1、u井巷施工的最基本工作就是破岩井巷施工的最基本工作就是破岩与维护。与维护。 引引 言言u 岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的内部结构岩石：是由一种或多种矿物组成的。每种矿物都有一定的内部结构和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质和形态。和固定的化学成份，因而各具有一定的物理性质和形态。u 岩体岩块（岩石材料）岩体岩块（岩石材料） 弱面（层理、节理、断层）弱面（层理、节理、断层）u 岩块：从地壳岩层中切取出来的岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料。小块体，通常是指岩石材料。u 岩体：指岩石工程周围较大范围岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体内的自然地质体
2、 。一、概一、概 念念u 表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石等。砂、淤泥、砾石等。u 基岩：表土以下固结性岩石的统称。基岩：表土以下固结性岩石的统称。 u 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等。u 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性质。例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的；在质。例如：岩体压缩时，破坏是沿着已存在的弱面发生的；在拉伸时，由于弱面的存在，强度很小。拉伸时
3、，由于弱面的存在，强度很小。 二、岩石物理性质 1、相对密度（比重）：、相对密度（比重）：取决于取决于组成岩石的矿物的相对密度。组成岩石的矿物的相对密度。 VGVGc1 （一）、岩石的比重与密度 2、密度（容重）（、密度（容重）（kN/m3）。分为干密度和湿密度。分为干密度和湿密度。 3、说明：、说明：岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分对粘土类矿岩石由固体、空气和水组成；干湿密度的区分对粘土类矿物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含水量。与埋深也有关。物意义重大。取决于矿物成分、孔隙度和含水量。与埋深也有关。u 指岩石的裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度指岩石的裂隙和孔隙发育的程度，用孔隙度
4、n和孔隙比和孔隙比e来表示。来表示。 u 随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使随着岩石孔隙度增大，一方面消弱了岩石的整体稳定性，使其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。其密度和强度降低，透水性增大；另一方面会增加风化速度。进一步降低力学强度和增大透水性。进一步降低力学强度和增大透水性。%1001wccdVVVn1cwccdVVVe （二）、岩石的孔隙性1、吸水率、吸水率 （三）、岩石的水理性质（吸水率、透水性、溶蚀性、软化性、膨胀性和崩解性）u岩石吸水率大小取决于岩石中的孔隙、裂隙数量和大小、开裂程岩石吸水率大小取决于岩石中的孔隙、裂隙数量和大小、开裂程度及其分
5、布情况，并且与试验条件有关。时间和尺寸均有影响。度及其分布情况，并且与试验条件有关。时间和尺寸均有影响。 2、透水性：、透水性：岩石能被水透过的性能。与地下水水头、岩体应力、孔岩石能被水透过的性能。与地下水水头、岩体应力、孔隙度、孔隙大小及其连通程度有关。隙度、孔隙大小及其连通程度有关。u岩石样品渗透性的确定对实际问题的意义，例如：将水、油或岩石样品渗透性的确定对实际问题的意义，例如：将水、油或气泵入多孔的岩层中，或从其中抽出来；在多孔岩层中处理卤气泵入多孔的岩层中，或从其中抽出来；在多孔岩层中处理卤水废物；为了能量转换而在地下洞穴中贮存液体；评价水库的水废物；为了能量转换而在地下洞穴中贮存液
