9矿建课件(第三篇3)

1、矿 山 建 设 工 程10 煤巷、半煤岩巷中南大学 智能系统与智能软件研究所一、运输大巷布置原则的变化和设计模式的变化10.1 概述 单纯追求巷道工程量少 多开煤巷、少开岩巷 二、 煤巷的施工特点1、岩煤巷掘进的巷道、半煤岩巷道受到沼气、煤尘爆炸的威胁；2、地质构造的影响较大；3、机械掘进、合理选择支护；4、通风工作的重要性。煤巷：沿煤层掘进的巷道,如果在掘进断面中煤层占4/5及4/5以上者则称为煤巷。2 我国大型煤矿矿井开拓布署大致经历两个阶段：第一阶段为50年代采用的煤层开拓部署，由于受当时理论局限性制约，很难控制采动压力，从而使巷道维护十分困难，严重影响矿井的安全生产。第二阶段为6080

2、年代，大型煤矿大都采用岩巷的开拓方式，为矿井的安全生产创造了良好的条件。但该方式具有矿井基建投资大，岩巷工程量大及建设周期长的缺陷。 1990年改革开拓布置的淮北会议，提出采取上下山要布置在煤层中，有条件的运输大巷也要布置在煤层中的技术发展方向。潞安矿务局常村煤矿、兖州矿务局的济宁2号井和三号井的运输大巷均布置在煤层中。目前我国煤巷及半煤岩巷的比重占井巷工程量的76%以上。3济宁二号煤矿设计年产400万t，服务年限67.5年，矿井采用全煤巷布置，立井多水平开拓方式，通风方式为中央并列式。 矿井第一水平共有7条大巷，北翼4条，2条进风、2条回风，为便于运输、排水，其中有1条轨道进风巷布置在3下煤

3、层底板岩石中，其余均布置在煤层中。南翼3条大巷，1条进风，2条回风，均布置在煤层中。 济宁二号井煤巷开拓介绍4 (1) -555水平大巷支护方式为两种。一种为直墙半圆拱型，巷道净断面17.318.3m2，采用锚网喷支护；另一种为直墙三心拱，净断面积16.6m2，采用29U型钢支架支护，棚后背金属背板，铁砂窗，充填C20喷射混凝土，主要用于南、北翼皮带回风大巷。大巷两侧分别留设120、110m护巷煤柱，大巷间留设35m煤柱。 (2) 四采下山、三采下山：服务年限5.46.5年，支护方式除四采皮带下山使用29U型钢支架支护，其余均为直墙半圆拱形断面，锚网喷支护，净断面积为1315.1m2。下山间留

4、设40m护巷煤柱，外两侧留设50m保安煤柱。5 (3) 顺槽：净断面积为11.412m2，支护方式有梯形金属棚和锚网梁两种。随技术进步和施工设备配套，现锚网梁已成功应用于实体煤中顺槽、沿空送巷顺槽、综放(采)工作面切眼。至1999年底锚网梁文护巷道已达12000m，最大控顶跨度达13.45m。6三、煤巷的掘进方法1、钻爆法；硬煤中应用2、煤巷掘进机掘进；硬煤中3、风镐掘进；软煤,高沼气4、水力掘进；水采矿井中,水枪破煤,煤层,急斜10.1 概述 7一、钻眼爆破法掘进煤巷(一)钻眼爆破方法1、钻眼机具：MZ-12型煤电钻，SMZ-12A型煤电钻.2、炮眼布置方法：扇形,半楔形,复式（掏槽）3、雷

5、管、炸药：毫秒延期电雷管，延期时间130ms，煤矿安全炸药。4、爆破方法：保边爆破周边眼与顶帮轮廓保持一定距离，防止超挖10.2 煤 巷 掘 进810.2 煤巷施工二、 煤巷掘进机掘进煤巷1、掘进机的发展简史1938年，前苏联研制型煤巷掘进机；1949年，前苏联研制型煤巷掘进机；1956年，前苏联改制型奠定了现代煤巷掘进机基础；1960年，英国改进前苏联型基础上研制生产MK-2A型，RH型 。奥地利引进匈牙利F6的基础上，生产出AM-50, AM-65, AM-75系列机。日本引进苏联、英国掘进机的基础上生产出S-50, S-100, S-150型。1962年，中国研制掘进机，80年代引进苏联

