第四讲井巷机械化掘进

1、井巷设计优化与施工新技术井巷设计优化与施工新技术第四讲第四讲 井巷机械化掘进井巷机械化掘进井巷机械化掘进井巷机械化掘进 湖湖 南南 工工 程程 学学 院院 曾曾 宪宪 桃桃（博士、教授、博士生导师）（博士、教授、博士生导师）二零一零年八月二零一零年八月F 凿岩机分类凿岩机分类 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 类别风动凿岩机电动凿岩机 液压凿岩机 内燃凿岩机 潜孔凿岩机 潜孔钻机 动力源 压缩空气 电动机 高压液体 汽油机 压缩空气 类型 手持式 手持式 支腿式 手持式 导轨式 气腿式 支腿式 轻型导轨式 向上式 导轨式 重型导轨式 导轨式 井巷机械化掘进井巷机械化掘进yt24气腿式凿岩机气腿式凿

2、岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进履带式液压凿岩机ql-y28型液压凿岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进电动凿岩机电动凿岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进高风压履带潜孔凿岩机swdb90型潜孔凿岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进7c内燃式单缸凿岩机内燃凿岩机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 g10风镐b67风镐 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 水 枪F环形钻架类型及主要技术特征环形钻架类型及主要技术特征 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 型号 FJH5.0 FJH5.5 FJH6.0 FJH6.5FJH7.0 适用井筒净直径（米） 5.05.56.06.57.0环形轨道外径（毫米） 4700520057006

3、2006700悬臂轨道数（个） 44566悬臂轨道弦线长（毫米）17502000225022502500跑车数量（台） 1220 1625 配套凿岩机型号 YT24或其它型气腿式凿岩机 气腿行程（毫米） 12501320总重（千克 槽钢工字钢 310034003900460048002200注：总重不包括凿岩机及气腿重量。 F伞形钻架类型及主要技术特征伞形钻架类型及主要技术特征井巷机械化掘进井巷机械化掘进 技术特征 单位 FJD6 型FJD9 型备注支撑臂个数 个33支撑臂支撑范围（直径） 米56.84.99.5动臂个数 个69动臂工作范围 水平摆动角 度12080垂直炮眼的圈径范围米1.34

4、6.81.648.6配用凿岩机；型号 台YGZ70 YGZ70 钎尾25159毫米 数量 69注：FJD6型伞形钻架，支撑臂加长后，支撑范围可到7.5米。 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 伞形钻架F凿岩台车类型及主要技术特征凿岩台车类型及主要技术特征 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 类型 特点使用范围掘进凿岩台车 双钻臂、三钻臂或多钻臂同时凿岩。轨轮、轮胎或履带行走机构。驱动力为风动、液动或柴油机。 岩石平巷、隧道涵洞和地下工程掘进时炮眼的钻凿工作。采矿台车 单钻臂或双钻臂同时凿岩。轮胎式行走机构。驱动动力主要为风动 。 金属矿山、井下采矿场和大型硐室中、深炮眼的钻凿作业。锚杆台车 钻臂凿岩。轮轨

5、式、轮胎式行走机构。动力为风动、电动 钻凿巷道、硐室锚杆眼和安装锚杆作业F掘进凿岩台车的技术特征掘进凿岩台车的技术特征 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 项目型 号CGJ2202型（新）CGJ5003型（新）CTJ7002（新）CTJ7003（新）CTJ7003N型 CGJ-2Y型 Yz型 CGJ2型（旧）CGJ3型（旧） CTJ-2型（旧） CTJ-3型（旧） 配用凿岩机型号YGP26型 YG35型YGZ70型YGZ70型YGZ70型YYG80型YTP26型 YG40型 风动凿岩机风动凿岩机风动凿岩机风动凿岩机风动凿岩机风动凿岩机YT24型 EZ-2.0型 风动凿岩机 岩石电钻 F圆盘式凿岩台架