6、体；评价水库的不透水性；排除深处洞室的海水，或预估流入隧洞的水量等。不透水性；排除深处洞室的海水，或预估流入隧洞的水量等。3 3、溶蚀性：、溶蚀性：由于水化学作用而把岩石中某些由于水化学作用而把岩石中某些物质带走的现象。物质带走的现象。4 4、膨胀性和崩解性：、膨胀性和崩解性：前者是指岩石浸水后体前者是指岩石浸水后体积增大和压力增大的性能；后者是指浸水后积增大和压力增大的性能；后者是指浸水后发生解体的现象。发生解体的现象。5 5、软化性、软化性 （四）、岩石的碎胀性意义：意义：采场管理、提升运输、充填效果、围岩压力等。采场管理、提升运输、充填效果、围岩压力等。1.岩石的强度：岩石抵抗外力破坏的
7、能力。u单向抗压强度单向抗压强度u单向抗拉强度单向抗拉强度u剪切强度剪切强度u三轴压缩三轴压缩2.岩石的硬度：岩石抵抗其它较硬物体侵入的能力。3.岩石的可钻性与可爆性三、三、 岩石力学性质岩石力学性质 u我国煤炭系统按岩石坚固性将煤岩分类为：我国煤炭系统按岩石坚固性将煤岩分类为：软煤：软煤： f 11.5硬煤：硬煤： f 23软岩：软岩： f 23中硬岩：中硬岩： f 46硬岩：硬岩： f 810坚硬岩石：坚硬岩石： f 1214最坚硬岩石：最坚硬岩石： f 1520 四、凿岩技术与设备 开挖方法开挖方法（1）钻眼爆破法）钻眼爆破法 （2）机械掘进法）机械掘进法 破岩原理与设备1. 冲击式破岩
8、。钻眼原理：冲击式破岩。钻眼原理：冲击（冲击功）冲击（冲击功）旋转旋转排粉。适用于硬岩。代表排粉。适用于硬岩。代表机具：凿岩机机具：凿岩机 冲击力一、破岩原理2. 旋转式破岩。钻眼原理：旋转式破岩。钻眼原理：压入（轴压）压入（轴压）旋转切旋转切削削排粉。适用于软弱排粉。适用于软弱岩层或煤层。代表机具：岩层或煤层。代表机具：煤电钻煤电钻轴压力回转力矩适用于大直径、中硬岩，露适用于大直径、中硬岩，露天深孔爆破天深孔爆破 代表机具：潜孔钻机代表机具：潜孔钻机 。 3. 旋转冲击式。钻眼原旋转冲击式。钻眼原理：冲击式和旋转式的理：冲击式和旋转式的结合。压入（冲击功结合。压入（冲击功+轴轴压）压）旋转切
9、削旋转切削冲击冲击排粉。排粉。两种破岩方法比较两种破岩方法比较二、常用的凿岩设备 手持式手持式 机重机重20kg20kg以下以下 风动凿岩机风动凿岩机 气腿式气腿式 机重机重30kg30kg以下以下 导轨式导轨式 机重机重353580kg80kg 向上式向上式 机重机重404045kg45kg 冲击式破岩冲击式破岩 电动凿岩机电动凿岩机 气腿式气腿式 机重机重2530kg2530kg 导轨式导轨式 机重机重30kg30kg以下以下 液压凿岩机液压凿岩机 导轨式导轨式 机重机重130130360kg360kg 内燃机内燃机 机重机重30kg30kg以下以下 煤电钻煤电钻 手持式手持式 机重机重1
10、8kg 18kg ，功率，功率1.2kw 1.2kw 旋转式破岩旋转式破岩 电钻电钻 岩石电钻岩石电钻 导轨式导轨式 机重机重3540kg 3540kg 功率功率1.2kw1.2kw 液压钻液压钻 导轨式导轨式 旋转冲击式旋转冲击式 潜孔钻机潜孔钻机 台车式（台车式（4646吨），架钻式（吨），架钻式（150150360kg360kg） 伞形钻架伞形钻架凿岩台车凿岩台车 凿岩机的构造与工作原理风动凿岩机可分为低频、中频和高频。冲击频率在风动凿岩机可分为低频、中频和高频。冲击频率在2000次次/min以下为以下为低频，低频，20002500次次/min为中频，超过为中频，超过2500次次/min
