掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝

掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝

掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)

機(jī)掘與炮掘相比，巷道成型規(guī)整，巖體免遭炮震破裂，對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性影響很小，因此機(jī)掘?qū)敯骞芾碛绊戄^小，根據(jù)我在山西呂梁大溝煤礦近幾年使用EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)的情況進(jìn)行分析講解。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝掘進(jìn)機(jī)破巖有鉆削、銑削和滾壓3種方式。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)破巖主要用于鉆削和銑削兩種方式。截割工作機(jī)構(gòu)懸臂布置，截割頭有縱向和橫向出軸旋軸兩種，形狀有圓錐形，圓錐圓柱形、半球形，滾筒式等。截割頭截入工作面的部分?jǐn)嗝?，用懸臂式的循環(huán)擺動(dòng)截落全斷面煤巖。全斷面掘進(jìn)機(jī)破巖主要用滾筒和銑削兩種方式。滾壓式工作機(jī)構(gòu)用在堅(jiān)硬巖層中，工作機(jī)構(gòu)前端有一個(gè)旋轉(zhuǎn)刀盤，在刀盤旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用機(jī)器的軸向推力壓向巖面，使刀具在巖面公轉(zhuǎn)并繞自身軸線自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)全斷面破巖，銑削式工作機(jī)械用在煤和軟巖中，工作頭前端有若干個(gè)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的刀盤，刀盤上裝銑削刀具。利用工作頭、刀盤各自的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與機(jī)器的推進(jìn)運(yùn)動(dòng)相互配合，使刀具呈螺旋線方式運(yùn)動(dòng)破落煤巖。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝

1.國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)使用情況掘進(jìn)機(jī)用于巷道機(jī)掘施工，機(jī)掘速度快，效率高，巷道成型規(guī)整，巖體免遭炮震破裂，施工質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被越來越多的國(guó)家所認(rèn)識(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)巷道的速度較鉆爆法提高約2倍，工程造價(jià)可降低40%左右。國(guó)外專家認(rèn)為，隨著新掘進(jìn)巷道長(zhǎng)度的增加，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的效果越能發(fā)揮，認(rèn)為部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，新掘巷道長(zhǎng)度最好能在809m以上，而全斷面掘進(jìn)機(jī)則在3000m以上。目前國(guó)外采用最多的是部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，這種掘進(jìn)機(jī)比較靈活，可使煤巖分掘。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)中有70%為重型，質(zhì)量在40t以上，用于掘進(jìn)抗壓強(qiáng)度在60MPa以上的巖石。在較軟巖層和煤層中則采用輕型掘進(jìn)機(jī)，質(zhì)量在40t以下。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝我國(guó)目前部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)僅用于煤和軟巖巷道掘進(jìn)，當(dāng)在?=6以上的中硬巖層中，特別是含石英量大的巖石，掘進(jìn)速度很慢。我國(guó)目前的部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)約90%是在全煤巷道中掘進(jìn)。全斷面掘進(jìn)機(jī)在國(guó)外有一些應(yīng)用，在我國(guó)使用較少。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝2.選擇截割煤巖的原則（1）有利于頂板維護(hù)。（2）有利于鉆進(jìn)開切，截割阻力小。（3）截割工作效率高。（4）截齒損耗少，震動(dòng)小。（5）避免出現(xiàn)大塊，利于裝載轉(zhuǎn)運(yùn)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝3.不同條件下應(yīng)采取的截割程序（1）均質(zhì)中硬煤層，采取如圖1-1所示由下向上的程序截割。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（2）半煤巖工作面，先軟后硬。沿煤巖分界線的煤側(cè)鉆進(jìn)開切，沿線掏槽，如圖1-2所示。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（3）層理發(fā)育的軟煤，中心開鉆，四面刷幫。（4）硬煤，為少出大塊，要自上而下截割。（5）相當(dāng)堅(jiān)硬的煤巖，從下向上截割。（6）頂板較破碎，為減少空頂時(shí)間，則應(yīng)從下向上截割。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝4.截割質(zhì)量要求

