第六章采区巷道与煤仓施工

第六章采区巷道与煤仓施工第六章采区巷道与煤仓施工

重点与难点：概述；采区巷道掘进顺序及定向方法；煤巷施工；半煤岩巷道施工；上下山施工；采区巷道施工安全技术措施；采区煤仓施工。技能要求：识记：采区巷道和煤仓的特点、施工特点及安全技术措施；领会：采区巷道施工方法及定向方法；综合应用：根据采区巷道的具体条件选择合理的施工与定向方法。掌握：全煤巷道的设计施工的步骤和作业规程的编制。2第一节全煤巷施工及配套设备第二节半煤岩巷施工第三节采区上下山施工第四节采区煤仓施工第六章采区巷道与煤仓施工

3概述一、概念采区巷道——直接为生产服务的巷道。采区车场、上（下）山、煤仓、绞车房运输平巷、回风平巷、开切眼煤巷、岩巷、半煤岩巷煤巷的主要施工方法—机掘和锚杆支护45概述二、采区巷道的特点1）位置：煤层中或者附近，瓦斯和旧矿井水害。2）巷道掘进容易、稳定性差、多受采动影响。3）工作面多且分散，通风和运输比较复杂。4）巷道定向比较困难。5）巷道服务期相对较短，允许变形量大。应选择适应大变形、可以复用、施工容易的支护方式。6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7一、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1.5-2.5m，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。89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。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。10

三软煤层，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”技术以提高掘进效率和维护好顶板。11㈡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6-2所示

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。121314zmj-a-17装煤机zmz2b-17装煤机煤岩分装机液压蟹爪式装煤机15二、掘进机掘进煤巷掘进机破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。优点：工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等。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。1617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1819三、连续采煤机掘进煤巷

切割机构为横轴式，宽度较大（3m左右）。连续采煤机包括截割系统、行走系统、转载系统等。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。2012CM27连续采煤机21㈡影响连续采煤机在我国正常使用的主要因素(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。22㈢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。23四、风镐掘进24五、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。

25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、施工组织四、掘进机掘进26一、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的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—挑顶兼卧底课本图8.427二、炮眼布置特点掏槽眼：多布置在煤层部分，图6-10。钻机选择：

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。28三、施工组织半煤岩巷道的施工组织方式：（1）全断面一次掘进,煤、岩不分掘分运；（2）煤、岩分掘分运。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≮0.65m29四、掘进机掘进EBJ-160重型掘进机+ES-800转载机+SSJ-800/240可伸缩皮带机。岩石强度132MPa，断面比例46%，月进尺468m。EBJ-132型，EBJ-120TP型。30EBJ-120TP型掘进机31第三节上下山施工倾斜巷道施工方式：由上向下施工；由下向上施工。双巷同时掘进、每隔一定距离贯通；先施工一条，完成后再施工另一条。倾斜巷道施工特点：破岩以钻爆法为主，凿岩多采用气腿式凿岩机提升多采用矿车。激光定向。32一、下山掘进㈠破岩、装岩及提升⑴下山破岩施工中应特别注意坡度，使其符合设计要求。⑵下山掘进时没有瓦斯积聚问题，通风工作比向上掘进时容易。⑶下山掘进时装岩工作比较困难，装岩时间通常占循环时间的60％，因此它尽量采用机械装岩，而不采用人工装岩。⑷装岩使用的主要机械是耙斗装岩机。使用时应持别注意安设牢固，防止下滑。除了装岩机本身带有的四个卡轨器之外，还应另外加设两个大卡轨器。装岩机距工作面不要超过15m。下山掘进使用耙斗装岩机能起到阻挡跑车的作用，掘进工作面比较安全。第三节上下山施工33图8.7（218页）34⑸下山提升运输链板输送机：倾角小于25º；矿车：30º以下；30º以上只能用箕斗。我国在下山或斜井施工中，多使用一种无卸载轮的箕斗，利用安设在矸石仓中的活动轨翻卸，见图9-5和9-6。35㈡排水视其来源不同而采取不同的对策。1）上部平巷漏水，采用混凝土或陶管将上部水沟密封起来。2）下山上部通过的含水层涌水，可将水流截引至腰泵房水仓，不使它流到工作面，必要时可以在含水层进行注浆封水。3）工作面的积水，可以用水泵排除。涌水量在5～6m3/h左右时，可用潜水泵直接将水排入矿车或箕斗内，随矸石一齐排出。涌水量在30m3/h以内时，用喷射泵将水从工作面排至腰泵房水仓澄清后，再用卧泵排除，如图。

