井巷工程教案第08章岩石平巷.doc

第八章 岩石平巷第一节 平巷断面设计巷道是井下行人、运输、生产的通道，断面设计是否合理，将直接影响煤矿生产的安全和经济效益。断面设计的主要原则是：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。巷道断面设计的内容和步骤是：首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量以及材料消耗量一览表。一、断面选型我国煤矿井下使用的巷道断面形状，按其构成的轮廓线可分为折线形和曲线形两大类。前者如矩形、梯形、不规则形等；后者如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等（见图8-1）。图8-1巷道断面形状(a) 矩形；(b) 梯形；(c) 半梯形；(d) 半圆拱形；(e) 圆弧拱形；(f) 三心拱形；(g) 封闭拱形；(h) 椭圆形；(i) 圆形巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置（即作用在巷道上地压的大小和方向、围岩性质）、用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、掘进方法和采用的掘进设备等因素。一般情况下，作用在巷道上的地压大小和方向在选择断面形状时起主要作用。当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面；当顶压较大、侧压较小时，则应选用直墙拱形断面（半圆拱、圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大且底鼓严重时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。巷道的用途和服务年限也是考虑选择断面形状不可缺少的重要因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用受力性能好的各种拱形断面较为有利；服务年限10年左右的准备巷道多采用断面利用率高的梯形断面；服务年限短的回采巷道，因受动压影响采用具有可缩金属支架的梯形断面。矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响巷道断面形状的选择。金属支架和锚杆可用于任何形状的断面；喷射混凝土支护方式适用于拱形等曲线断面。掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位，它能适应任何形状的断面。在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是更为合适的。上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素，彼此是密切联系而又相互制约的。条件要求不同，影响因素的主次位置就会发生变化。所以，应该综合分析，抓住主导因素兼顾次要因素，以便能选用较为合理的巷道断面形状。二、确定断面尺寸巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙，以及通过巷道的风量等。设计巷道断面尺寸时，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，并进行风速验算；其次，根据支护参数、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尺寸；最后，按比例绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。（一）巷道净宽度的确定直墙拱形和矩形巷道的净宽度，系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离。对于梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽度系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽度系指从底板起1.6 m水平的巷道宽度。运输巷道净宽度，由运输设备本身外轮廓最大宽度和煤矿安全规程所规定的人行道宽度以及有关安全间隙相加而得；无运输设备的巷道，可根据行人及通风的需要来选取。如图8-2所示，拱形双轨巷道净宽度按下式计算。（8-1）式中，B-巷道净宽度，指直墙内侧的水平距离，m；a-非人行侧的宽度，煤矿安全规程规定，a0.3m；当巷道内安设输送机时，输送机距支护或碹墙最突出部分之间的距离，a0.5m。A1-运输设备的最大宽度，m，几种常用运输设备的宽度和高度见表8-1。C-人行道的宽度，煤矿安全规程规定，从巷道道碴面起1.6 m的高度内，C0.8m，在人车停车地点C1.0m，在巷道高度1.6m至1.8 m之间不得架设管、线和电缆。 