6、车的主要技术特征圆盘式凿岩台架车的主要技术特征 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 技术特征型 号FJY25型TJ25型 外形尺寸（长宽高)（毫米） 172516752050 172510002340 配用凿岩机型号 YG80YGZ90最大高度（毫米） 35003320适用巷道断面（平方米） 2.52.5332.52.533 接杆长度（米） 1.21.2推进马达功率（马力） 1推进器推进力（千克） 315600800 注油器注油量（升） 5.05.0总进风管内径（毫米） 38进水管内径（毫米） 19制造厂天水燎原风动工具厂南京战斗机械厂 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 全电脑控制凿岩台车凿岩台车F钻装

7、机的类型钻装机的类型 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 类型 特点使用范围耙斗型钻装机 在耙斗岩机上安设岩钻臂。钻臂打眼，耙斗装岩。工作面岩壁挂斗或专用悬臂挂斗，耙斗卸载或刮板机转载，轨轮行走或履带行走。国内钻装机大多采用这种型式 。大中型断面岩石平巷 蟹爪型钻装机 在蟹爪装岩机上安设凿岩钻臂，钻臂打眼，蟹爪装岩，装岩时支臂折叠收起，刮板机转载，履带行走 中等以上断面岩石平巷 铲斗型钻装机 在铲斗型装载机上安设钻臂，钻臂打眼，后卸式或侧卸式铲斗装岩，钻臂为快速装拆结构，装岩时，钻臂拆下，挂到顶板吊轨上。轨轮行走或履带行走 大中型断面岩石平巷 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 螺旋钻装机岩巷钻装机F立井

8、转载机械（抓岩机）的分类立井转载机械（抓岩机）的分类 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 分类依据类别分类依据类别按抓斗容积分 轻 型 斗容0.2立方米以内中 型 斗容0.5立方米以内重 型 斗容0.6立方米以上按机器操纵方式分 手动操纵机械化操纵纵自动化控制 按及其结构特点和安装方式分靠壁式中心回转式环形轨道式长绳悬吊式按驱动动力分 气动电动液压（气动-液压和电动液压） 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 靠壁式抓岩机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 中心回转式抓岩机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 环形轨道式抓岩机长绳悬吊式抓岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进 NZQ20.11抓岩机 F国外立井装岩设备的特

9、点与使用情况国外立井装岩设备的特点与使用情况井巷机械化掘进井巷机械化掘进 特 点使用情况抓斗容积大使用最多的为0.40.85立方米，最大为1.25立方米 机械化水平高，生产能力大 均为机械操作，有的实行遥控。装岩生产率一般为50100米3/时，最高为400米3/时 装岩设备的类型多环形轨道式生产率高，适用于大直径井筒中心回转式生产率不及环形轨道式高靠壁式生产率类似中心回转式“科莱德曼”式适应于不同直径和不同形状的井筒铲斗式装岩机反铲式有十种不同长度的铲臂和机臂履带式 一般认为只适用直径5.86.7米的井筒，不适用于深井，涌水量大和岩石松软的井筒抓斗式样不一双抓片抓斗美国的“克拉姆歇尔”、“瑞德

10、尔”、“克莱德曼”和瑞士的“阿利拉”以及苏联的BM-1型抓岩机属此型双抓片抓斗生产率低，适用于抓取松软的岩石 多抓片抓斗使用较广泛，抓片数多在48片多种动力驱动装岩设备的动力有液压、电动、风动等形式 F巷道装载机的分类巷道装载机的分类井巷机械化掘进井巷机械化掘进 特 征类 型按工作机构取料构件名称分按用途分平巷装载机、斜巷装载机、装煤机、装岩机 按行走方式分 轨轮式、履带式、胶轮式 按驱动动力分 电动、风动、液压、内燃 按工作机构的动作的连续性分 间歇式、连续式 按工作机构取料方式分 上取式、底取式、侧取式 按物料的卸载方式分 直接卸载的、带转载运输机的、带转载斗车的、带贮料斗的、无贮料斗的

