第六章采區(qū)巷道與煤倉施工

第六章采區(qū)巷道與煤倉施工第六章采區(qū)巷道與煤倉施工

重點與難點：概述；采區(qū)巷道掘進順序及定向方法；煤巷施工；半煤巖巷道施工；上下山施工；采區(qū)巷道施工安全技術(shù)措施；采區(qū)煤倉施工。技能要求：識記：采區(qū)巷道和煤倉的特點、施工特點及安全技術(shù)措施；領(lǐng)會：采區(qū)巷道施工方法及定向方法；綜合應(yīng)用：根據(jù)采區(qū)巷道的具體條件選擇合理的施工與定向方法。掌握：全煤巷道的設(shè)計施工的步驟和作業(yè)規(guī)程的編制。2第一節(jié)全煤巷施工及配套設(shè)備第二節(jié)半煤巖巷施工第三節(jié)采區(qū)上下山施工第四節(jié)采區(qū)煤倉施工第六章采區(qū)巷道與煤倉施工

3概述一、概念采區(qū)巷道——直接為生產(chǎn)服務(wù)的巷道。采區(qū)車場、上（下）山、煤倉、絞車房運輸平巷、回風平巷、開切眼煤巷、巖巷、半煤巖巷煤巷的主要施工方法—機掘和錨桿支護45概述二、采區(qū)巷道的特點1）位置：煤層中或者附近，瓦斯和舊礦井水害。2）巷道掘進容易、穩(wěn)定性差、多受采動影響。3）工作面多且分散，通風和運輸比較復雜。4）巷道定向比較困難。5）巷道服務(wù)期相對較短，允許變形量大。應(yīng)選擇適應(yīng)大變形、可以復用、施工容易的支護方式。6第一節(jié)全煤巷施工及配套設(shè)備一、鉆眼爆破法掘進煤巷二、掘進機掘進煤巷三、連續(xù)采煤機掘進煤巷四、其它方式7一、鉆眼爆破法掘進煤巷㈠鉆眼爆破

鉆眼機械鉆眼一般采用2～3臺煤電鉆同時作業(yè)。

炮眼深度應(yīng)考慮施工組織、技術(shù)和圍巖性質(zhì),一般為1.5-2.5m，炮眼間距視煤層硬度，一般為0.6-1.2m。

炮眼布置炮眼布置的原則與巖巷基本相同。由于煤質(zhì)軟，掏槽容易，多采用單向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，當炮眼較深、斷面較小時，可用復式掏槽，若斷面中有軟煤夾層時，掏槽眼應(yīng)布置在軟煤帶中（圖6-1）。掏槽眼一般為3～4個，傾斜角度為70°～80°。斷面較小時，可不設(shè)輔助眼。89爆破器材

在有瓦斯和煤塵爆炸危險的煤層中掘巷，必須使用煤礦許用炸藥，毫秒延期電雷管。使用毫秒電雷管必須將爆破總延期時間控制在130ms以內(nèi)，并必須全斷面一次起爆。光面爆破技術(shù)，出于煤層較松軟，為達到光面要求，布置周邊眼時必須考慮巷道頂、幫由于爆破作用而產(chǎn)生的松動范圍。參考表l0—1。10

三軟煤層，復合頂板和再生頂板的節(jié)理裂隙發(fā)育、頂板容易分層、冒落，難以管理，沿這類煤層掘進巷道時，可采用“三小”技術(shù)以提高掘進效率和維護好頂板。11㈡裝煤煤巷施工，裝煤是一項費時的主要工序，目前主要采用ZMZ-17型裝煤機、耙斗裝巖機和轉(zhuǎn)載機。1．ZMZ—17型裝煤機履帶行走，機動靈活，適應(yīng)性強，能連續(xù)裝載，效率高。適用于掘進斷面8m2以上，凈高1.6m以上及坡度10°以下的煤巷。如圖6-2所示

