煤矿巷道施工技术

巷道施工技术与快速掘进引言-问题什么是巷道施工技术。CompanyLogo引言-什么是巷道施工技术设计巷道施工施工管理掘进工艺设计巷道布置设计巷道断面设计设备安装设计等监控通讯设计通风设计供电设计支护工艺设计CompanyLogo引言-问题解答巷道施工技术是研究井巷施工方法和施工技术的学科。核心是有效、安全、经济地按照预定目标破碎井巷断面内的岩体并维持围岩的稳定性。CompanyLogo引言-巷道施工在矿井中的作用通过各大系统的紧密配合保证原煤安全顺利出井回采、通风运输各大系统准备到位设备安装等巷道掘进原煤回采CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容隧道、地铁、煤矿的巷道施工。煤矿巷道施工技术的内容。掘进工艺：钻爆破岩掘进、悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚联合机组、全断面掘进机。支护工艺：木支护、砌碹支护、金属支架、混凝土支架、锚杆、锚喷支护、液压支架支护。CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容煤电钻CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容气腿式凿岩机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容煤矿用全液压掘进钻车CompanyLogoCompanyLogo液压凿岩机点击图片查看凿岩机工作演示井巷施工技术-掘进技术CompanyLogoCompanyLogo气动与液压凿岩机的对比全液压机组的施工效果对比。

对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组施工准备1)传统风钻(含机身)管线(风、水、油)繁杂，钻孔前后耗工耗时量大，且随洞深的增加就位及撤离不便。2)一般准备时间在1小时左右。1)采用整机设计，结构紧凑，同时机上配有轨轮移动方便，受洞深长度影响小。2)准备时间在20分钟左右。耗电量105~150kwh36~37kwh净钻孔时间1)最长7小时05分

2)最少4.0小时

3)一般5.0~5.5小时1)最长4小时20分

2)最少1小时25分

3)一般2.0~2.5小时井巷施工技术-掘进技术CompanyLogoCompanyLogo气动与液压凿岩机的对比全液压机组的施工效果对比。

对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组进尺1)最高月进尺(1月份)125米

2)最高日进尺5.5米1)最高月进尺(5月份)203米

2)最高日进尺8.8米劳动卫生监测1)工作面水雾大，可见度低，距掌子面4~5米内看不见物体2)噪声高，距掌子面6~7米内无法以交谈1)工作面清晰，肉眼未见雾气及粉尘，噪声明显较少风钻低2)经验测，结果如下:粉尘：0.26mg/m3噪声：瞬时A声级(LP)88.2~90.1dB(A)井巷施工技术-掘进技术CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容悬臂式掘进机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容连续采煤机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容掘锚联合机组CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容掘锚联合机组CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容全断面掘进机-TBMCompanyLogo引言-巷道施工技术的内容掘装锚一体机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容木支护CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容砌碹CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容金属支架CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容锚网、锚索支护、联合之后。CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容垛式支架CompanyLogo引言-巷道施工中的技术层次班组掘进队技术员总工和各技术科室设计院施工作业规程工程设计矿井设计矿井巷道布置矿井巷道断面设计具体巷道布置、具体巷道断面设计、掘进所需通风、压风、瓦斯防治、机电等专项设计。矿井各工程抽检。具体工程实施细则、注意事项和施工监督工程实施及现场施工组织管理CompanyLogo引言-巷道施工中矿井技术人员的工作具体巷道布置和断面设计巷道施工抽检（矿级生产技术类技术人员）具体巷道工程施工作业规程日常巷道施工监督（队级技术人员）巷道施工技术管理CompanyLogo引言学完这门课同学们能得到什么。

