暂离煤层进行全岩掘进的情况也是有的。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,46,2炮眼布置特点由于煤层较软，所以掏槽眼一般布置在煤层

15、部分。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,47,3施工组织特点半煤岩巷道的施工组织有两种形式。一是煤、岩不分，全断面掘进；这种方式组织简单，能加快掘进速度，但这种组织形式所出的煤灰份很高，煤的损失也很大。显然这种施工组织用在厚度小于0.5m、煤质不佳的半煤岩巷道较为合适。另一种为分掘分运的组织形式，即先掘运煤，然后在掘运岩石。这种方式保证了煤的质量，但工作组织复杂，影响了掘进速度。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,48,三、煤及半煤岩巷道联合掘进机掘进煤及半煤岩巷道联合掘进机能够破煤、装煤并将煤转运到运输设备上。它具有工序少、速度快、效率高、质量好、施工安全、劳动强度小等优点。随着锚杆支护的应用，这种掘进方式已在我国大中型煤矿中得到了推广应用。,2023/2/24,河南理工大学采煤概论,49,四、煤巷施工机械化作业线1掘进机链板输送机机械化作业线2掘进机胶带转载机链板输送机机械化作业线 3掘进机胶带转载机可伸缩双向胶带输送机机械化作业线,就到这里吧,