3637㈢支护

⑴棚式支护，如图9-9，沿重力方向作用于斜巷的地压P有两个分量：分力N=Pcosα（α为巷道倾角）；分力T=Psinα。在架棚时，棚腿要与顶、底板垂线间向上方呈一夹角，这个夹角称为迎山角（β）。其数值取决于巷道的倾角及围岩的性质，当巷道的倾角小于40～45º时，一般每倾斜6～8º，便应具有1º的迎山角。当巷道倾角大于40～45º时，支架之间须设撑木或拉条。38⑵采用石材（混凝土块）砌碹支护时，砌碹工作应由下往上进行。随着α的增大，基础应采用台阶式，若底板岩石松软，则应砌筑底拱，甚至每隔一定距离还应修筑壁座。⑶采用锚喷支护时，顶板的锚杆应尽量做到垂直于顶板岩层。锚喷支护能适应采区地压的特点目前应大力推广。39

㈣安全工作1．下山掘进的安全问题，最突出的就是防止跑车。

2．防止跑车的安全设施

1）下山上部运输水平防止跑车的安全设施

⑴要严格按《规范》的规定使用钢丝绳，经常上油防锈，建立定期检查制度。

⑵应该使用符合要求的插销，加强铺轨质量，采用绳套连接。40⑶由于井口把钩工疏忽，忘记挂钩或挂钩不合格而发生跑车事故。为此，斜巷巷道口应设逆止阻车器（9-10）或安全挡车板（9-11）等挡车装置。此种阻车器设于巷道口，矿车只能单方向上提，只有用脚踩下踏板后才可向下行驶。41在矿车底盘下安设一个活动闸；当矿车挂钩时，销子插入孔内，而把活动闸短端压下，使长端翘起；矿车摘钩后，活动闸由于重心作用自动垂直向下。在斜巷口平台两轨中心的地下，埋入钢板作为挡板，当矿车没有挂钩时，活动闸被挡板顶住，矿车不能通过。422）阻挡已跑车的安全措施。⑴在工作面上方20～40m处设各种可移动式挡车器，常用的有钢丝绳挡车器，型钢挡车器和钢丝绳挡车帘等。铜丝绳挡车器如图9-12所示。

矿车通过时，拉起绳圈，矿车即可由圈中通过。矿车过去之后，放下绳圈，使其顶部高出轨面约0.6～0.7m，若万一发生跑车，绳圈即可将矿车挡住。43钢丝绳挡车帘是以两根150mm的钢管为立柱，用钢丝绳与直径为25mm的圆钢编成帘形，手拉悬吊钢丝绳将帘上提，矿车可以通过；放松悬吊绳，帘子下落而起挡车作用。44⑵在斜巷中部设固定式挡车器—悬吊式自动挡车器。

当提升容器正常运行时，碰撞摆动杆1后，摆动幅度不大，触不到框架上横杆2；一旦发生跑车事故，脱钩的提升容器碰撞摆动杆后，可将通过牵引绳和挡车钢轨6相连的横杆2打开，8号铁丝失去拉力，挡车钢轨一端迅速落下，起到防止跑车的作用。45第三节上下山施工二、上山施工㈠破岩与通风⑴两件事需要注意：一是底板经常掘不够，巷道上漂，若不随时测量纠正，就不能保持设计的倾斜角度；二是爆破时岩石抛掷出来，很容易打到棚式支架的顶梁上，以致崩倒棚子。为此多采用底部掏槽，如图9-1所示。

46⑵煤层轨道上山和和输送机上山之间，在地质条件不复杂的情况下，每隔20～50m开一条贯通联络巷，以满足通风的要求，同时可以利用这些联络巷作为避炮硐。如果是单巷掘进，则必须每隔75～100m另掘一避炮硐。⑶由于瓦斯比空气轻，向上掘进时易于积聚在工作面上方，所以通风问题特别重要。除前述应采用双巷掘进外，无论工作期间和交接班时都不能停风，并随时加强瓦斯检查。如因检修停电等原因不得不停风时，全体人员必须撤出，待恢复通风及检查瓦斯之后，才能进入工作面。47㈡装岩和提升运输⑴人工装岩配合人工装岩的运输方法有：链板输送机：倾角25º以下；铁溜槽：25～35º；搪瓷溜槽：15～28º；沿巷道底板自溜：倾角大于35º。⑵机械装岩