11、为高频。国产气腿为高频。国产气腿凿岩机，除凿岩机，除YTP26等少数为高频外，均为低、中频凿岩机。等少数为高频外，均为低、中频凿岩机。 手持式凿岩机目前使用很少。手持式凿岩机目前使用很少。气腿式凿岩机因重量和手持式气腿式凿岩机因重量和手持式差不多，但有气腿支撑，可减差不多，但有气腿支撑，可减轻体力劳动，在岩巷掘进中应轻体力劳动，在岩巷掘进中应用较广。用较广。 一、风动凿岩机的构造与工作原理及时加油及时加油合适的轴推力（克服反冲）合适的轴推力（克服反冲）压气压力，大于压气压力，大于0.5MPa水压低于风压，供水不中断水压低于风压，供水不中断钎子质量好钎子质量好凿岩机的使用1.构造构造 冲击机构：
12、油缸冲击机构：油缸 + 活塞活塞 + 配油装置（油压在配油装置（油压在10MPa以上）以上） 旋转机构：独立外回转机构旋转机构：独立外回转机构 液压马达带动齿轮液压马达带动齿轮 排粉系统：侧向供水排粉排粉系统：侧向供水排粉2.优缺点优缺点 钻速高（纯钻速钻速高（纯钻速23倍）倍） 可调整（功率可调整，钻凿较深和直径较大的孔）可调整（功率可调整，钻凿较深和直径较大的孔） 自润滑自润滑 可钻硬岩、大直径深眼可钻硬岩、大直径深眼 环卫好（噪音环卫好（噪音90分贝以下，没有油雾水气）分贝以下，没有油雾水气） 。二、液压凿岩机 适用条件：煤及适用条件：煤及 f3 的岩层。的岩层。 构造：散热风扇构造：散
13、热风扇 + 开关手柄开关手柄 + 电动机电动机 + 减速器减速器 + 钎套筒钎套筒 电压电压127v，功率，功率1.22.0kW（多为（多为1.2kW），转速），转速2700转转/分。分。 通过二级加速器：外壳为铝合金铸造，密封防爆。通过二级加速器：外壳为铝合金铸造，密封防爆。 轴推力：人力推顶轴推力：人力推顶 。 三、旋转式钻眼机械煤电钻适用范围：适用范围： 用于煤矿井下及其周围介质中有甲烷、煤尘等爆炸性用于煤矿井下及其周围介质中有甲烷、煤尘等爆炸性混合物气体的环境中，在交流混合物气体的环境中，在交流50Hz，电压为，电压为127V的供电网络中，的供电网络中，在回采及掘进工作面对中硬和硬煤层
14、钻眼之用。在回采及掘进工作面对中硬和硬煤层钻眼之用。产品特点：产品特点：1、结构紧凑，型式多样，有普通型、强力型、湿式型、结构紧凑，型式多样，有普通型、强力型、湿式型等。等。 2、扭矩大，适合中硬和硬煤层钻眼。、扭矩大，适合中硬和硬煤层钻眼。ZMZM系列矿用隔爆型手持式煤电钻系列矿用隔爆型手持式煤电钻 钻眼工具一、凿岩机的钎子1. 整体钎子：整体钎子：2. 组合钎子组合钎子n齿轮式气马达顶板锚杆钻机 柱塞式气马达顶板锚杆钻机u巷道是井下生产的动脉，巷道断面设计合巷道是井下生产的动脉，巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的安全和经济理与否，直接影响煤矿生产的安全和经济效益。效益。u位置及围岩性
15、质位置及围岩性质u用途及服务年限用途及服务年限u支护材料和支护方式支护材料和支护方式u掘进的方式和设备掘进的方式和设备u岩石巷道，锚喷支护，岩石巷道，锚喷支护，拱形断面拱形断面u煤层巷道，锚杆、锚索煤层巷道，锚杆、锚索支护或金属支架，梯形支护或金属支架，梯形断面断面u定义：巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端间的平距。定义：巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端间的平距。H= h0 + h3 hb h0拱高拱高 h3墙高，只进不舍，墙高，只进不舍， 并按并按0.1m进级进级u1. 水沟。水沟。 位置、坡度：位置、坡度：纵向：纵向：35、形、形状、支护：状、支护： u设计规范设计规范规定规定 大巷水沟应布置在
16、人行道同侧。水沟宜采用大巷水沟应布置在人行道同侧。水沟宜采用混凝土浇灌，并设置预制钢筋混凝土盖板。当水中含煤泥较多、混凝土浇灌，并设置预制钢筋混凝土盖板。当水中含煤泥较多、沿沟清理不便时，应在适当地点设置小型沉淀池。沿沟清理不便时，应在适当地点设置小型沉淀池。u 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。讯电缆挂在管子上方。u 方向：中线：激光指向仪或三点延线法方向：中线：激光指向仪或三点延线法 JZB1型激光指向仪示意型激光指向仪示意图图 DQJ-05DQJ-05型激光指向仪（矿用）型激光指向仪（矿用） 技术参数：