11、井巷机械化掘进井巷机械化掘进 z-20wz-30w铲斗后卸式装岩机 z-20aw铲斗后卸式装岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进 煤矿用侧卸式装岩机 侧卸式装岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进 30b(a)型耙斗装岩机 p-60b型耙斗装岩机井巷机械化掘进井巷机械化掘进 蟹爪式装岩机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 zby-100煤矿用扒斗装岩机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 蟹爪立爪式装岩机 F转载设备类型转载设备类型 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 类型斗式转载矿车 胶带转载机 梭式矿车 特点 分桥式、支撑式、悬挂式、门框支撑浮放轨道式、以及多机搭接作业的胶带转载车等。电动、作业连续，转载能力大、效

12、率高 作业连续，转、运、卸设备合一转载能力大，卸载方式多样使用条件 适于中小型矿井的巷道掘进转载。金属矿山使用较多 适用于大中型矿井巷道掘进转载，单机的不适于拐弯多的巷道适用于大中型矿井巷道掘进转载 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 斗式转载列车 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 胶带转载列车 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 梭式矿车 梭式矿车 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 锚杆机砂浆锚杆注眼器 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 ksp-5型湿式混凝土喷射机hpc-v型潮式混凝土喷射机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 混凝土搅拌机C 系列混凝土搅拌机F掘进机和钻井机的类型及技术特征掘进机和钻井机的类型及技术特

13、征 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 名 称类 型 掘进机部分断面掘进机 岩巷全断面掘进机 钻井机立井钻机 反井钻机 盲井钻机 F反井钻机反井钻机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 bmc600反井钻机1000-h反井钻机F部分断面巷道掘进机部分断面巷道掘进机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 巨鼠型掘进机悬臂式掘进机F部分断面巷道掘进机部分断面巷道掘进机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 AM-50型掘进机ebz-160hn掘进机F部分断面巷道掘进机部分断面巷道掘进机 井巷机械化掘进井巷机械化掘进 全断面岩石掘进机井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工阶段的回顾 第一阶段为自50 年代初, 掘进工作面沿

14、用手把钎的原始操作方式, 进度慢、安全差,运输工具一般多是0. 75t V 型矿车, 人工装车、人工推车或马拉。第一个五年计划期间,学习苏联, 引进了OM 2506 风钻(即国产的01230 风钻的原型) 和正装后卸式铲斗装岩机, 初步形成了岩石平巷施工的初始配套模式, 实现了岩巷掘进的第一次飞跃, 施工进度月平均水平提高到50m 左右。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工阶段的回顾第二阶段为60 年代至70 年代初期, 这个时期掘进技术有了新的发展。气腿式风钻研制成功, 湿式凿岩得到普遍推广, 临时金属支架代替了木支架, 实现了一次成巷, 运输使用了2. 5t 蓄电池电机车。煤炭部及时

15、总结了岩巷掘进16 项经验, 并组织传播队, 在全国推广; 组织开展了等级队、突击队等活动, 开展竞赛, 岩巷月进度有较大的增长, 岩石平巷的月平均成巷进度上升到60 80m 的水平。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工阶段的回顾第三阶段为70 年代后期到现在。首先锚喷支护技术在岩巷得到了较普遍的应用, 大大简化了巷道施工工艺。随之, 我国开始吸收世界各国的先进装备与技术, 发展机械化配套。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工阶段的回顾 第四阶段在全面吸收国外先进巷道掘进技术的基础上，大力开展快速掘进技术研究。破岩以光面爆破技术为主，配合以锚杆支护、锚喷支护等支护方式，装岩以铲斗后