ZMZ-17型装煤机+链板输送机运输

：倾角小于10º的上山。耙斗装岩机，用在倾角小于30º的巷道，但应特别注意安设牢固，以防下滑。移动装岩机可以用提升绞车。如上山倾角大，可用提升绞车和耙斗装岩机绞车联合作业。48⑶运料使用输送机运输时，通常还需要铺设矿车轨道，或者在双巷掘进时，一条巷道铺轨，一条巷道铺设输送机，也可采用单轨吊车运料。

⑷提升或下放矿车，可采用在上山与平巷接口处一侧的专用小绞车（图9-3）。上山长度超过绞车缠绳量时，则需在上山中部增设临时绞车作分段提升（图9-4）。

49第四节采区煤仓施工煤仓分垂直式和倾斜式，垂直式是圆形断面，倾斜式拱形断面，其倾角在60º-70º以上。无论垂直式或倾斜式煤仓，其下口均要收缩成适合安装闸门的断面。采区煤仓永久支护：料石砌碹或用混凝土浇筑，壁厚300-400mm，也可采用喷射混凝土，喷厚一般在50mm左右。煤仓位于稳定坚固的岩层中时，也可以不支护，但下部漏煤口斜面应采用混凝土浇筑。50第四节采区煤仓施工施工方式—自下向上掘进小反井，自上而下刷大断面。（1）普通反井法；（2）吊笼反井法；（3）反井钻机法；（4）深孔爆破法。51一、普通反井法施工煤仓㈠掘进小反井1.自下向上掘进小反井断面为长方形，临时支护用四角木盘。2.小反井掘进至距胶带输送机机头硐室底板2m时，从上向下掘透。3.工人打眼时，站在临时工作台上操作。4.爆破用四段秒延期电雷管，全断面一次爆破。

5.矸石由下面的大巷扒装运走。

52㈡刷大成设计断面小反井掘透以后，开始自上向下用钻眼爆破法刷大成直径为4.2m的圆形断面。用六角作临时支架。刷大过程中，材料及工具均由上向下运送。打眼时应在小反井上盖上木板，以保证安全。爆破之前，将盖板拆除。爆破下来的矸石由反井落下，在大巷装车运走。㈢浇筑永久支护1）为了固定漏斗座和加强大巷上部的支承能力，设置四根20号工字钢梁，工字钢梁又由15kg/m的钢轨托住，钢轨两端插入已砌好的碹帽上，漏斗座固定在中间两根工宇钢梁上，如图9-17所示。

53542）用C15混凝土浇灌煤仓下部5m一段的大巷碹帽。事先在大巷的东肩处敷设了一根直径为127㎜的传话管铁管(如图9-15所示)。浇灌混凝土是由两边向中间进行，每浇灌300mm的要认真捣固一遍，混凝土浇灌到与漏斗座上上口齐平时暂停。3）用C20混疑上浇灌煤仓的圆锥体部分。

4）用C15混凝上浇灌煤仓壁。

5）拆模

55ZFYD1200反井钻机56二、反井钻机法反井钻机也有称做天井钻机，一般都具有防爆性能，因此可用来钻凿煤矿井下煤仓反井，通风孔和井筒延深反井等。

㈠准备工作1）施工之前应在反井的上口位置，按照设计尺寸要求用混凝土浇筑反井钻机基础。

2）保障钻进时油冷却器的冷却水要求流量

3）在施工现场将电源分别接入电机即可。

4）钻机安装。

57二、反井钻机法㈡反井施工1）导孔钻进连接导孔钻头，低钻压钻进3m；增大钻压，钻进；钻透前，降低钻压；钻透。2）扩孔钻进下部巷道接上1.2m扩孔钻头；钻进；距离上水平3m时，低钻压慢速钻进。㈢用钻眼爆破法自上向下将反井刷大成设计断面。图8.14（四）安装漏斗座和进行永久支护。58二、反井钻机法㈢反井刷大-钻眼爆破法，图8.141）打眼：YT-242）爆破器材：1号煤矿硝铵炸药，毫秒延期雷管。3）起爆：MFB-150型发爆器。4）炮眼：无需再打掏槽眼；距下口2m时，一次爆透。5）通风：压入式，5.5KW局扇+500mm胶质风筒；6）装岩运输：矸石自溜+耙斗装岩机+矿车7）辅助运输提升：JD-25绞车+1m3吊桶，绳梯。8）支护：锚喷网临时支护。59二、反井钻机法㈣安装漏斗座和进行永久支护图8.151）浇灌给煤机漏斗，上口8，下口4.22m2）自下向上砌筑仓壁（700钢筋混凝土）。3）养护，拆模。4）辅助运输提升：JD-25绞车+1m3吊桶，绳梯。6061反井钻