2．轉(zhuǎn)載機轉(zhuǎn)載機是安裝在平板車上的膠帶輸送機（圖6-3）。裝載效率為人工直接裝車的5倍以上。如果與裝煤機配合（圖6-4），可使裝運連續(xù)作業(yè)，效率更高。在煤巷和半煤巖巷斷面能滿足裝載要求時，同樣也可以采用耙斗裝載機進行裝載。121314zmj-a-17裝煤機zmz2b-17裝煤機煤巖分裝機液壓蟹爪式裝煤機15二、掘進機掘進煤巷掘進機破煤、裝煤并能將煤轉(zhuǎn)載到運輸設(shè)備上。優(yōu)點：工序少、進度快，效率高，質(zhì)量好、施工安全、勞動強度小等。掘進施工煤巷是我國煤巷施工的發(fā)展方向。掘進機的工作原理基本相同，圖6-5為ELM形掘進機結(jié)構(gòu)圖。1617煤巷施工中采用掘進機掘進，再加上與之相適應(yīng)的機械運輸設(shè)備與其配套形成一條機械化作業(yè)線，是加快煤巷掘進速度和提高勞動生產(chǎn)率的根本途徑，目前常用的配套方式有以下幾種。㈠掘進機—鏈板輸送機機械化作業(yè)線㈡掘進機—膠帶轉(zhuǎn)載機—鏈板輸送機機械化作業(yè)線㈢掘進機—膠帶轉(zhuǎn)載機—可伸縮雙向膠帶輸送機機械化作業(yè)線。㈣煤巷掘進機—倉式列車機械化作業(yè)線1819三、連續(xù)采煤機掘進煤巷

切割機構(gòu)為橫軸式，寬度較大（3m左右）。連續(xù)采煤機包括截割系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)載系統(tǒng)等。房柱式采煤的主要設(shè)備，在美國和南非,井下煤產(chǎn)量的60%是用連續(xù)采煤機開采的。㈠優(yōu)點⑴設(shè)備投資小而效益高。⑵連續(xù)采煤機能夠?qū)崿F(xiàn)回采和掘進合一，礦井建設(shè)期短，出煤快。⑶連續(xù)采煤機可用于房柱式采煤法，連續(xù)采煤機設(shè)備多采用履帶或膠輪行走機構(gòu)，移動十分方便。(4)連續(xù)采煤機可用于巷道掘進，掘進速度快、效率高。2012CM27連續(xù)采煤機21㈡影響連續(xù)采煤機在我國正常使用的主要因素(1)連續(xù)采煤機及其配套設(shè)備體積大、噸位高，且有些設(shè)備(如梭車)不能解體，因此，設(shè)備下井困難。在我國現(xiàn)有煤礦使用的連續(xù)采煤機，大多數(shù)都涉及到設(shè)備下井路線和生產(chǎn)系統(tǒng)的改造問題。⑵缺乏支護、清道、除塵等方面的配套設(shè)備，生產(chǎn)能力受到一定限制。⑶引進連續(xù)采煤機設(shè)備在電氣防爆性能上與我國防爆標準的要求不相一致，使用前需報有關(guān)部門審批。⑷設(shè)備主要部件或零件損壞時，在國內(nèi)買不到配件，同時，引進設(shè)備價格昂貴，許多十分適合采用連續(xù)采煤機的地方、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦沒有資金購置。22㈢我國使用連續(xù)采煤機前景展望連續(xù)采煤機用于回采，煤層應(yīng)具備以下條件：(1)埋藏深度小于300m；(2)煤層傾角一般小于10°，最大不超過12°；(3)煤層頂板要求中等穩(wěn)定以上，具有良好的自控性和可錨性，即能在較長時間內(nèi)不冒落，頂板允許懸露面積30-50m2；(4)底板平整、無積水、抗壓強度不能太低；(5)低瓦斯礦井。23四、風鎬掘進24五、水力掘進在水力采煤中使用。由高壓水射流破下的煤，被水沖到鋪在巷道底板上的溜槽內(nèi)，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

25第二節(jié)半煤巖巷施工

一、半煤巖巷采石位置的選擇二、炮眼布置特點三、施工組織四、掘進機掘進26一、半煤巖巷采石位置的選擇

巷道在薄煤層中掘進時，為了保證巷道的使用高度，必須挑頂或臥底。因此，在巷道斷面上既有煤層，又有巖層，當巖層占掘進工作面面積的1/5～4/5時，即稱為半煤巖巷道。半煤巖巷道掘進，采石位置有挑頂、臥底及挑頂兼臥底有三種情況。如圖6-9所示。