6、型掘进机的基础上改造生产出ELMA,EM-3型掘进机。1976-1979年,我国从英、日、奥、苏、美、德、匈七国引进九个机型。9 掘进机法掘进可分为两类： 1、采用综合机械化掘进机组成的综掘生产线 国产综掘设备的代表机组有S100、AM50、ELMB55型等，2000年我国创水平的16个综掘队均采用这三种型号机组，并创造了年平均进尺8508m，最高达到15342m的好成绩。 2、采用连续式采煤机组成的采掘生产线 主要是引进国外的连续采煤机，90年代引进的10余台连续采煤机在神华东区、黄陵以及兖州矿区的矿井达到了良好的发挥，其中在神华东区的9个创水平掘进队的年平均进尺达到了13799m，最高达到

7、22324m。10 2.综掘设备 悬臂式横轴式纵轴式1112EBZ160JM掘锚机 1310.2 煤巷施工(一) 主要配套方案1、煤巷掘进机-可伸缩双向胶带输送机机械化作业线2、煤巷掘进机-刮板输送机机械化作业线3、煤巷掘进机-吊挂式胶带输送转载机-矿车电机车机械化作业线4、煤巷掘进机-梭式矿车(或仓式列车)机械化作业线 3.煤巷综合掘进机械化作业线1415(二) 综合掘进机械化作业线的后配套设备1、伸缩式胶带输送机2、单轨吊3、湿式除尘风机4、掘进机的支护配套设备1控制室；2驱动车；3紧急制动车；4电源车；5物料车；6悬挂轨道；7悬挂装置；8照明灯防爆特殊型蓄电池单轨吊车运输系统16 4.连

8、续式采煤机组成的采掘生产线 将掘进与采煤统一。在长壁工作面两侧各布置34条巷道，用连续采煤机进行房柱式开采，结束后再进行长壁工作面开采。17工作机构装运机构转载机构行走机构1819山西晋煤集团寺河矿井连采设备工序设备名称型号生产能力割煤连续采煤机12CM27 - 10B1732t/ min运煤梭车PM2110C44.15t; 7km/ h破碎给料破碎机BF - 14B - 54 - 64C1000t/ h运输胶带运输机DSP - 1080/ 1000800t/ h支护双臂锚杆机CHDDR - AC011m/ min清煤铲车ST - 315S6000kg , 10km/ h20三、其它破煤方法(

9、一)水力破煤：水掘水运(开滦吕家坨矿)，煤破落煤低压水运，EMS-75型水采掘进机破煤水运方式。(二)风镐破煤；应用条件，施工方法。四、煤巷支护 木支护-支架-矿用工字钢梯形支架-U型钢拱形支架-锚杆支护-锚梁(锚网)-锚索2110.3 半煤岩巷道施工 半煤岩巷道：在巷道掘进断面上既有煤又有岩层，当岩层占掘进工作面面积的1/5-1/5时(不包括1/5-4/5)即称为半煤岩巷道。一、半煤岩巷道采石位置的选择(一)挑顶掘进(二)卧底掘进(三)挑顶兼卧底掘进二、半煤岩巷道的施工(一)机掘(二)炮掘1、炮眼布置特点:掏槽位置和方式2、施工工艺:打眼工具和动力22三、施工组织特点(一)煤岩分掘分运10.

10、3 半煤岩巷道施工(二)煤岩不分，全断面一次掘进2311 斜井斜井：有通达地面的倾斜巷道。一、井田开拓方式二、斜井开拓的优点三、斜开拓的实例四、斜井施工速度比较主斜井、副斜井、斜风井、排水斜井、注砂斜井2411.1 斜井的结构一、斜井井口结构(一)斜井井颈结构井颈：接近地面出口,井壁需要加厚的一段井筒,由筒壁和壁座组成。 井颈要深入到基岩内5m以上，并且有防渗措施,井颈段支护要露出地表以上直到井口标高，井口标高要高出当地最高洪水位1m以上。1、金属防火门； (主、副斜井必须设置)2、安全出口； (副斜井设置)3、暖风道； (主,副斜井必须设置)4、通风道； (斜风井设置)5、井楼，走廊和井口棚