16、卸式装岩机、耙斗式装岩机，配合转载机及大吨位矿车，实现了“破、通、装、运、支”的机械化施工，成行速度有明显提高，但与立井快速施工相比有一定的差距。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工方案 1. 多台高效气腿式凿岩机、大型耙斗装岩机、平板横移式调车盘(或皮带转载机)、电机车调运配套。一般水平能达到月进100m , 川煤九处曾创月进507. 7m 的新纪录, 七台河、 阳泉、 大同燕子山工程处曾创大断面岩巷月进306m , 310m , 360m 的好成绩。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工方案 2. 液压凿岩台车、侧卸式装岩机、皮带转载机(或梭式矿车)、电机车调运配套。一般水平可达

17、120150m , 七台河工程处曾创出180m 的好水平, 开滦、徐州工程处曾达月进252m 和260. 7m 的水平, 新汶、兖州、淮北30处、31 处等施工处也都使岩巷年进度稳定在1200 m 以上。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工方案 3. 以钻装机、梭式矿车(或其它转载设备) 配套。一般进度可完成120 150m 的水平, 阳泉二处在16. 5平方米 断面曾用梭式矿车配套月进尺完成131m , 淮南谢二矿用皮带转载机配套在18平方米 断面中月进112m , 新汶良庄和湖南资兴分别取得了月进162. 3m 和123m 的成绩。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工方案 4.

18、 以气腿式凿岩机、耙斗装岩机与梭式矿车配套。 开滦马家沟矿取得了月进183. 8m好成绩。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工方案 5. 全断面掘进机。我国已自制了直径3. 2m 和5. 2m 的两种机型, 曾在山西、贵州、江西的平硐施工中应用, 取得了一定经验。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工体会 1. 每一次岩巷施工水平(速度、效率) 的提高, 每一个新阶段的出现, 都是依靠新的科技进步成果的转化来实现的。经验证明, 用拼体力去创造快速高产不能持之以恒, 只有解放施工人员的笨重体力劳动才是出路。应该重视的是我们的每个阶段周期太长, 一般都在10 多年。80 年代中期以后,

19、岩巷施工技术长期处于停滞状态, 与其它科技的发展拉大了距离。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工体会 2. 岩巷施工水平的提高离不开科学管理水平的提高。60 年代的等级队、突击队管理和70 年代后期到80 年代初的等级队管理, 是计划经济体制下调动掘进队积极性的一种有效方法, 也把全面质量管理、技术管理、设备管理、投资管理和成本管理等方面的许多先进方法引入到岩巷施工中, 优化的施工组织也是平巷施工水平提高的主要环节。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工体会 3. 岩巷施工水平的提高离不开资金的投入。每一项新技术、新装备的科研及其转化, 必须要有资金的投入,“巧妇难为无米之炊”, 历

20、史上的三次发展都是通过国家作了大量投入而取得的。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工建议 1. 以多台气腿式凿岩机、大型耙斗装岩机为主的配套方式, 由于它灵活, 便于组织,而且设备成本低, 仍然会是我国中小断面施工的主要配套方式。 关键在于提高工作面的安全性和可靠性, 研究解决工作面临时支护方式或安全、简捷、快速的锚杆打眼机。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工建议 2. 以全液压钻车和侧卸式装岩机或梭车的配套方式, 应为中等断面以上巷道发展的主要方式。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工建议 3. 先在单轨巷中发展使用钻装机, 后配套方式可采用梭车或皮带转载机, 也可研制高强度的工作面落地重型刮板运输转载机。 这一配套方式能推广的关键在于设备的质量好、耐用性强。 这种方式也利于煤炭施工队伍向其它行业市场发展, 效率也比第一种配套方式高。井巷机械化掘进井巷机械化掘进 平巷快速施工建议 4. 在巷道较长、岩石条件适宜的条件下, 发展全断面掘进机, 研究使用平巷砌筑滑动模板； 5. 今后的配套方式应分速度型、效率型两类。对矿井关键线路的工程应选用速度型,而在非关键线路上的工程则应选用效率