17、射程：技术参数：射程： 500m 500m 中心光斑直径中心光斑直径: 500m: 500m处处50mm 50mm 输入电压：输入电压： AC127/220V AC127/220V 重量：重量： 14kg 14kg 尺寸：尺寸： 480480200200230 (mm) 230 (mm) 1. 定向工作：定向工作：七、巷道施工七、巷道施工u 坡度：腰线倾斜仪坡度：腰线倾斜仪施工验收规范施工验收规范规定规定 巷道的施工必须标设中线及腰线，并应符合下列规定：巷道的施工必须标设中线及腰线，并应符合下列规定： 一、用激光指向仪指示巷道掘进方向和标高时：一、用激光指向仪指示巷道掘进方向和标高时： 1 1
18、指向仪的设置位置和光束的方向，应根据经纬仪和水准仪标定的中线和腰线点确指向仪的设置位置和光束的方向，应根据经纬仪和水准仪标定的中线和腰线点确定，中线和腰线点每组不宜少于定，中线和腰线点每组不宜少于3 3个，组间的距离宜大于个，组间的距离宜大于30m30m； 2 2指向仪的设置应安全可靠，仪器与掘进工作面的距离不宜小于指向仪的设置应安全可靠，仪器与掘进工作面的距离不宜小于70m70m，每次使用前，每次使用前应以中线和腰线检查激光光束。应以中线和腰线检查激光光束。 二、用经纬仪标设直线巷道方向时，宜每隔二、用经纬仪标设直线巷道方向时，宜每隔30m30m设中线一组，每组不应少于设中线一组，每组不应少
19、于3 3条，其条，其间距不宜小于间距不宜小于2m2m； 三、用水准仪标设巷道坡度时，宜每隔三、用水准仪标设巷道坡度时，宜每隔20m20m设置设置3 3对腰线点，其间距不宜小于对腰线点，其间距不宜小于2m2m； 四、巷道沿倾斜煤层顶板或底板的施工，倾斜巷道可只挂中线，水平巷道可只设腰线；四、巷道沿倾斜煤层顶板或底板的施工，倾斜巷道可只挂中线，水平巷道可只设腰线； 五、巷道掘进每隔五、巷道掘进每隔100m100m应对中线和腰线进行一次校核。应对中线和腰线进行一次校核。八、装岩与运输八、装岩与运输 平巷平巷用途用途 斜巷斜巷 装煤装煤 装岩装岩 轮胎式轮胎式行走机构行走机构 履带式履带式 轨轮式轨轮
20、式 后卸式后卸式 铲斗式铲斗式 侧卸式侧卸式工作机构工作机构 耙斗式耙斗式 蟹爪式蟹爪式 立爪式立爪式一一. .装岩设备装岩设备二二. 装岩机的选择装岩机的选择 实际条件：断面大小、价格实际条件：断面大小、价格 操作水平：难易程度、可靠性、维修保养操作水平：难易程度、可靠性、维修保养条件条件装载机：装载宽度和生产率、效率、适用性装载机：装载宽度和生产率、效率、适用性及配套设备及配套设备三种类型三种类型u 第一类为各种被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支第一类为各种被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋
21、混凝土碹等；u 第二类是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积第二类是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；u 第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚注支护、预应力锚索支护技术等。注支护、预应力锚索支护技术等。 九、巷道支护九、巷道支护u 水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体，能将砂、石等散粒材料水泥是一种加水拌合而成的可塑性浆体，能将砂、石等散粒材料胶结成为整体并经物理和化学过程形成坚硬的人造石结构。胶结成为整体并经物
