井巷工程第五章煤层巷道施工

井巷工程第五章煤层巷道施工第一页，共40页。第一节全煤巷施工及配套设备一、钻眼爆破法掘进煤巷二、掘进机掘进煤巷三、连续采煤机掘进煤巷四、其它方式

第二页，共40页。一、钻眼爆破法掘进煤巷

㈠钻眼爆破

钻眼机械钻眼一般采用2～3台煤电钻同时作业。炮眼深度应考虑施工组织、技术和围岩性质一般为1.5～2m，炮眼间距视煤层硬度，一般为0.6～1.2m。

炮眼布置炮眼布置的原则与岩巷基本相同。由于煤质软，掏槽容易，多采用单向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，当炮眼较深、断面较小时，可用复式掏槽，若断面中有软煤夹层时，掏槽眼应布置在软煤带中（图6-1）。掏槽眼一般为3～4个，倾斜角度为70～80。断面较小时，可不设辅助眼。第三页，共40页。第四页，共40页。

爆破器材在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤层中掘巷，必须使用煤矿许用炸药，毫秒延期电雷管。使用毫秒电雷管必须将爆破总延期时间控制在130ms以内，并必须全断面一次起爆。煤巷掘进同样应推广光面爆破技术，出于煤层较松软，为达到光面要求，布置周边眼时必须考虑巷道顶、帮由于爆破作用而产生的松动范围。参考表l0—1。第五页，共40页。

三软煤层(顶板、底板岩层和煤层强度均较小)，复合顶板和再生顶板的节理裂隙发育、顶板容易分层、冒落，难以管理，沿这类煤层掘进巷道时，可采用“三小”技术（小直径钻孔、小直径药卷和小直径钻杆）以提高掘进效率和维护好顶板。使用“三小”技术的优点：（1）节约炸药消耗量；（2）有效控制顶板的破碎；（3）巷道成型规则，节约支护材料，提高掘进速度。第六页，共40页。

㈡装煤煤巷施工，装煤是一项费时的主要工序，目前主要采用ZMZ—17型装煤机、耙斗装岩机和转载机。

1．ZMZ—17型装煤机此机用履带行走，机动灵活，适应性强，能连续装载，效率高。适用于掘进断面8m2以上，净高1.6m以上及坡度10°以下的煤巷。如图10-2所示，它由蟹爪、可弯曲链板输送机和履带等组成。

2．转载机转载机是安装在平板车上的胶带输送机（图6-3）。装载效率为人工直接装车的5倍以上。如果与装煤机配合（图6-4），可使装运连续作业，效率更高。在煤巷和半煤岩巷断面能满足装载要求时，同样也可以采用耙斗装载机进行装载。为满足小断面煤巷装车的需要，各矿可自制一些小型装煤转载机械。

第七页，共40页。第八页，共40页。第九页，共40页。zmj-a-17装煤机zmz2b-17装煤机煤岩分装机液压蟹爪式装煤机第十页，共40页。二、掘进机掘进煤巷

煤巷掘进机能够破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。它具有工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等优点。掘进施工煤巷是我国煤巷施工的发展方向。掘进机的工作原理基本相同，图6-5为ELM形掘进机结构图。第十一页，共40页。第十二页，共40页。

煤巷施工中采用掘进机掘进，再加上与之相适应的机械运输设备与其配套形成一条机械化作业线，是加快煤巷掘进速度和提高劳动生产率的根本途径，目前常用的配套方式有以下几种。㈠掘进机—链板输送机机械化作业线㈡掘进机—胶带转载机—链板输送机机械化作业线此机械化作业线。

㈢掘进机—胶带转载机—可伸缩双向胶带输送机机械化作业线。㈣煤巷掘进机—仓式列车机械化作业线第十三页，共40页。第十四页，共40页。三、连续采煤机掘进煤巷

连续采煤机和掘进机在结构上的不同之处在于它的切割机构为横轴式，宽度较大，可以一次掘出宽3m左右的巷道。连续采煤机包括截割系统、行走系统、转载系统等。连续采煤机是房柱式采煤的主要设备，在美国和南非,井下煤产量的60%是用连续采煤机开采的。㈠连续采煤机的优点⑴设备投资小而效益高。⑵连续采煤机能够实现回采和掘进合一，矿井建设期短，出煤快。⑶连续采煤机可用于房柱式采煤法，连续采煤机设备多采用履带或胶轮行走机构，移动十分方便。

(4)连续采煤机可用于巷道掘进，掘进速度快、效率高。第十五页，共40页。12CM18-10连续采煤机第十六页，共40页。

㈡影响连续采煤机在我国正常使用的主要因素有。

(1)连续采煤机及其配套设备体积大、吨位高，且有些设备(如梭车)不能解体，因此，设备下井困难。在我国现有煤矿使用的连续采煤机，大多数都涉及到设备下井路线和生产系统的改造问题。⑵缺乏支护、清道、除尘等方面的配套设备，生产能力受到一定限制。⑶引进连续采煤机设备在电气防爆性能上与我国防爆标准的要求不相一致，使用前需报有关部门审批。⑷设备主要部件或零件损坏时，在国内买不到配件，同时，引进设备价格昂贵，许多十分适合采用连续采煤机的地方、乡镇煤矿没有资金购置。第十七页，共40页。㈢我国使用连续采煤机前景展望连续采煤机用于回采，煤层应具备以下条件:

(1)埋藏深度小于300m；

(2)煤层倾角一般小于10°，最大不超过12°；

(3)煤层顶板要求中等稳定以上，具有良好的自控性和可锚性，即能在较长时间内不冒落，顶板允许悬露面积30～50m2；

(4)底板平整、无积水、抗压强度不能太低；

(5)低瓦斯矿井。第十八页，共40页。四、风镐掘进第十九页，共40页。五、水力掘进

在水力采煤中使用。由高压水射流破下的煤，被水冲到铺在巷道底板上的溜槽内，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

第二十页，共40页。第二节半煤岩巷施工

一、半煤岩巷采石位置的选择二、炮眼布置特点三、施工组织第二十一页，共40页。一、半煤岩巷采石位置的选择

巷道在薄煤层中掘进时，为了保证巷道的使用高度，必须挑顶或卧底。因此，在巷道断面上既有煤层，又有岩层。当岩层占掘进工作面面积，1/5～4/5时，即称为半煤岩巷道。半煤岩巷道掘进，采石位置有挑顶、卧底及挑顶兼卧底有三种情况。如图6-9所示。

a—挑顶；b—卧底；c—挑顶兼卧底第二十二页，共40页。二、炮眼布置特点

由于煤层较软，掏槽眼多布置在煤层部分，图6-10。半煤岩巷道掘进钻机选择应尽量做到动力单一，但也可选用两种不同动力的钻机。一般原则是当煤、岩的强度都不高时，应选用煤电钻钻眼，当煤、岩的强度都较高时可都采用凿岩机钻眼，当煤、岩的强度相差很大时，则可同时选用煤电钻和凿岩机，或选用岩石电钻钻眼。第二十三页，共40页。三、施工组织

半煤岩巷道的施工组织有两种方式：

一种是全断面一次掘进,煤、岩不分掘分运；

一种是煤、岩分掘分运。采用煤、岩分掘分运的方式时，形成煤工作面超前岩石工作面的台阶工作面。>1.2m≮0.65m第二十四页，共40页。第三节综采和综放工作面全煤切眼锚网支护设计和施工一、综放切眼锚网支护特点⑴综放切眼断面及形式断面：净宽为7.5~8m;断面积：22~24㎡断面形状：梯形或矩形支护形式：工字钢梯形棚和木棚梁，单体支柱。第二十五页，共40页。开切眼第二十六页，共40页。㈡综放切眼锚网支护技术要求⑴高锚固力锚杆；⑵长锚杆或锚索加强支护；⑶两帮锚杆向煤体倾斜一定角度；⑷导硐施工，加强临时支护；二、综放切眼锚网支护㈠地质生产条件第二十七页，共40页。㈡支护设计1.断面形状选择微拱，拱高200～500㎜，顶板逐渐下沉，变为平顶。2.支护形式的选择树脂全长锚固锚杆+金属网+钢梯为基本支护预应力锚索加强支护3.锚网支护参数的确定⑴顶部锚杆：φ20×2500㎜，间排距，导硐部分600㎜×800㎜，扩帮部分，700㎜×700㎜⑵帮锚杆：φ16×2000㎜可切割玻璃钢锚杆，间排距，扩帮部分，600㎜×700㎜⑶金属网：8号镀锌铁丝，网孔50㎜×50㎜⑷钢筋带：φ12㎜圆钢焊接第二十八页，共40页。4.锚索补强加固参数确定长度为6.0m，φ15.4×6000㎜，破断力260KN，3块树脂药卷，预紧力大于100KN。每排4跟，间距1600㎜×1400㎜1—锚索；2—锚杆；3—钢筋梯；4—棱形网5.支护说明第二十九页，共40页。㈢施工工艺综掘落煤→清掉危矸→临时支护→铺顶网、布设钢梯、加固前探梁→打中部锚杆孔→清孔→放树脂药卷→将锚杆下端装上快速按装器插入孔内→开动锚杆掘拌药卷→停止掘拌保持气腿腿力→开动锚杆钻机，拧紧螺母→按装其余顶部锚杆顶部锚杆安装顺序由中间向两侧安装滞后工作面10m安装帮锚杆，安装锚索㈣支护效果验证三、综放切眼锚网支护应用结论⑴顶板支护重要，锚索加强支护很重要⑵切眼帮角是支护的重要部位⑶全长锚固锚、网、带配合锚索支护适应性强第三十页，共40页。第四节全煤巷快速掘进作业规程编制一、概述1.巷道名称2.巷道位置4.巷道用途3.工程量二、地质与水文概况1.地质构造2.煤岩性质3.水文情况三、巷道断面设计及支护1.断面设计2.支护形式第三十一页，共40页。第三十二页，共40页。四、机械化割煤方式及工艺流程1.切割顺序2.工艺流程铺帮锚网、安帮锚杆割煤→临时支护→铺顶网→上钢带顶部锚杆、锚索清底第三十三页，共40页。五、支护设计及质量要求1.锚杆支护参数⑴