（1）按設(shè)計(jì)對(duì)斷面形狀，支架規(guī)格和間排距的要求，截割時(shí)要一次達(dá)到夠高、夠深、夠?qū)?，以便及時(shí)、合格、順利地架設(shè)支架。（2）截割出的巷道斷面周邊輪廓規(guī)整，既不欠挖，也不超挖。（3）截割功率消耗低、截齒損耗少無論采用哪種截割方法，都應(yīng)特別注意掃底，否則由于底板上堆積大量煤巖，會(huì)影響清底，還會(huì)使掘進(jìn)機(jī)的履帶向前行走時(shí)越墊越高，截割底面隨之越掘越高。在截割過程中，裝載鏟板不應(yīng)輕易抬起。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝5.在復(fù)雜地質(zhì)條件下破巖的操作方法及注意事項(xiàng)（1）平巷掘進(jìn)，煤層底板突然上升，底板需起坡時(shí)，掘進(jìn)機(jī)截割底板，應(yīng)抬高截割頭使之稍抬高于裝載鏟板前沿。當(dāng)完成一截割循環(huán)，機(jī)器前進(jìn)時(shí)，裝載鏟板要稍太高，相應(yīng)的在變坡點(diǎn)后要把掘進(jìn)機(jī)履帶適當(dāng)墊高，避免履帶跑空打滑。當(dāng)裝載鏟板抬與所掘巷道的坡度一致時(shí)，落下裝載鏟板，繼續(xù)正常截割。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（2）平巷掘進(jìn)，煤層底板突然下降，底板需降坡時(shí)，掘進(jìn)機(jī)開始掘進(jìn)下坡，應(yīng)注意把裝載鏟板前面的底板截割深些，浮煤務(wù)必出清，裝載鏟板落到與巷道底板一致時(shí)，才可正常作業(yè)。當(dāng)坡度突然加大時(shí)，履帶后邊要墊木板，使掘進(jìn)機(jī)后部抬高，待裝載鏟板下底煤掏凈后，即可落下鏟板繼續(xù)正常作業(yè)。（3）過斷層，煤層突然上升或下降時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)見的斷層位置及性質(zhì)，提前15~20m按正、負(fù)12坡度線上坡或下坡掘進(jìn)，以便逐步過渡到煤層。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（4）煤層軟且傾角較大，掘進(jìn)斷面一幫見底，另一幫不見底時(shí)，必須注意掌握好掘進(jìn)機(jī)的平衡，否則會(huì)影響安全生產(chǎn)。當(dāng)巷道傾角大于5°時(shí)，掘進(jìn)機(jī)就很易滑下低幫，為防止掘進(jìn)機(jī)中心線偏離巷道中心線影響截割圍，而造成機(jī)件損傷，在截割機(jī)見底的一邊可正常截割，在不見底的一邊履帶處要留比底板高的底煤，以便墊平履帶，如果留底煤掘進(jìn)機(jī)仍下陷傾斜時(shí)，可在履帶下面墊上木板，使掘進(jìn)機(jī)保持平衡。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝二、巖石巷道施工工藝巷道掘進(jìn)目前還是以鉆爆法為主，包括鉆眼、爆破、裝巖、運(yùn)輸和支護(hù)等主要工序以及工作面通風(fēng)、排風(fēng)、測(cè)量等輔助工序。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（一）平巷施工工藝1.水平巖石巷道施工水平巖石巷道的掘進(jìn)目前還是以鉆爆法為主。2.煤巖施工煤巖掘進(jìn)的工藝與巖巷掘進(jìn)基本上一樣，但施工方法還有許多不同之處：（1）煤層比巖層的堅(jiān)固性小，除鉆研爆破法外，還可采用效率高的多種掘進(jìn)機(jī)或掘進(jìn)裝載機(jī)。由于煤層軟，易于片幫，所以掘進(jìn)斷面一般不應(yīng)大于設(shè)計(jì)斷面，我們通過在1504西工作面采用的放炮震動(dòng)和掘進(jìn)機(jī)出矸的辦法，從而大幅度提高了工作效率。（2）煤層內(nèi)多含有瓦斯，爆破后又有大量煤層飛揚(yáng)，故應(yīng)慎重選擇爆破器材和爆破方法，以免引起瓦斯、煤塵爆炸。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（3）在煤巷掘進(jìn)時(shí)，巷道內(nèi)經(jīng)常積有浮煤，車輪式裝巖機(jī)容易在軌道上打滑，鏟斗式裝巖機(jī)裝煤時(shí)會(huì)引起大量煤塵。所以，在煤巷掘進(jìn)時(shí)應(yīng)選擇履帶式裝載機(jī)或其他不致引起煤塵大量飛揚(yáng)的裝載機(jī)。（4）采用雙巷掘進(jìn)時(shí)，每隔一定距離要開風(fēng)眼貫通，但是勞動(dòng)組織復(fù)雜。實(shí)行單巷掘進(jìn)時(shí)，采用長(zhǎng)距離通風(fēng)等有效的安全技術(shù)措施，實(shí)行單巷經(jīng)濟(jì)也取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。（5）對(duì)于服務(wù)年限短的煤巷，一般可以在掘進(jìn)的同時(shí)，架設(shè)永久支架。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝3.半煤巖水平巷道施工半煤巖水平巷道掘進(jìn)的特點(diǎn)：（1）巷道鑿巖位置的選擇。在半煤巖巷道開掘上，必須認(rèn)真選擇在巷道斷面內(nèi)的鑿巖位置，即挑頂，臥底或挑頂兼臥底。鑿巖位置根據(jù)煤層傾角，頂?shù)装鍘r性以及巷道用途等條件來選擇。同時(shí)應(yīng)注意做到：盡量避免破壞頂板，保持巷道穩(wěn)定，盡可能掘鑿軟巖，并力求掘煤面積最大，減少開掘困難和費(fèi)用，充分滿足巷道運(yùn)輸、裝車的要求。在一般情況下，緩傾斜煤層的半煤巖巷道，通常開采用臥底；傾斜煤層，多采用挑頂兼臥底；急傾斜煤層，一般采用臥底，根據(jù)每個(gè)煤礦的地質(zhì)條件不同、可根據(jù)實(shí)際去設(shè)計(jì)施工。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（2）煤巖的開鑿順序。在半煤巖巷道掘進(jìn)中，煤半、巖的開掘順序?qū)蜻M(jìn)速度和效率有很大影響。在通常情況，應(yīng)實(shí)行全斷面一次開掘，并盡可能實(shí)行煤、巖分別采用倒臺(tái)階工作面或正臺(tái)階工作面的掘進(jìn)方法，使煤層超前于巖層超前于巖層開掘。（3）排水。巷道一側(cè)要設(shè)置排水溝、如果順煤層掘進(jìn)不能設(shè)置水溝就及時(shí)敷設(shè)排水管路及設(shè)備，以便泄出井下涌水，保證生產(chǎn)安全，并且創(chuàng)造較好的行人、運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳁l件，有利于巷道的維護(hù)。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝（二）斜巷施工工藝