22、理和化学过程形成坚硬的人造石结构。u 建筑工程用水泥为普通水泥。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、建筑工程用水泥为普通水泥。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥。u 专用水泥。专用水泥。 高铝水泥：快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修；高铝水泥：快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修；膨胀水泥膨胀水泥防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面 ；白色水；白色水泥泥原料和制作设备及过程；彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧原料和制作设备及过程；彩色水泥：氧化铁、氧化锰、氧化铬；快硬
23、水泥；抢修工程、抗冲击及抗震性工程；化铬；快硬水泥；抢修工程、抗冲击及抗震性工程； 耐硫酸盐水耐硫酸盐水泥。泥。一水一水泥泥u 初凝初凝 ：加水拌和直到开始失去塑性（搅拌、运输、浇捣和砌：加水拌和直到开始失去塑性（搅拌、运输、浇捣和砌筑），应大于筑），应大于45min。u 终凝终凝 ：加水拌和直到失去塑性产生强度（尽快硬化、产生强度）：加水拌和直到失去塑性产生强度（尽快硬化、产生强度） 所需的时间。所需的时间。 硅酸盐水泥小于硅酸盐水泥小于6.5h。u 硬化硬化 ：终凝后形成坚硬人造石。：终凝后形成坚硬人造石。水泥的凝结时间水泥的凝结时间（细度、水灰比）（细度、水灰比）u 按不同品种、标号及出
24、厂日期存放。按不同品种、标号及出厂日期存放。u 一般存储条件下：三个月后强度降低一般存储条件下：三个月后强度降低1020%，六个月后强度降低，六个月后强度降低1530%，1年后强度降低年后强度降低2540%。水泥的贮存条件水泥的贮存条件硅酸盐水泥的应用硅酸盐水泥的应用u 标号高：重要结构的高强混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；标号高：重要结构的高强混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；u 凝结硬化快：喷射混凝土支护；凝结硬化快：喷射混凝土支护；u 耐冻性好：冬季施工和遭受反复冻融工程；耐冻性好：冬季施工和遭受反复冻融工程；u 水化热多、周期长：不适用于大体积混凝土；水化热多、周期长：不适用于大体积
25、混凝土；u 抗软水及化学腐蚀性差：不适宜于海水、矿物水、流动的淡水及抗软水及化学腐蚀性差：不适宜于海水、矿物水、流动的淡水及有水压的水（或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙、铝化钙等）有水压的水（或体积膨胀或生成溶于水的氢氧化钙、铝化钙等）u 组成：硅酸盐水泥熟料组成：硅酸盐水泥熟料+少量混合材料少量混合材料+适量石膏，普通水泥。适量石膏，普通水泥。u 活性掺量少于活性掺量少于15%，非活性掺量少于，非活性掺量少于10%。u 调节水泥的强度等级调节水泥的强度等级 。u 标号：标号：325、325R、425、425R、525、525R。u 性能：基本性能同硅酸盐水泥；凝结硬化速度慢、抗冻及耐磨性性能
26、：基本性能同硅酸盐水泥；凝结硬化速度慢、抗冻及耐磨性差，凝结时间要求一样差，凝结时间要求一样u 使用：标号广，便于使用。使用：标号广，便于使用。 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥二、混凝土二、混凝土 1.混凝土品种：混凝土品种：按干表观密度（1055干燥至恒重）的大小 u 重混凝土：干表观密度大于重混凝土：干表观密度大于2600kg/m3，防，防x射线和射线和射线，如重射线，如重晶石混凝土、钢屑混凝土等。晶石混凝土、钢屑混凝土等。u 普通混凝土：普通混凝土：19002500kg/m3，房屋、桥梁、道路等。，房屋、桥梁、道路等。u 轻混凝土：干表观密度小于轻混凝土：干表观密度小于1900kg/m3，