11、 （箕斗、胶带和串车提升斜井）2511.1 斜井的结构26(二)斜井井口布置1、胶带输送机斜井井口布置：胶带走廊-选煤厂-装车仓2、箕斗斜井井口布置：设卸载架-井口受煤仓-地面转运设备或轨道3、串车斜井井口布置：设井口棚和井口车场(主、副斜井均可)4、斜风井井口布置：风硐，防爆门，安全出口，人行道及风门27(三)串车斜井平车场线路结构11.1 斜井的结构28293031(四)串车斜井甩车场线路结构11.1 斜井的结构3211.1 斜井的结构3311.1 斜井的结构34二、斜井井身结构(一)斜井井筒的断面形状及其布置1、串车斜井井筒断面布置方式 2、箕斗斜井井筒断面布置方式 3、胶带输送机斜井井

12、筒断面布置方式 11.1 斜井的结构3511.1 斜井的结构36371、轨道和道床(1)轨道：轻轨15，18，24；重轨33，38，43，52；(2)轨枕：混凝土轨枕，木轨枕(3)道渣：3550(4)整体道床； 混凝土、防滑问题2、水沟形式和坡度横向斜水沟约3050m一道，坚硬底板，5m3/h,水沟不砌(二)斜井井筒装备与设施3、管路、电缆4、人行道、台阶、扶手 （宽度要求）5、躲避硐 30m左右设一躲避硐3839三、斜井井底结构(一)箕斗、胶带机斜井井底结构40三、斜井井底结构(二)串车斜井井底结构1、串车斜井井筒与井底车场连接形式平车场、甩车场、吊桥(1)平车场 用于不再延深的最终水平a.

13、井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变平后通过顶板绕道与大巷轨道相连。 井筒倾角较大时采用b.井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变坡进入底板岩层中后再转向煤层大巷与大巷轨道相连。井筒倾角较小时采用c.井筒沿煤层底板开凿，变平后直接进入运输大巷。 井筒距大巷较远时采用d.井筒沿煤层底板开凿，变平后两侧与大巷相连，一侧为重车线 ,另一侧为空车线。 运输量较大时采用41三、斜井井底结构42三、斜井井底结构43三、斜井井底结构(2) 甩车场特点是斜井井筒内的轨道线路，从井筒的旁侧引出线路，然后再过渡到井底车场巷道内的轨道线路上，即用于间接过渡。用于多水平开拓或需延深的斜井。44三、斜井井底结构45（3） 吊

14、桥 斜井井筒内的轨道线路沿着斜井井筒的延深方向，经过能起吊和下放的吊桥过渡到井底车场内的轨道线路上。吊桥属于平车场的一种特殊形式。与平车场不同之点就是克服了平车场不便延深的缺点，其功能与甩车场相仿，但工程量较小。吊桥适用于多水平开拓的斜井。我国金属矿山采用较多，煤矿还很少采用。46一、斜井的井颈施工(一)明槽几何尺寸的确定11.2 斜井表土施工47 1. 明槽斜深 2. 明槽底长度 3. 明槽上口长度 4. 明槽宽度48(二)明槽的临时支护方式1、明槽的斜壁斜支撑加固法2、明槽的直壁支撑加固法3、抬棚、密集棚加固法4、木柱、台阶法5、钢板柱法6、土钉锚网喷护坡法建井工程手册第三册 P73549

15、(三)明槽回填1、防水问题 涂建筑沥青2、三合土分层无夯实 三合土(石灰、粘土、沙加少量水)3、土体回填夯实 分层夯实1、全断面一次掘进法（短段掘砌施工法） 长段时设临时支架2、中央导硐施工法（短段掘砌施工，段长2m）3、两侧导硐先墙拱施工方法 断面大时用4、先拱后墙施工法 过渡段用5、板桩法（配超前小井排水）6、锚网喷支护施工7、特殊施工法： 沉井法、帷幕法、注浆法、冻结法等。(四)斜井井颈段的施工(暗挖段,土体和风化基岩段)50(一)中深孔光面爆破，抛碴爆破11.3 斜井基岩施工(二)装岩、提升和排矸机械化配套1、耙斗装岩机装岩2、箕斗提升矸石3、矸石仓储矸51 （1）以钻爆法为主，巷道断