图8-2 巷道净断面尺寸计算简图t-在双轨运输巷道中，两列对开列车最突出部分之间的距离，煤矿安全规程规定：t0.2m，在采区装载点t0.7m，在矿车摘挂钩地点t1.0m。表8-1 几种常用运输设备的主要计算尺寸 单位：mm运输设备类型宽度(A1)高度(h)运输设备类型宽度(A1)高度(h)106013601550105415501t固定式矿车8801150133516001.5t固定式矿车1050115010501212135016003t底卸式矿车12001400TD75固定式输送机151512009201550SPJ-800 吊挂胶带输送机1200900（二）巷道净高度的确定矩形、梯形巷道的净高度系指自道渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度；拱形巷道的净高度是指自道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，如图8-2所示。煤矿安全规程规定，主要运输巷道和主要风道的净高，自轨面起不得低于1.9 m。架线电机车运输巷道的净高，必须符合有关规定：电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方不得小于2m；在不行人的巷道内不得小于1.8m；在井底车场内，从井底到乘车场其高度不得小于2.2m。电机车架空线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m。采区（盘区）内的上山、下山和平巷的净高不得低于1.8m。确定拱形巷道的净高度，主要是确定其净拱高和自底板起的壁（墙）高，如图8-2所示。（8-2）式中，H-拱形巷道的净高度，m；h0-拱形巷道的拱高，m；h3-拱形巷道的墙高，m；hb-巷道内道碴高度，按表8-6选取，m。1拱高h0的确定拱的高度常以与巷道净宽的比来表示（称为高跨比）。半圆拱的拱高h0、拱的半径R均为巷道净宽的1/2，即h0=R=B/2。圆弧拱的拱高，煤矿多取巷道净宽的1/3，即h0=B/3。个别矿井为了提高圆弧拱的受力性能，取拱高h0=2B/5。金属矿山由于围岩坚固稳定，可将圆弧拱的拱高h0取为巷道净宽的1/4或1/5。2墙高h3的确定拱形巷道的墙高(h3)系指自巷道底板至拱基线的垂直距离（见图8-2）。为了满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管缆的需要，拱形巷道的墙高h3设计按架线电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱壁间最小安全间隙要求、管道的装设高度要求、人行高度要求、1.6m高度人行宽度要求和设备上缘至拱壁最小安全间隙要求等5种情况，表8-2中公式计算，并取其最大者。上述计算出的墙高h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1 m进级。（三）巷道的净断面积巷道的净宽和净高确定后，巷道的净断面面积便可以求出。半圆拱巷道净断面面积：S=B(0.39B+h2) (8-3)圆弧拱巷道净断面面积：S=B(0.24B+h2) (8-4)三心拱巷道净断面面积：S=B(0.26B+h2) (8-5)（四）巷道风速验算巷道通过的风量是根据对整个矿井生产通风网络求解得到的。当通过该巷道的风量确定后，断面越小风速越大。风速大，不仅会扬起煤尘，影响工人身体健康和工作效率，而且易引起煤尘爆炸事故。为此，煤矿安全规程规定了各种不同用途的巷道所允许的最高风速（见表8-3）。但是，为使矿井增产留有余地和满足经济风速的要求，一般不选用表中所列的最高风速。煤炭工业设计规范规定，矿井主要进风巷的风速一般不大于6 m/s。所以设计出巷道净断面后，还必须进行风速验算，即（8-6）式中，v-通过该巷道的风速，m/s；Q-根据设计要求通过该巷道的风量，m3/s；S-巷道的净断面面积，m2；Vmax-该巷道允许通过的最大风速，按表8-3确定，m/s。表8-3 巷道允许的最高风速巷道名称允许最高风速风 桥主要进、回风道架线电机车巷道输送机巷道，采区进、回风巷回采工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷掘进中岩巷其他行人巷道1088644-一般对低瓦斯矿井，按前述方法所设计出的巷道净断面尺寸均能满足通风要求。但是，对高瓦斯矿井往往不能满足。这时，巷道的净断面尺寸就需要根据允许的巷道最高风速和煤炭工业设计规范规定的最高风速要求来进行计算。（五）巷道设计和计算掘进断面面积1支护参数的确定通常应根据巷道的类型和用途、巷道的服务年限、围岩的物理力学性质以及支架材料的特性、来源等因素综合分析选择合理的支护形式。支护方式应力求承载能力强、就地取材、施工方便、经济耐用、维修量小。