27、保温或轻质结构。，保温或轻质结构。轻轻骨料混凝土骨料混凝土(8001900kg/m3)，火山渣、膨胀矿渣及煤渣等制成；，火山渣、膨胀矿渣及煤渣等制成；泡沫混凝土、加气混凝土等泡沫混凝土、加气混凝土等(3001200kg/m3)，泡沫和发气剂；，泡沫和发气剂；大孔混凝土，不加细骨料。大孔混凝土，不加细骨料。u 防水混凝土、耐热混凝土、喷射混凝土、耐酸混凝土等防水混凝土、耐热混凝土、喷射混凝土、耐酸混凝土等u 经拌和后形成的拌合物应具有一定的和易性；经拌和后形成的拌合物应具有一定的和易性；u 混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度；混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度；u 混凝土应具有适应其所处环境
28、的耐久性；混凝土应具有适应其所处环境的耐久性；u 经济合理，在保证质量前提下，降低造价经济合理，在保证质量前提下，降低造价3混凝土的技术性质混凝土的技术性质2组成材料：组成材料：u 水泥水泥+ 砂子砂子 + 石子石子 + 水水u 是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、运输、浇筑和捣实），是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、运输、浇筑和捣实），并能获得质量均匀、成型密实的性能。并能获得质量均匀、成型密实的性能。 u 指标：流动性、粘聚指标：流动性、粘聚性、保水性。性、保水性。u 测定：坍落度测定：坍落度 和易性和易性坍落度选择坍落度选择u （1 1）提高水泥标号；）提高水泥标号；u （2 2）降低
29、水灰比；为改善和易性，可掺加减水剂；）降低水灰比；为改善和易性，可掺加减水剂；u （3 3）采用级配好且干净的砂、高强度石子；）采用级配好且干净的砂、高强度石子； u （4 4）加强养护，保证适宜的温度、较高的湿度，或采用湿）加强养护，保证适宜的温度、较高的湿度，或采用湿热处理（蒸汽养护）来提高早期强度。热处理（蒸汽养护）来提高早期强度。u （5 5）加强搅拌和振捣；）加强搅拌和振捣；u （6 6）添加增强材料，如硅粉、钢纤维等。）添加增强材料，如硅粉、钢纤维等。 提高混凝土强度的方法提高混凝土强度的方法 4混凝土的改性剂混凝土的改性剂u 混凝土拌合时或拌合前可掺入一定量的改性剂，包括减水剂、
30、混凝土拌合时或拌合前可掺入一定量的改性剂，包括减水剂、早强剂、速凝剂、防冻剂等，可显著改善混凝土某些性能。早强剂、速凝剂、防冻剂等，可显著改善混凝土某些性能。如提高最终强度或初期强度（早强）、改善和易性、提高耐如提高最终强度或初期强度（早强）、改善和易性、提高耐久性及节约水泥等。久性及节约水泥等。 减水剂：不改变水灰比条件下，提高流动性；不改变流动性条件下，减水剂：不改变水灰比条件下，提高流动性；不改变流动性条件下，减少水灰比以提高混凝土强度。减少水灰比以提高混凝土强度。 速凝剂：加速水泥硬化（初凝速凝剂：加速水泥硬化（初凝1 15min5min，终凝，终凝10min10min）。提高早期强）
31、。提高早期强度，但对后期强度影响较大。度，但对后期强度影响较大。u 混凝土配合比指混凝土组成材料间的数量比例关系。混凝土配合比指混凝土组成材料间的数量比例关系。u 混凝土配合比表示方法有两种混凝土配合比表示方法有两种:u（1）以）以1m3混凝土中各组成材料的质量表示，如水泥混凝土中各组成材料的质量表示，如水泥336kg，砂砂654kg，石子，石子1215kg，水，水195kg；u（2）以水泥质量为）以水泥质量为1，表示出各成份的质量比，表示出各成份的质量比，如如:1:1.95:3.52:0.58(水泥水泥:砂子砂子:石子石子:水水)。5. 混凝土配合比概念混凝土配合比概念集中端头锚固类全长锚固