a—挑頂；b—臥底；c—挑頂兼臥底課本圖8.427二、炮眼布置特點掏槽眼：多布置在煤層部分，圖6-10。鉆機選擇：

盡量做到動力單一，但也可選用兩種不同動力的鉆機。一般原則是當煤、巖的強度都不高時，應(yīng)選用煤電鉆鉆眼，當煤、巖的強度都較高時可都采用鑿巖機鉆眼，當煤、巖的強度相差很大時，則可同時選用煤電鉆和鑿巖機，或選用巖石電鉆鉆眼。28三、施工組織半煤巖巷道的施工組織方式：（1）全斷面一次掘進,煤、巖不分掘分運；（2）煤、巖分掘分運。分掘分運的方式時，形成煤工作面超前巖石工作面的臺階工作面。>1.2m≮0.65m29四、掘進機掘進EBJ-160重型掘進機+ES-800轉(zhuǎn)載機+SSJ-800/240可伸縮皮帶機。巖石強度132MPa，斷面比例46%，月進尺468m。EBJ-132型，EBJ-120TP型。30EBJ-120TP型掘進機31第三節(jié)上下山施工傾斜巷道施工方式：由上向下施工；由下向上施工。雙巷同時掘進、每隔一定距離貫通；先施工一條，完成后再施工另一條。傾斜巷道施工特點：破巖以鉆爆法為主，鑿巖多采用氣腿式鑿巖機提升多采用礦車。激光定向。32一、下山掘進㈠破巖、裝巖及提升⑴下山破巖施工中應(yīng)特別注意坡度，使其符合設(shè)計要求。⑵下山掘進時沒有瓦斯積聚問題，通風工作比向上掘進時容易。⑶下山掘進時裝巖工作比較困難，裝巖時間通常占循環(huán)時間的60％，因此它盡量采用機械裝巖，而不采用人工裝巖。⑷裝巖使用的主要機械是耙斗裝巖機。使用時應(yīng)持別注意安設(shè)牢固，防止下滑。除了裝巖機本身帶有的四個卡軌器之外，還應(yīng)另外加設(shè)兩個大卡軌器。裝巖機距工作面不要超過15m。下山掘進使用耙斗裝巖機能起到阻擋跑車的作用，掘進工作面比較安全。第三節(jié)上下山施工33圖8.7（218頁）34⑸下山提升運輸鏈板輸送機：傾角小于25o；礦車：30o以下；30o以上只能用箕斗。我國在下山或斜井施工中，多使用一種無卸載輪的箕斗，利用安設(shè)在矸石倉中的活動軌翻卸，見圖9-5和9-6。35㈡排水視其來源不同而采取不同的對策。1）上部平巷漏水，采用混凝土或陶管將上部水溝密封起來。2）下山上部通過的含水層涌水，可將水流截引至腰泵房水倉，不使它流到工作面，必要時可以在含水層進行注漿封水。3）工作面的積水，可以用水泵排除。涌水量在5～6m3/h左右時，可用潛水泵直接將水排入礦車或箕斗內(nèi)，隨矸石一齊排出。涌水量在30m3/h以內(nèi)時，用噴射泵將水從工作面排至腰泵房水倉澄清后，再用臥泵排除，如圖。

3637㈢支護

⑴棚式支護，如圖9-9，沿重力方向作用于斜巷的地壓P有兩個分量：分力N=Pcosα（α為巷道傾角）；分力T=Psinα。在架棚時，棚腿要與頂、底板垂線間向上方呈一夾角，這個夾角稱為迎山角（β）。其數(shù)值取決于巷道的傾角及圍巖的性質(zhì)，當巷道的傾角小于40～45o時，一般每傾斜6～8o，便應(yīng)具有1o的迎山角。當巷道傾角大于40～45o時，支架之間須設(shè)撐木或拉條。38⑵采用石材（混凝土塊）砌碹支護時，砌碹工作應(yīng)由下往上進行。隨著α的增大，基礎(chǔ)應(yīng)采用臺階式，若底板巖石松軟，則應(yīng)砌筑底拱，甚至每隔一定距離還應(yīng)修筑壁座。⑶采用錨噴支護時，頂板的錨桿應(yīng)盡量做到垂直于頂板巖層。錨噴支護能適應(yīng)采區(qū)地壓的特點目前應(yīng)大力推廣。39