支护方式确定后，即可进行支护参数的选择。支护参数是指各种支架的规格尺寸。如矿用工字钢和U型钢的型号，锚喷支护的锚杆类型、长度、直径、间距和排距，喷射混凝土的厚度与标号等。对于岩石平巷的支护而言，锚喷支护是主要支护形式。目前，锚喷支护已形成一个支护系列。它包括喷射混凝土支护，锚杆支护，锚杆与喷射混凝土联合支护，锚杆、喷射混凝土与钢筋网联合支护以及与金属支架的联合支护。2 道床参数的选择道床参数选择包括钢轨型号选取、轨枕规格和道碴高度的确定。钢轨的型号是以每米长度的质量来表示的。煤矿常用的型号是11kg/m、15 kg/m、18 kg/m、24kg/m、30kg/m和33kg/m。钢轨型号根据巷道类型、运输方式及设备、矿车容积和轨距来选用，见表8-4。表8-4 巷道轨型选择及技术特征巷道类型运输方式及设备矿车容积轨距/mm钢轨型号/kgm-1井底车场及主要运输大巷8t、10t电机车或12t、14t机车牵引列车5t底卸式3t底卸式90060030601521006013180070152050601826001827004027005026006.5YG-40天水控制阀3685801053816001202000冲8.5转2.5与风动凿岩机相比，液压凿岩机的特点是：机械性能好，其冲击功、冲击频率和能量传递效率等指标均大为提高，凿岩速度高出1倍以上；可依岩层情况调整凿岩机性能参数，可采用旋转或冲击或冲击旋转等不同方式，可在最佳工况下凿岩，并获得较高的凿岩速度；动力消耗少、能量利用率高，其动力消耗仅为风动凿岩机的1/31/4；噪音低，污染小，改善了工作条件。目前液压凿岩机定型产品的重量较大，需与液压台车配套使用，投资大，技术和维修要求高，国产部分液压凿岩机型号和性能见表8-11。凿岩台车的基本结构是由推进器、支臂(钻臂)、车体、行走机构和供风、供水及液压操纵系统等组成。按装设凿岩机台数(支臂数)分为单机、双机、三机和多机凿岩台车。按行走机构分有轨轮式、轮胎式和履带式。按行走机构的驱动方式分为电力直接驱动、电力与液压驱动、风动和柴油驱动4种。我国煤矿巷道掘进常采用电力驱动的轨轮式和履带式两种。凿岩台车的应用，提高了掘进速度和效率，改善了劳动强度和条件，是巷道凿岩机械化水平的进一步发展的主要标志。凿岩台车与装载、转载，运输设备配套使用，可组成巷道掘进机械化作业线。钻装机是将凿岩机安装在装岩机上，实现凿、装合一的机械。我国生产的钻装机多是在耙斗装岩机上安装24台导轨式风动凿岩机，以减少工作面的施工设备。2煤电钻在煤巷掘进中，我国普遍采用煤电钻。国产部分煤电钻的牌号及性能见表8-12。它由电力直接驱动，与风动凿岩机相比设备简单，省却了空气压缩机及输送压缩空气的管路，能耗低，效率高。但其扭矩和功率较小，一般为0.91.6kW(多为1.2kW)，只能用于煤层和f3的软岩。表8-12 国产部分煤电钻的型号及主要技术特征表技术特征单位型号MZ2-12SD-12MSZ-12MZ-12MZ-12A重量kg15.3181315.515.5功率kW1.21.21.21.21.2电机效率79.575747376额定电压V127127127127127额定电流A99.19.599相数33333电机转数r/min28502750280028202820电钻扭矩Nm17.2617.65/25.518.1416.6720.69外形尺寸长mm366425310340340宽mm318330300318318高mm218265200220220钻孔直径mm38453545364538453845钻杆尾端直径mm19191919制造厂抚顺矿灯厂上海电动工具厂上海电动工具厂天津煤矿专用设备厂天津煤矿专用设备厂(二)钎杆、钎头凿岩机使用的为六角(或圆形)中空钎杆和冲击式钎头，煤电钻则用麻花钎杆和切削型钻头。钎杆或钻杆用于传递冲击功和扭矩，(麻花钎杆兼有传递回转力矩、轴推力和排除煤粉的功能)。钎头或钻头为破碎岩(煤)的刀具，它的形状和几何参数直接影响着破岩效果和钻眼速度。钎头、钎杆、钻头、钻杆的形状和几何要素见图8-8。图8-8 钎杆、钎头构成及几何要素图a-冲击式钎子；b-麻花钎子；c-钎头构造参数1-钎尾；2-钎体；3-钎杆；4-钎肩；5-吹洗孔；6-排粉沟；8-钎头体；9-正刃；10-副刃；11-钎柄；-刃角；-前角；-后角；-切削角；-顶角二、炮眼种类及其布置巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面上进行的，因此，要达到理想的爆破效果，必须将各种不同作用的炮眼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作用。图8-9 各种用途的炮眼名称1、3周边眼；2崩落眼；4掏槽眼；5-辅助眼；6底眼掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类（如图8-12所示）。