16、面25m2以下，倾角不 大于25 （2）在施工工艺上采用中深孔光面抛渣爆破技术，多种工序平行作业，通过科学地管理和合理地劳动组织，实现快速掘进的目的。 （3）在施工设备上选用国产新型系列耙斗装岩机为装载设备，风动凿岩机为打眼设备，前卸式箕斗为运输设备，在大断面斜井快速掘进中，以P120B型耙斗装岩机为主机配以8m3前卸式箕斗的机械化作业线 我国斜井施工，总结出了具有我国特色的“ 两光三斗”（激光定向、光面爆破、耙斗装岩、箕斗提升、漏斗排矸）机械化配套作业线施工经验。近10多年来，阳泉、丰城、大同等矿区在大断面斜井施工中又有了突破性进展，取得了优异成绩。 52 （一） 破岩、装岩及运输 1. 破

17、岩中深孔光面爆破、抗水炸药、抛渣爆破、坡度 经过“ 七五”中深孔爆破科技攻关，一次爆破达2.53.0 m。近年来我国斜井施工炮眼深度普遍采用1.82.5m。 国内目前最常用的凿岩机是中频YT-28型。一般是按井筒断面配置风钻台数，可取4m2/台，35台同时作业，工作面钻眼平均生产率可达86.1 102.6m/h。 为了保证准确的井筒掘进方向，使掘进断面超挖量控制在3以内和测量工作不影响其他工序进行，采用激光指向仪进行测量。在铜川矿区下石节斜井施工中，采用的激光仪指向，以激光束为依据，曾用一根带有刻度的木尺，可以准确、迅速地为井筒掘进、支护、铺轨指示方向。53抛渣爆破54 2. 装岩耙斗机，固定

18、（增设2个大卡轨器） 目前，我国斜井施工基本上都使用耙斗装岩机。 80年代至今，耙斗机整机系列化，斗容朝大型化方向发展，如P型系列斗容为：0.3、0.6、0.9、1.2m3，可满足快速施工要求。其中 P120B型耙斗装岩机技术生产率高达 120180m3/h。 在斜井施工中，为了配合箕斗提升，加长了耙斗装岩机的卸料槽；为防止机体下滑，在两侧增设了两根可调整高度的支撑，在后部增设了大型卡轨器。 耙斗装岩机使用台数，可根据工作面掘进宽度选用。当大断面斜井施工时，如没有相应的大型耙斗装岩机，可使用两台较小的耙斗装岩机装岩5556 3. 提升运输：箕斗矸石仓调节运输 25 链板机 30 矿车或箕斗 3

19、0 箕斗（无卸载轮前卸式箕斗，8m3，提升速度3m/s） 我国斜井施工提升设备由矿车串车提升逐渐发展到目前的箕斗提升。箕斗容积由60年代的2m3左右发展到当今的3，4，6，8m3，8m3以上的大型箕斗也已开始使用。 地面矸石仓由过去的46m3的简易木结构发展到目前的金属装配式的16，24，32，40 m3的大型储矸仓；辅以自卸卡车后，地面排矸能力大大加强。陕西煤科院与西安矿院联合研制装配式40m3矸石仓，拆、装、搬迁方便，卸载高度1.5m和2.5m 。57585960斜井施工提升速度6162（二） 支护 70年代以前我国普遍采用料石砌碹，之后现浇混凝土支护和锚喷支护逐渐将其取代；现浇混凝土支护

20、具有整体性强、防水性好等特点，实现机械化作业较料石砌碹具有较好条件。但至目前，锚喷支护在基岩段施工中已占较大优势。通化矿务局于1974年创干拌合料输送距离1013m纪录，华亭矿务局于1994年又取得了连续送料1110m的好成绩。 锚喷支护机械化作业线主要由砂石筛洗机、输送机、储料罐（砂、石、水泥）、搅拌机和机械手等组成，筛洗机、输送机、储料罐和计量器设在地面，搅拌机设在井口附近或邻近硐室内，喷射机在井下随支护工作面移动。63（三） 排水与治水 避：位置 防：井口标高 截：上部含水层的水横向水沟、截，导至临时水仓。 堵：上部水沟漏水 排：56m3/h（过去采用喷射泵进行工作面排水，目前广泛应用潜