了解巷道断面设计。掌握各种掘进和支护方式。具备编写掘进作业规程和安全技术措施的基础能力初步具备指导巷道施工的能力CompanyLogo目录一、引言、巷道地压及其特点－４二、掘进、支护设备；工程材料－２三、巷道断面设计－２四、巷道掘进－８五、巷道支护－８七、硐室施工、快速掘进录像及复习－２六、采区巷道和煤仓施工－２CompanyLogo第一章巷道地压及其特点一、地压概念二、巷道围岩的应力分布和变形移动三、围岩压力及影响因素四、巷道松脱地压计算CompanyLogo第一章巷道地压及其特点第一节地压概念一、巷道压力的基本概念原岩体：地下岩体在受到人类工程活动影响前称为原岩体。原岩应力：开掘巷道以前或远离井下采场（影响圈之外）岩体的原始地应力。自重应力：上覆岩层的重力引起的应力。构造应力：构造运动的作用引起的应力。岩体膨胀应力：岩体膨胀的作用引起的应力。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点原岩垂直应力分布原岩水平应力分布CompanyLogo第一章巷道地压及其特点各方向应力构成CompanyLogo第一章巷道地压及其特点巷道地压的基本概念采动：在地下煤岩中开掘巷道或进行开采工作破坏了煤岩体原来的应力状态，导致煤岩体应力产生了新的动态变化。采动空间：采动煤（岩）层中形成的空间。围岩：顶板、底板及两帮岩层统称为围岩。地压：采动后作用于围岩和支护物上的力。巷道地压：采动后作用于巷道围岩和支护物上的力地压显现：由于地压作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象，统称为地压显现。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点采动与采动空间CompanyLogo第一章巷道地压及其特点围岩

CompanyLogo第一章巷道地压及其特点二、巷道地压产生的根源。三个来源：自重引力：垂直应力：等于单位立方体上覆岩层的重力水平应力：等于λ×垂直应力构造引力：由于地质构造运动而在岩体内积存的构造应力。岩体膨胀应力：岩体膨胀的作用引起的应力。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点实例北京天地科技股份有限公司开采所在寺河矿三盘区水压致裂三维地应力测量结果：第一测站最大主应力大小为14.53Mpa，倾角为19.7°，近水平方向，方位角为281.3°，用方向角表示为N78.7°W；中间主应力大小为9.8Mpa，倾角为74.6°，近似呈铅垂方向；最小主应力为6.4Mpa，倾角为12.43°，近似呈水平方位，方位角为188.7°。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点第二测站最大主应力大小为13.74Mpa，倾角为17.6°，近水平方向，方位角为272.6°，用方向角表示为N87.4°W；中间主应力大小为8.92Mpa，倾角为78.4°，近似呈铅垂方向；最小主应力大小为8.13Mpa，倾角为14.7°，近似呈水平方位，方位角为188.7°。两个测站最大主应力均为近水平主应力，中间主应力均为近垂直主应力，最小主应力也均为近水平主应力。表明寺河矿区应力场形式为σHV型。三维应力中最大主应力方向集中在N87.4°W～N78.7°W。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点主应力区域CompanyLogo第一章巷道地压及其特点三、巷道地压的分布特点1、弹性变形区。2、非弹性变形区。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点弹性与非弹性变形区CompanyLogo第一章巷道地压及其特点弹性变形的围岩分布规律(1)在巷道中，圆形与椭圆形巷道的应力集中程度最低。

(2)巷道平直周边上容易出现拉应力，所以平直周边往往比曲线形周边容易破坏。

(3)巷道周边的拐角处存在很大的剪应力。使拐角圆形化，能大大降低应力集中程度。

(4)巷道断面的高宽比对围岩应力分布有很大影响。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点弹性变形区的应力分布特点(1)在巷道中，圆形与椭圆形巷道的应力集中程度最低。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点