其爆破顺序必须是延期起爆，即先掏槽眼，其次辅助眼，最后周边眼，以保证爆破效果。（一） 掏槽眼掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面来，为其他炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性的作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼的岩石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著易爆的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。掏槽的方法和掏槽眼的布置形式多种多样，应根据岩层的性质、断面的大小和一次爆破的进尺来选择和运用。掏槽的形式可分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽3种。在浅眼爆破时，较多地采用斜眼掏槽，但在中深孔爆破时，斜眼掏槽的应用受到了巷道断面宽度的限制，多采用直眼掏槽。直眼掏槽形式有多种，较为常见的有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等。各种掏槽形式的共同特点，是利用数量不等的平行孔眼作为首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的膨胀补偿空间。图8-10 斜眼掏槽(a)单向；（b）楔形；（c）锥形图8-11 直眼掏槽图8-12 混合掏槽（二） 辅助眼辅助眼又称崩落眼，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糟眼与周边眼之间，其间距一般为500700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.450.60。如采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度要比较均匀，且多于周边眼的最小抵抗线。（三） 周边眼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。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。现在光面爆破已较成熟，一般应按光爆要求进行周边眼布置。光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关系，即式中，K-炮眼密集系数，一般为0.61.0，岩石坚硬时取大值，较软时取小值；E-周边眼间距，一般取400600mm；W-最小抵抗线。按照光面爆破要求，周边眼的中心都应布置在巷道设计掘进断面的轮廓的上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100150mm，这样可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时还要尽量减少超挖量。光爆周边眼的装岩量必须严格控制。煤矿巷道常遇岩层上的光爆参数见表8-14。表8-14 光面爆破的周边眼爆破参数表岩层情况岩石坚固性系数f炮眼直径/mm炮眼间距/mm最小抵抗/mm炮眼密集系数/mm装药量/kgm-1完整、稳定、中硬以上81042456007005007001.01.10.20.3中硬、层节理不发育6835425006006008000.80.90.150.2松软、层节理发育635423505005007000.70.80.100.15底眼负责控制底板标高。底眼眼口应比巷道底板高出150200mm，以利钻眼和防止灌水，但眼底应低于底板标高100200mm，以免巷道底板漂高。底眼眼距一般为500700mm，装药系数一般为0.50.7。为了给钻眼与装岩平行作业创造条件，需采用抛碴爆破，且将底眼眼距缩小为400mm左右，眼深加深200mm左右，每个底眼增加12个药卷。根据实践经验，煤矿岩石巷道掘进采用光面爆破时，掏槽眼、崩落眼、控制光爆层的崩落眼和周边眼（顶、帮）的每眼装药数量的比例大致为4321。（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。炮眼布置方法和原则如下：（1） 工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即首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。（2） 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他设施的可能。