㈣安全工作1．下山掘進的安全問題，最突出的就是防止跑車。

2．防止跑車的安全設(shè)施

1）下山上部運輸水平防止跑車的安全設(shè)施

⑴要嚴格按《規(guī)范》的規(guī)定使用鋼絲繩，經(jīng)常上油防銹，建立定期檢查制度。

⑵應(yīng)該使用符合要求的插銷，加強鋪軌質(zhì)量，采用繩套連接。40⑶由于井口把鉤工疏忽，忘記掛鉤或掛鉤不合格而發(fā)生跑車事故。為此，斜巷巷道口應(yīng)設(shè)逆止阻車器（9-10）或安全擋車板（9-11）等擋車裝置。此種阻車器設(shè)于巷道口，礦車只能單方向上提，只有用腳踩下踏板后才可向下行駛。41在礦車底盤下安設(shè)一個活動閘；當?shù)V車掛鉤時，銷子插入孔內(nèi)，而把活動閘短端壓下，使長端翹起；礦車摘鉤后，活動閘由于重心作用自動垂直向下。在斜巷口平臺兩軌中心的地下，埋入鋼板作為擋板，當?shù)V車沒有掛鉤時，活動閘被擋板頂住，礦車不能通過。422）阻擋已跑車的安全措施。⑴在工作面上方20～40m處設(shè)各種可移動式擋車器，常用的有鋼絲繩擋車器，型鋼擋車器和鋼絲繩擋車簾等。銅絲繩擋車器如圖9-12所示。

礦車通過時，拉起繩圈，礦車即可由圈中通過。礦車過去之后，放下繩圈，使其頂部高出軌面約0.6～0.7m，若萬一發(fā)生跑車，繩圈即可將礦車擋住。43鋼絲繩擋車簾是以兩根150mm的鋼管為立柱，用鋼絲繩與直徑為25mm的圓鋼編成簾形，手拉懸吊鋼絲繩將簾上提，礦車可以通過；放松懸吊繩，簾子下落而起擋車作用。44⑵在斜巷中部設(shè)固定式擋車器—懸吊式自動擋車器。

當提升容器正常運行時，碰撞擺動桿1后，擺動幅度不大，觸不到框架上橫桿2；一旦發(fā)生跑車事故，脫鉤的提升容器碰撞擺動桿后，可將通過牽引繩和擋車鋼軌6相連的橫桿2打開，8號鐵絲失去拉力，擋車鋼軌一端迅速落下，起到防止跑車的作用。45第三節(jié)上下山施工二、上山施工㈠破巖與通風⑴兩件事需要注意：一是底板經(jīng)常掘不夠，巷道上漂，若不隨時測量糾正，就不能保持設(shè)計的傾斜角度；二是爆破時巖石拋擲出來，很容易打到棚式支架的頂梁上，以致崩倒棚子。為此多采用底部掏槽，如圖9-1所示。

46⑵煤層軌道上山和和輸送機上山之間，在地質(zhì)條件不復雜的情況下，每隔20～50m開一條貫通聯(lián)絡(luò)巷，以滿足通風的要求，同時可以利用這些聯(lián)絡(luò)巷作為避炮硐。如果是單巷掘進，則必須每隔75～100m另掘一避炮硐。⑶由于瓦斯比空氣輕，向上掘進時易于積聚在工作面上方，所以通風問題特別重要。除前述應(yīng)采用雙巷掘進外，無論工作期間和交接班時都不能停風，并隨時加強瓦斯檢查。如因檢修停電等原因不得不停風時，全體人員必須撤出，待恢復通風及檢查瓦斯之后，才能進入工作面。47㈡裝巖和提升運輸⑴人工裝巖配合人工裝巖的運輸方法有：鏈板輸送機：傾角25o以下；鐵溜槽：25～35o；搪瓷溜槽：15～28o；沿巷道底板自溜：傾角大于35o。⑵機械裝巖

ZMZ-17型裝煤機+鏈板輸送機運輸

：傾角小于10o的上山。耙斗裝巖機，用在傾角小于30o的巷道，但應(yīng)特別注意安設(shè)牢固，以防下滑。移動裝巖機可以用提升絞車。如上山傾角大，可用提升絞車和耙斗裝巖機絞車聯(lián)合作業(yè)。48⑶運料使用輸送機運輸時，通常還需要鋪設(shè)礦車軌道，或者在雙巷掘進時，一條巷道鋪軌，一條巷道鋪設(shè)輸送機，也可采用單軌吊車運料。

⑷提升或下放礦車，可采用在上山與平巷接口處一側(cè)的專用小絞車（圖9-3）。上山長度超過絞車纏繩量時，則需在上山中部增設(shè)臨時絞車作分段提升（圖9-4）。