1）上山掘進(jìn)（1）掘進(jìn)上山時(shí)應(yīng)特別注意通風(fēng)工作。由于瓦斯的相對(duì)密度小，常常積聚在上山掘進(jìn)工作面附近，如果不采取措施，可能會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸。因此，在瓦斯礦井上山掘進(jìn)時(shí)，必須加強(qiáng)通風(fēng)，采取雙巷掘進(jìn)（一個(gè)進(jìn)風(fēng)，一個(gè)回風(fēng)），甚至采取自上而下的掘鑿方式。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝

（2）在近水平或緩傾斜煤層中，上山掘進(jìn)一般用礦車或運(yùn)輸送機(jī)運(yùn)輸。上山掘進(jìn)使用的絞車，當(dāng)提升斜長(zhǎng)小于150m左右時(shí)，可將絞車布置在上山一側(cè)的小硐室內(nèi)，如果斜長(zhǎng)過大，一臺(tái)絞車提升能力不夠，即應(yīng)安設(shè)多臺(tái)（一般為兩臺(tái)）絞車，實(shí)行分段接力提升。當(dāng)上山傾角大于25゜時(shí)，可用搪瓷溜槽抓裝運(yùn)。但必須將溜煤（矸）道與人行道隔開，防止煤（矸）滑落傷人、我們?cè)?9年施工的一采回風(fēng)上山時(shí)為采用機(jī)械掘進(jìn)和輸送機(jī)運(yùn)輸，從而提高了掘進(jìn)速度、我建議為提高掘進(jìn)速度盡量采用輸送機(jī)運(yùn)輸。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝

2）下山（斜井）掘進(jìn)

掘進(jìn)下山因瓦斯可沿巷道上升，故通風(fēng)比較容易。然而，運(yùn)輸和排水較為復(fù)雜。（1）掘進(jìn)下山時(shí)，一般都采用礦車運(yùn)輸（巷道坡度小時(shí)也可采用輸送機(jī)運(yùn)輸）。為了避免發(fā)生斷繩和脫鉤事故，可在巷道上部和巷道內(nèi)設(shè)置防止跑車的防護(hù)裝置。（2）下山掘進(jìn)時(shí)，上部平巷道滲水，煤層或巖層本身及其頂?shù)装宓挠克?，都可能流質(zhì)掘進(jìn)工作面。為了減少掘進(jìn)工作面的排水工作量，有利于掘進(jìn)施工，可以采取將上部平巷靠下山一段水溝加以封閉，在下山巷道中，每隔一定距離（如10～15m）開掘一條橫水溝等措施，攔截上部平巷滲水和煤巖涌水。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝下山掘進(jìn)的排水方式，根據(jù)下山傾角和長(zhǎng)度大小及涌水地點(diǎn)，可采用單段排水或分段排水。當(dāng)下山傾角不超過25°，長(zhǎng)度不超過300m，有水直接從工作面涌水時(shí)，可采用單段排水。單段排水是將水泵設(shè)置在工作面附近，直接把水排到上部水平，隨著工作面的推進(jìn)，每當(dāng)水泵的吸水高度達(dá)到最大吸水高度（5～7m）后要向下移置水泵。當(dāng)下山傾角大于25°，長(zhǎng)度很大，且水沿巷道全長(zhǎng)涌出時(shí)，適于采用分段排水。采用分段排水時(shí)，在巷道中應(yīng)設(shè)置中間水倉(cāng)。中間水倉(cāng)應(yīng)能容納水泵從工作面排出的和縱橫水溝流入的水量。隨著下山掘進(jìn)的延伸，中間水倉(cāng)和水泵亦應(yīng)向下移設(shè)、如果涌水量小或者是全煤巷道、坡度小于18°則盡量采用掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)、避免在安全方面帶來隱患。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)破巖技術(shù)及施工工藝3）《規(guī)程》相關(guān)規(guī)定：（1）開鑿或延伸斜井、下山時(shí)，必須在斜井、下山的上口設(shè)置防止跑車裝置，在掘進(jìn)工作面的上方設(shè)置堅(jiān)固