（3） 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要求，各炮眼相互平行，眼底落在在同一平面上。（4） 崩落眼均匀地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。三、爆破器材巷道掘进所用爆破材料主要有炸药、电雷管和发爆器。我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳化、浆状和水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应采用煤矿硝铵炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采用粉状高威力炸药。煤矿普遍采用价格较低廉的硝铵类炸药，一般装成直径为32mm、35mm、38mm质量为100g、150g和200g的药卷，有效使用期为6个月。巷道掘进爆破的起爆材料主要使用雷管，而且是以电雷管为主。其品种有瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。在有瓦斯的工作面爆破时，为避免因雷管爆炸引燃瓦斯的可能性，应采用煤矿许用型电雷管，其特点是：管壳为铜壳，在副起爆药中加有消焰剂以控制爆温和火焰长度及延续时间，延期药生成气体量少且密封，雷管底端无窝槽呈平底状。我国规定，在有瓦斯工作面爆破间隔时间不超过130ms。因此，煤矿许用型雷管只有瞬发和130ms以内的毫秒延期电雷管(一般为5段)，不能选用秒秒延期电雷管。煤矿巷道掘进的电爆网路的起爆电源，主要采用防爆型电容式发爆器。其原理是以干电池作为直流电源，经变流器的振荡线路将直流变为交流高压电源，再经整流线路将交流高压电源变为直流高压电流向主电容器充电，当达到电容器额定电压值后，旋转发爆器上的毫秒限时开关，使主电容器接通电爆网路放电，引爆雷管。电容式发爆器的起爆能力取决于主电容的充电电压和电容量。电容式发爆器所能提供的电流不太大，一般只用于起爆串联网路的电雷管。四、爆破技术（一）爆破参数巷道掘进的爆破参数主要包括：炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量等。1.炮眼直径炮眼直径的大小对钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度均有影响，因此，应根据行道断面大小、块度要求、炸药性能和凿岩机性能综合考虑进行选择。炮眼直径大，可减少炮眼数目、炸药能量相对集中，可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。在采用气腿式凿岩机的情况下，我国目前炮眼直径多采用4245mm（比药卷直径大10mm左右）。在断面为12m2的条件下应用小直径药包(mm和mm)，炮眼直径为30mm，采用统一规格钻凿锚杆眼和掘进炮眼，可提高钻眼速度，弥补了由于眼径减小而增加的炮眼数目，提高了掘进速度，而且节约了支护成本，取得了很好的综合技术经济效益，称为“三小”技术。2炮眼深度炮眼深度决定了每一掘进循环的钻眼和装岩工作量、循环进尺以及每班的循环次数。但炮眼深度又须根据巷道掘进的作业方式、钻眼设备和凿岩机能力、岩层条件以及巷道断面尺寸等因素经综合考虑而确定。炮眼深度大，显然单位进尺的辅助作业时间短，装岩机的工时利用率高，然而，随眼深的增大，钻眼速度下降，或是爆破后围岩稳定性差，巷道难以维护。因此合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则。我国煤矿巷道掘进中，通常是以月进尺任务和凿岩、装岩设备的能力来确定每一循环的炮眼深度。随着巷道掘进机械化装备水平的提高，已由浅眼向中深眼发展，采用气腿式凿岩机时，炮眼深度以1.82.5m为宜，眼深超过2.5m后，钻眼速度则明显降低。采用配有高效凿岩机的台车时，应向深眼发展，一般眼深可达3.0m。3炮眼数目合理的炮眼数目应以在保证爆破效果(炮眼利用率高、岩石块度均匀适中，巷道轮廓符合设计要求等)的实现为原则。主要取决于岩石性质、巷道断面形状和尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算，然后在断面图上做炮眼布置，得出炮眼系数，并通过实践调整修正。炮眼数目的估算可按下式进行。(8-13)式中 N炮眼数目；岩石坚固性系数；巷道断面积，m2。4单位炸药消耗量爆破每立方米原岩体的炸药量，通常以q表示，它是爆破的一个重要参数，其大小对破碎块度、抛掷距离、围岩稳定性以及爆破成本都有影响。单位炸药消耗量是由炸药性质、岩层可爆性和节理构造以及巷道断面大小来决定。单位炸药消耗量可根据经验公式或参照巷道掘进炸药消耗定额(表8-18)来确定，所得q值在实践中再加以调整。 简单的经验公式为:(8-14)式中 岩石坚固性系数；巷道断面，m2；炸药作功能力的核正系数，；所用炸药的作功能力，mL。