49第四節(jié)采區(qū)煤倉施工煤倉分垂直式和傾斜式，垂直式是圓形斷面，傾斜式拱形斷面，其傾角在60o-70o以上。無論垂直式或傾斜式煤倉，其下口均要收縮成適合安裝閘門的斷面。采區(qū)煤倉永久支護：料石砌碹或用混凝土澆筑，壁厚300-400mm，也可采用噴射混凝土，噴厚一般在50mm左右。煤倉位于穩(wěn)定堅固的巖層中時，也可以不支護，但下部漏煤口斜面應(yīng)采用混凝土澆筑。50第四節(jié)采區(qū)煤倉施工施工方式—自下向上掘進小反井，自上而下刷大斷面。（1）普通反井法；（2）吊籠反井法；（3）反井鉆機法；（4）深孔爆破法。51一、普通反井法施工煤倉㈠掘進小反井1.自下向上掘進小反井斷面為長方形，臨時支護用四角木盤。2.小反井掘進至距膠帶輸送機機頭硐室底板2m時，從上向下掘透。3.工人打眼時，站在臨時工作臺上操作。4.爆破用四段秒延期電雷管，全斷面一次爆破。

5.矸石由下面的大巷扒裝運走。

52㈡刷大成設(shè)計斷面小反井掘透以后，開始自上向下用鉆眼爆破法刷大成直徑為4.2m的圓形斷面。用六角作臨時支架。刷大過程中，材料及工具均由上向下運送。打眼時應(yīng)在小反井上蓋上木板，以保證安全。爆破之前，將蓋板拆除。爆破下來的矸石由反井落下，在大巷裝車運走。㈢澆筑永久支護1）為了固定漏斗座和加強大巷上部的支承能力，設(shè)置四根20號工字鋼梁，工字鋼梁又由15kg/m的鋼軌托住，鋼軌兩端插入已砌好的碹帽上，漏斗座固定在中間兩根工宇鋼梁上，如圖9-17所示。

53542）用C15混凝土澆灌煤倉下部5m一段的大巷碹帽。事先在大巷的東肩處敷設(shè)了一根直徑為127㎜的傳話管鐵管(如圖9-15所示)。澆灌混凝土是由兩邊向中間進行，每澆灌300mm的要認真搗固一遍，混凝土澆灌到與漏斗座上上口齊平時暫停。3）用C20混疑上澆灌煤倉的圓錐體部分。

4）用C15混凝上澆灌煤倉壁。

5）拆模

55ZFYD1200反井鉆機56二、反井鉆機法反井鉆機也有稱做天井鉆機，一般都具有防爆性能，因此可用來鉆鑿煤礦井下煤倉反井，通風孔和井筒延深反井等。

㈠準備工作1）施工之前應(yīng)在反井的上口位置，按照設(shè)計尺寸要求用混凝土澆筑反井鉆機基礎(chǔ)。

2）保障鉆進時油冷卻器的冷卻水要求流量

3）在施工現(xiàn)場將電源分別接入電機即可。

4）鉆機安裝。

57二、反井鉆機法㈡反井施工1）導孔鉆進連接導孔鉆頭，低鉆壓鉆進3m；增大鉆壓，鉆進；鉆透前，降低鉆壓；鉆透。2）擴孔鉆進下部巷道接上1.2m擴孔鉆頭；鉆進；距離上水平3m時，低鉆壓慢速鉆進。㈢用鉆眼爆破法自上向下將反井刷大成設(shè)計斷面。圖8.14（四）安裝漏斗座和進行永久支護。58二、反井鉆機法㈢反井刷大-鉆眼爆破法，圖8.141）打眼：YT-242）爆破器材：1號煤礦硝銨炸藥，毫秒延期雷管。3）起爆：MFB-150型發(fā)爆器。4）炮眼：無需再打掏槽眼；距下口2m時，一次爆透。5）通風：壓入式，5.5KW局扇+500mm膠質(zhì)風筒；6）裝巖運輸：矸石自溜+耙斗裝巖機+礦車7）輔助運輸提升：JD-25絞車+1m3吊桶，繩梯。8）支護：錨噴網(wǎng)臨時支護。59二、反井鉆機法㈣安裝漏斗座和進行永久支護圖8.151）澆灌給煤機漏斗，上口8，下口4.22m2）自下向上砌筑倉壁（700鋼筋混凝土）。3）養(yǎng)護，拆模。4）輔助運輸提升：JD-25絞車+1m3吊桶，繩梯。6061反井鉆