21、水泵。风动、电动潜水泵配合箕斗或转水仓各施工单位均在使用。近年研制的风动隔膜泵性能更为优越，如QOB-15N型，噪音小于80db，最大流量15m3/h，最大扬程58m。 630m3/h，临时水仓卧泵排水 注：注浆封水 64（四） 安全工作 2003年6月14日晚上9时55分，广东省韶关市乐昌江胡煤矿一辆载有26人的斜井人车，因连接装置脱落发生跑车事故，造成14人死亡，12人受伤，其中3人重伤。从地下60米甩向地下300米。 据介绍，该煤矿职工三班倒上班，14日晚上26名职工乘坐斜井人车，下井上晚班。斜井的坡度为25度，深度为180300米。人车行进至距离地面60米处，突然绞车之间的连接装置脱落

22、，人车惯性下滑，从而发生跑车事故。 65 2005年3月22日7时30分许，吉林白山市江源县胜利煤矿，11名工人乘坐矿车准备到井下进行维护，途中矿车连接处的插销突然脱落了，高速行驶的矿车将11人甩出车外，6人遇难（3人为女性），5人受重伤住院。 造成该起事故的一个重要原因是人货混载。出事的井口是个斜井，距离井口约40米远的地方有个边坡，当时10名工人分乘两辆矿车，与一辆装满木料的矿车相连，另外1人则站在装木料矿车的钩头上，准备到井下进行维护。当3辆车驶到距进口40米的边坡时，因挂在最后一节装满木料的斗车过重，颠簸中连接处插销脱落，斗车在滑出100多米后，撞在巷道底部拐弯处，结果斗车内5人当场死

23、亡，另外6名伤者在医院抢救时，一人因抢救无效死亡。 66 斜井施工安全挡车器的种类很多，各具特色，如兜车安全绳、钢丝绳挡车器、安全门挡车器、钢丝绳挡车帘、气动安全门、电动挡车器、手拉常闭式钢轨挡车器等，各施工单位多根据习惯选用。 预防跑车事故 加强对提升钢丝绳及连接装置的检查； 操车设备（推车机、阻车器等，人员疏忽占70%） 上部设置挡车板； 下部设置阻车器钢丝绳阻车器 67摆杆挡车器示意图1一限位架；2一摆动阻车杆；3一阻车活动插杆；4一支承转动架；5一滑轮固定立柱；6一配重块；7一手动拉勾；8一提升固定环6869斜井施工实例 大同矿务局马脊梁矿新高山主斜井快速施工，是我国大断面斜井机械化设

24、备配套及施工技术工艺配套的典型实例。1993年曾获国家科技进步二等奖。 一、工程概况 该斜井为马脊梁矿改扩建工程之胶带输送机斜井，设计断面为半圆拱形，锚喷支护，净断面12.34m2，掘进断面15.02m2，坡度16，斜长960m。围岩以粗砂岩、中细砂岩为主，f610，涌水量510m3/h，属低瓦斯矿井。 70 二、机械化作业线及配套设备 采用多台气腿式凿岩机凿岩、3台激光仪指向、中深孔光面爆破。研制并应用了斗容1.2m3耙斗装岩机装岩、8m3箕斗提矸、40m3装配式斗形矸石仓排矸。实现了喷射混凝土远距离管路输料，1991年6月创月成井376.2m，连续3个月成井825.5m的记录。71马脊梁矿