确定后，根据巷道断面和炮眼深度可计算出每循环所用炸药量Q，然后按炮眼数目和各炮眼所起作用和所分担的爆破岩体加以分配，最后确定出掏槽眼、崩落眼和周边眼的各眼装药量。表8-18 巷道掘进炸药消耗定额 kg/m3岩石坚固性系数f巷 道 断 面， m246688101012121515201.51.140.960.910.800.720.660.59231.991.601.441.291.211.040.96462.742.242.021.901.681.481.358102.942.512.242.021.861.631.4512144.043.232.982.672.412.121.9215204.853.893.543.142.952.562.32(二) 装药结构装药结构有连续装药和间隔装药、耦合装药和不耦合装药、正向起爆装药和反向起爆装药之区别。在巷道掘进中，主要采用连续、耦合、反向起爆装药结构。采用2号岩石硝铵炸药，当传爆长度超过600mm时，超过的药卷易产生间隙效应，即炸药传爆中断，产生拒爆。目前巷道掘进一般采用钎头直径为40mm钎头，药卷直径为35mm，正处于产生间隙效应的范围，所以，当装药长度超过600mm时，应采取消除间隙效应的措施，或采用没有明显间隙效应的水胶炸药或乳化炸药。炮眼的填塞能保证在炮眼内炸药全部爆轰结束前减少爆生气体过早逸出，保持爆压有较长的作用时间充分发挥炸药的爆破作用。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1：3的泥沙混合炮泥，湿度为1820。在有瓦斯的工作面，可采用水炮泥填塞。水炮泥还可以吸收部分热量，降低喷出气体的温度，有利安全。(三) 岩巷掘进的光面爆破技术光面爆破的实质，是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药同时起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线-井巷轮廓线，将岩石崩落下来。应用光面爆破可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于锚喷支护，岩帮裂隙少，稳定性高，超挖量小。所以光面爆破是一种成本低、工效高、质量好的爆破方法。光面爆破的质量标准如下：(1) 围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%；(2) 超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定；(3) 围岩面上不应有明显的炮震裂缝。光爆施工方法虽有多种，但国内使用最多的是普通光爆法。即先用一般的爆破方法在巷道内部做出巷道的粗断面，给周边留下一个厚度比较均匀的光面层；然后再由布置在光面层上的边眼爆出整齐的巷道轮廓，这些边眼就是光爆炮眼。其爆破参数要慎重选取，才能既降低对围岩的破坏又在边眼间形成贯穿裂缝，把岩体整齐地切割下来。为保证贯穿裂缝的形成，光爆炮眼之间的距离要适当减小，严格控制周边眼的装药量，并合理选择炸药和装药结构。(四) 起爆顺序和时差工作面上的炮眼应按掏槽眼、辅助眼、崩落眼、帮眼、顶眼、底眼的先后顺序起爆，以使先爆炮眼所形成的槽腔作为后爆炮眼的自由面。一般均采用延期电雷管(秒或毫秒延期)全断面一次起爆。特殊情况下(如大断面、预留光爆层)可采用分次起爆。起爆顺序的间隔时间，可采用秒延期或毫秒延期。实践证明，毫秒延期爆破可获得良好的技术经济效果。各炮眼爆破所产生的应力场相互干涉、叠加，增强了破碎作用，能减小爆破块度，在相同条件下比秒延期爆破的装药量减少；在有瓦斯的工作面可实现全断面一次起爆 (总延时不超过130ms)，缩短了放炮时间，保证作业安全；抛掷作用降低，爆堆比较集中，能提高装岩效率和防止崩坏设备与支护。巷道掘进中，由于抵抗线较小，毫秒间隔时间短，一般在1575ms之间，并随岩层性质、抵抗线的大小而变动。当掏槽眼深度超过2.53.0m时，为保证槽腔内岩石的破碎和抛掷，毫秒间隔时间应取大值，一些试验表明间隔时间在50100ms时，掏槽效果较好。(五) 爆破说明书及爆破图表爆破说明书是井巷施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。爆破说明书的主要内容包括有：(1) 爆破工程的原始资料，包括掘进井巷名称、用途、位置、断面形状和尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况；(2) 选用的钻眼爆破器材，包括炸药、雷管的品种，凿岩机具的型号、性能；(3) 爆破参数的计算选择，包括掏槽方法，炮眼的直径、深度、数目、单位耗药量；(4) 爆破网路的计算和设计；(5) 安全措施。爆破作业图表是在爆破说明书基础上编制出来的指导和检查钻眼爆破构造的技术文件，包括炮眼布置图，装药结构图，炮眼布置参数、装药参数的表格，预期的爆破效果和经济指标。