32、类机械锚固类机械锚固类粘结锚固类粘结锚固类涨壳式锚杆倒楔式锚杆钢丝绳砂浆锚杆微膨胀水泥锚杆木锚杆竹锚杆树脂锚杆水泥锚杆快硬水泥锚杆压缩木锚杆普通木锚杆管缝式锚杆水力膨胀式锚杆全长树脂锚杆全长水泥锚杆钢筋砂浆锚杆 几种锚杆几种锚杆 锚杆锚固参数锚杆锚固参数配套的金属网、钢带及钢筋梯配套的金属网、钢带及钢筋梯气动锚杆钻机气动锚杆钻机凿岩钻头凿岩钻头冲击冲击旋转钻头旋转钻头旋转切削钻头旋转切削钻头一字型一字型十字型十字型球齿型球齿型两翼型硬质合金钻头两翼型硬质合金钻头金刚石复合片钻头金刚石复合片钻头加强型加强型普通型普通型二翼加强二翼加强三翼加强三翼加强半片半片加强加强整片整片加强加强整片普通型整片
33、普通型半半片普通型片普通型普通硬质合金钻头冲击-旋转钻头一字型钻头球齿型钻头A-普通型 B-两翼加强型 C-三翼加强型金刚复合片钻头 喷射混凝土支护喷射混凝土支护一工艺流程一工艺流程u 封闭围岩，防止风化。封闭围岩，防止风化。u 改善围岩的应力状态：恢复三向应力状态。改善围岩的应力状态：恢复三向应力状态。u 填凹补平消除应力集中。填凹补平消除应力集中。u 密切岩体、柔性支护结构作用：共同变形，密切岩体、柔性支护结构作用：共同变形，围岩应力释放，围岩应力释放，抑制更大变形。抑制更大变形。u 射入缝隙，增强黏结射入缝隙，增强黏结岩块间的连接咬合作用得以维持。岩块间的连接咬合作用得以维持。u 防护锚
34、杆间危石掉落。防护锚杆间危石掉落。二支护作用原理二支护作用原理u 单独支护时单独支护时50150mm50150mm之间，锚喷支护时之间，锚喷支护时50120mm50120mm。u 强度不小于强度不小于C15C15。 三喷射混凝土厚度与强度三喷射混凝土厚度与强度 根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。因此，规定喷射混根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。因此，规定喷射混凝土厚度一般不应超过凝土厚度一般不应超过200mm，特别在软弱围岩中作初期支护，特别在软弱围岩中作初期支护，喷层过厚，会产生过大的形变压力，易导致喷层出现破坏，这是喷层过厚，会产生过大的形变压力，易导致喷层出现破坏，这是不
35、经济的。当喷层不能满足支护抗力要求时，可用锚杆或配筋加不经济的。当喷层不能满足支护抗力要求时，可用锚杆或配筋加强。强。u 喷射机具喷射机具u 混凝土喷射机：干式、湿式混凝土喷射机：干式、湿式u 配套机械：混凝土搅拌机，喷射机械手配套机械：混凝土搅拌机，喷射机械手在瑞士的一条隧道中使用喷射混凝土机械手的情况在瑞士的一条隧道中使用喷射混凝土机械手的情况 水泥水泥硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号大于硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号大于325325 细骨料细骨料中砂或粗砂，细度模数大于中砂或粗砂，细度模数大于2.52.5 粗骨料粗骨料粒径小于粒径小于20mm20mm 速凝剂速凝剂初凝小于初凝小于5mi
36、n5min，终凝小于，终凝小于10min10min 配合比配合比水灰比水灰比0.40.40.450.45 喷射材料和配合比喷射材料和配合比u1一次成巷（掘进、永久支护、水沟掘砌视为一个整体，按照设计和质量标准在一定距离内前后连贯、相互配合，尽可能同时施工，一次做成巷道），成巷速度快。u2分次成巷：临时维护，有危险。成巷速度慢。 十、一次成巷及其作业方式十、一次成巷及其作业方式1 1：施工方法：施工方法矿山井巷工程施工与验收规范矿山井巷工程施工与验收规范规定：不应大于规定：不应大于40m40m。 棚式支架棚式支架时间上有先后，空间上没有距离时间上有先后，空间上没有距离永久支护类型：永久支护类型：