25、新高山主斜井井筒施工机械化作业线布置图1YT-28 凿岩机；21.2m2大耙斗；3P120B耙斗机；4XQJ-8复合后轮前卸式箕斗；5大卡轨器；6托梁支架；7喷射混凝土工作台；8JK-3激光指向仪；9地面喷射混凝土搅拌站；10卸载架；11井架；122JKZ-3/20提升机；138吨自卸翻斗汽车；1440m3大矸石仓727374 三、施工工艺 1. 钻眼爆破 YT28型气腿式风动凿岩机，47台同时作业，每台约占工作面宽度700800mm。操作人员执行五定（人、钻、位、眼、时）、两专（安眼、修钻）负责制，使用多炮棍导向，掌握炮眼角度。 炮眼布置根据岩性变化及时调整数量、深度、角度等有关参数。一般炮

26、眼深度取2m，掏槽方式为楔形另加中心眼。7576 采取多组同时装药，约2025min完成。放炮后通风约10min左右吹散炮烟。 采用3台JK-3型激光指向仪定向，中、顶部两台交替前移，互相校正，用以划定眼位；帮侧部1台控制腰线，便于水沟砌筑。 工作面凿岩与6m以外耙斗机装岩、接轨、移机同时进行。炮后先在顶板正中部分打锚杆眼20个左右，采用6台凿岩机，3台用短钎、3台用长钎相互交替套打锚杆眼、边打边安装锚杆。而后在打掘进眼时，将拱部两侧锚杆补齐。77 2. 装岩、提升、排矸 装岩采用P120B型耙斗装岩机。该机斗容 1.2m2，技术生产率平巷为120180m3/h，小于25斜井为 70120m3

27、/h。轨距1500mm，与箕斗轨距一致。工作时，将尾轮挂于距工作面6m以外，以便与凿岩平行作业。耙岩最佳距离为25m以内，耙斗插入角70 。当箕斗运行时，利用间隙时间集中堆矸，工作面平均生产率可达97 m3/h 。前移耙斗机时，采用滑轮组将两边死角矸石倒至中部，清底时间仅需2030min。尾轮的固定楔距矸石面800mm左右，楔孔深度不小于350mm。 78 提升采用XQJ8型容积8m3箕斗，为国内目前最大的施工箕斗。轨距1500m，使用24kg钢轨，每1520m设一地滚。箕斗体积、长度较大，但装满率较低，因此，要求装岩司机、信号工、提升机司机紧密配合，4.6min可装1箕斗，井深500m时，装

28、提综合能力44.5m3/h； 900m时，装提综合能力39.3m3/h。 排矸采用了ZG型矸石仓，其容积为40m3，与30m栈桥为同体结构。设计为钢结构装配式。矸石仓两侧有溜槽及气动闸门，备有2台8t自卸式汽车排运矸石。汽车排矸运距0.51km，能满足箕斗卸载最高能力8次/h的排运要求。 为了满足箕斗卸载快速安全的要求，在矸石仓一侧距卸载平台30m处，设有PIH12008工业电视，以解决信号工打点失误，每次卸载仅1020s。79 3. 锚喷支护作业 永久支护设计为端锚式树脂锚杆：直径18mm，长1800mm，锚固力大于 50kN。间排距800mm800mm，喷混凝土厚120mm，抗压强度14.

29、7MPa。 喷混凝土设计配合比，水泥：砂：石子1 ：2 ：2.5，水灰比0.38，速凝剂掺量34。采用PZ5型喷射机与LJP1型定量配料机，人工操作喷头。井口设集中搅拌站，远距离管路输料喷射混凝土中另加早强减水剂23，减少回弹率68，粉尘降低10左右。初喷厚50mm左右，先补不平处，然后分层喷射，间隔时间在3天以内。80 四、施工辅助作业 通风采用28KW局部通风机，布置在井口自然风流下方30m处，压入式供风，800mm胶质风筒，作业中粉尘含量在30mg/m3左右。 斜井工作面采用QOB-15N型隔膜泵排水，井筒内每200设一临时水仓。 五、施工组织 为了在3h内完成循环进尺2m，采取辅助工序与主要工序平行作业，平行率高达77。 采用一专多能和技术层次高的人员机制，全井核定岗位定员139人。实行掘进“四六制”、喷混凝土“三八制”，多工序阶段平行施工的劳动组织。每天完成掘锚7.5个循环，平均日进尺12.8m。喷混凝土两班作业，一个班负责耙斗机前初喷，另一个班负责复喷成井