(2)巷道平直周边上容易出现拉应力，所以平直周边往往比曲线形周边容易破坏。

(3)巷道周边的拐角处存在很大的剪应力。使拐角圆形化，能大大降低应力集中程度。

(4)巷道断面的高宽比对围岩应力分布有很大影响。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点非弹性变形的围岩分布规律(1)巷道所在处的原岩应力愈大，非弹性变形区就愈大。(2)支架对围岩的反力愈大，非弹变形区的半径就愈小，如不支护，则求得的非弹性变形区半径为最大值。(3)反映岩石强度性质的指标C(岩石的黏结力)和Φ(岩石的内摩擦角)愈小，即岩石的强度愈低，非弹性变形区愈大。(4)巷道掘进半径愈大，非弹性变形区的半径也愈大。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点补充知识：岩石强度岩石在外力作用下达到破坏时的极限应力。岩石力学性质的主要属性之一。它是通过实验室内或现场的试验求得的。在岩石力学中，岩石一词是岩块和岩体的总称。岩块是指由地质构造因素割裂而成的不连续块体，是岩体的组成单元。实验室试验用的岩样就是岩块。岩体是指包括地质结构的地质体的一部分。虽然岩块和岩体具有相同的地质历史环境，经历过同样的地质构造作用，但它们的性质是有区别的。反映在强度方面，岩块的强度主要取决于构成岩石的矿物和颗粒之间的联结力和微裂隙的影响；而对岩体强度起控制作用的则是岩体中的结构面和构造特征。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点补充知识：岩石强度岩石强度一般包括单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度（包括直剪强度、双轴抗剪强度和三轴抗剪强度），其中抗剪强度和抗压强度往往是确定岩石工程稳定性的主要因素。

内聚力和内摩擦角是决定岩石强度的内在因素。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点

常见岩石的抗压强度

岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）辉长岩180~300辉绿岩200~350页岩10~100花岗岩100~250玄武岩150~300砂岩20~200流纹岩180~300石英岩150~350砾岩10~150闪长岩100~250大理岩100~250板岩60~200安山岩100~250片麻岩50~200千枚岩、片岩10~100白云岩80~250灰岩20~200CompanyLogo第一章巷道地压及其特点

常见岩石的抗拉强度

岩石名称抗拉强度（MPa）岩石名称抗拉强度（MPa）岩石名称抗拉强度（MPa）辉长岩15~36花岗岩7~25页岩2~10辉绿岩15~35流纹岩15~30砂岩4~25玄武岩10~30闪长岩10~25砾岩2~15石英岩10~30安山岩10~20灰岩5~20大理岩7~20片麻岩5~20千枚岩、片岩1~10白云岩15~25板岩7~15

CompanyLogo第一章巷道地压及其特点岩块的几种强度与抗压强度比值

岩石名称与抗压强度的比值抗拉强度抗剪强度抗弯强度煤0.009~0.060.25~0.5

页岩0.06~0.3250.25~0.480.22~0.51砂质页岩0.09~0.180.33~0.5450.1~0.24砂岩0.02~0.170.06~0.440.06~0.19石灰岩0.01~0.0670.08~0.100.15大理岩0.08~0.2260.272

花岗岩0.02~0.080.080.09石英岩0.06~0.110.176CompanyLogo第一章巷道地压及其特点

常见岩石的剪切强度岩石名称内摩擦角（°）内聚力（MPa）岩石名称内摩擦角（°）内聚力（MPa）辉长岩50~5510~50花岗岩45~6014~50辉绿岩55~6025~60流纹岩45~6010~50玄武岩48~5520~60闪长岩53~5510~50石英岩50~6020~60安山岩45~5010~40大理岩35~5015~30片麻岩30~503~5页岩15~303~20灰岩35~5010~50砂岩35~508~40白云岩35~5020~50砾岩35~508~50千枚岩、片岩26~651~20板岩45~602~20

CompanyLogo第一章巷道地压及其特点第二节巷道围岩的应力分布和变形移动一、围岩稳定性不同的应力分布规律1、围岩为比较稳定的坚硬砂岩或石灰岩。2、围岩为中等稳定的砂岩、砂页岩以及比较坚硬的页岩3．围岩为不稳定的煤、泥质页岩、炭质页岩CompanyLogo第一章巷道地压及其特点巷道地压的分布特点CompanyLogo第一章巷道地压及其特点1、围岩为比较稳定的坚硬砂岩或石灰岩。CompanyLogo第一章巷道地压及其特点2、围岩为中等稳定的砂岩、砂页岩以及比较坚硬的页岩CompanyLogo第一章巷道地压及其特点3．围岩为不稳定的煤、泥质页岩、炭质页岩CompanyLogo第一章巷道地压及其特点二、采区巷道变形破坏的基本规律（一）采区平巷沿走向的地压显现规律。

1、巷道掘进阶段 2、无采动影响阶段 3