(六) 钻眼爆破安全技术钻眼爆破工作比须严格按煤矿安全规程和矿山井巷工程施工及验收规范有关规定执行，一般应注意以下事项。1钻眼安全注意事项（1）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。（2）不允许在残眼内继续钻眼。（3）开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，再开大风门。（4）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；凿岩时钻工应站稳，应随时提防突然断钎。（5）一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。（6）缺水或停水时，应立即停止钻眼。（7）工作面全部炮眼钻完后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定的存放地点。2爆破安全注意事项（1）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。照明灯及导线也应撤离工作面一定距离。（2）放炮母线要妥善地挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；装药前要试一下放炮母线是否导通。（3）在规定的安全地点装配引药（起用药卷）。（4）检查工作面20m范围内瓦斯含量，并按煤炭安全规程有关规定处理。（5）装药时要细心地将药卷送到眼底，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，必须使用防水药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。（6）装药、联线后应由放炮员与班、组长进行技术检查，做好放炮前的安全布置。（7）放炮后要等工作面通风散烟后，放炮员率先进入工作面，检查认为安全后方能进行其他工作。（8）发现瞎炮应及时处理。如瞎炮是由联线不良或错联所造成，则可重新联线补爆；如不能补爆，则应在距原炮眼0.3 m外钻一个平行的炮眼，重新装药放炮。第三节 装岩与运输装载与运输是巷道掘进中劳动量大，占循环时间最长的工序，一般情况下它可占掘进循环时间的3550。70年代以来，我国先后研制成功耙斗装岩机、侧卸式装岩机、蟹爪装岩机及立爪装岩机，其中根据煤矿特点研制的耙斗装岩机，因具有结构简单、制造容易、造价低、可靠性好和适应性强等优点，已成为当前我国煤矿巷道掘进的主要装载设备。近些年来，配套的转载运输设备也在不断研究改善，先后出现了QZP-160型桥式转载机、SJ-80与SJ-44可伸缩胶带运输机、ZP-1型胶带转载机等，以及S4、S6、S8型梭式矿车和ILA、CCJ型仓式列车以及5t以上防爆型蓄电池电机车。以上多为从工作面运出矸石的设备，同时也发展了可向工作运输材料的胶带输送机、钢丝绳牵引卡轨车和钢丝绳牵引单轨吊车。一、装岩装岩机按工作机构分，井下常用的有铲斗式装岩机、耙斗式装岩机、蟹爪式装岩机和立瓜式装岩机等。(一) 铲斗（侧卸式）装岩机铲斗式装岩机有后卸式和侧卸式两大类，作原理和主要组成部分基本相同。铲斗式装岩机一般包括铲斗、行走、操作、动力几个主要组成部分，工作时依靠自身质量及运动所产生的动能，将铲斗插入碎石，铲满后将碎石卸入转载设备或矿车中，工作过程为间歇式。侧卸式装岩机是正面铲取岩石，在设备前方侧转卸载，行走方式多为履带式。它与铲斗后卸式比较，铲斗插入力大，斗容大，提升距离短；履带行走机动性好，装岩宽度受限制小，可在平巷及倾角10以内的斜巷使用；铲斗还可兼作活动平台，用于安装锚杆和挑顶等；工作机构采用液压传动，提升能力大，提升距离小，消耗功率较小，性能稳定；司机坐在司机棚内操作，操作轻便，安全可靠；电气设备均为防爆型，可用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井。国产ZLC60型铲斗侧卸式装岩机如图8-15所示，该机适用于宽度大于4m、高度大于3.5m的巷道。图8-15 ZLC60型铲斗侧卸式装岩机1铲斗;2铲斗座;3连杆;4铲斗臂;5升提油缸;6防爆开关箱;7履带;8电动机;9侧卸油缸根据侧卸式装岩机的工作特点，应将转载机布置在装岩机铲斗卸载一侧的轨道上（图8-16）。装岩机铲取的岩石直接卸到停靠在掘进工作面前部的料仓中，通过转载机再转卸到矿车中，这样可以连续装满1列矿车，提高了装岩效率。图8-16 转载机与侧卸式装岩机配套示意图1-侧卸式装岩机;2转载机;3凿岩台车;4矿车组;5电机车（二）耙斗装岩机耙斗装岩机是一种结构简单的装岩设备，电力驱动，行走方式为轨轮式。它不仅适应于水平巷道装岩，也可用于倾斜巷道和弯道装岩。耙斗装岩机的优点是结构简单、维修量小、制造容易、安全可靠、岩尘量小、