37、 砌碹支护砌碹支护临时支护临时支护 锚喷支护锚喷支护特点：特点： 适用于围岩稳定、断面大于适用于围岩稳定、断面大于8m8m2 2； 可以组织快速施工（提高成巷速度可以组织快速施工（提高成巷速度303040%40%）；）； 工艺过程、组织管理复杂。工艺过程、组织管理复杂。2 2：一次成巷的作业方式：一次成巷的作业方式掘支平行作业（掘进和永久支护）掘支平行作业（掘进和永久支护）u“三八”工作制，两班掘进，一班锚喷。“四六”工作制，三班掘进，一班锚喷。u掘进班掘进时先打一部分护顶帮锚杆，以保证掘进的安全；锚喷班则按设计要求补齐锚杆并喷到设计厚度。采用这种作业方式时，要根据围岩稳定性，来决定掘进和锚喷
38、之间的距离。 u特点： 适用于围岩不太稳定、断面较小的巷道； 掘支轮流在同一条巷道内由同一个队伍完成综合队； 空顶距离不超过3m；（两掘一支） 组织管理工作简单，速度慢。 掘支顺序作业（单行作业）掘支顺序作业（单行作业）r 沼气和煤尘威胁沼气和煤尘威胁加强检查，采取相应安全措施，探水加强检查，采取相应安全措施，探水r 掘进容易，维护困难、采动地压掘进容易，维护困难、采动地压安全条件下经济支护方式安全条件下经济支护方式r 通风和运输工作复杂通风和运输工作复杂通风系统、运输设备及其调配。通风系统、运输设备及其调配。r 褶皱、断层等褶皱、断层等定向工作。定向工作。十一、十一、 采区巷道的施工采区巷道
39、的施工r 钻爆法为主钻爆法为主r 掘进机为发展方向掘进机为发展方向 一、特点二、施工方法煤巷的掘进方法煤巷的掘进方法r 1. 1. 钻眼爆破法钻眼爆破法r 2. 2. 掘进机法掘进机法r 3. 3. 连续采煤机法连续采煤机法1 1、掘进机、掘进机胶带转载机胶带转载机刮板输送机机械刮板输送机机械化作业线化作业线 r 刮板输送机的运输能力大于掘进机的生产能力，可实现刮板输送机的运输能力大于掘进机的生产能力，可实现连续运输。采用刮板输送机虽有链板接长频繁、占用循连续运输。采用刮板输送机虽有链板接长频繁、占用循环时间长、劳动强度大等缺点，但它适用于坡度变化大、环时间长、劳动强度大等缺点，但它适用于坡度
40、变化大、掘进长度较短的巷道。掘进长度较短的巷道。十二、以掘进机为主的机械化作业线r 双向胶带，即上胶带出煤，下胶带运料，能实现长距离连双向胶带，即上胶带出煤，下胶带运料，能实现长距离连续运输，其能力大于掘进机的生产能力，可最大限度地发续运输，其能力大于掘进机的生产能力，可最大限度地发挥掘进机的潜力，实现连续掘进。进行永久支护时可接长挥掘进机的潜力，实现连续掘进。进行永久支护时可接长胶带。该作业线在巷道长度大于胶带。该作业线在巷道长度大于600m600m时，其优越性更明显。时，其优越性更明显。2 2、掘进机一胶带转载机一可伸缩双向胶带输送机、掘进机一胶带转载机一可伸缩双向胶带输送机机械化作业线机
41、械化作业线例一、上山施工例一、上山施工上山上山自运输水平向上倾斜的巷道。自运输水平向上倾斜的巷道。上山掘进上山掘进自下向上掘进（无瓦斯突出）。自下向上掘进（无瓦斯突出）。1. 破岩与通风破岩与通风 2. 装岩与运输装岩与运输装岩与排矸容易装岩与排矸容易 巷道坡度巷道坡度 装岩装岩 运输运输 30 人工人工 溜槽或自溜溜槽或自溜 10 ZMZ17型装煤机型装煤机 链板机或矿车链板机或矿车 1030 耙斗机耙斗机固定固定 溜槽溜槽 第四十七条第四十七条 由下向上掘进由下向上掘进2525以上的倾斜巷道时，必以上的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道须将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤分
42、开，防止煤（矸）滑落伤人。人行道应设扶手、梯子人。人行道应设扶手、梯子和信号装置。斜巷与上部巷和信号装置。斜巷与上部巷道贯通时，必须有安全措施。道贯通时，必须有安全措施。 砌碹交岔点砌碹交岔点 按支护形式分按支护形式分 锚喷交岔点锚喷交岔点 简易交岔点（棚式交岔点、料石墙配型钢梁）简易交岔点（棚式交岔点、料石墙配型钢梁）例二、交岔点施工例二、交岔点施工（二）、（二）、 交岔点施工交岔点施工 交岔点施工，应推广使用光面爆破、锚喷支护；在条件允许时，要尽交岔点施工，应推广使用光面爆破、锚喷支护；在条件允许时，要尽量做到全断面掘进一次成巷量做到全断面掘进一次成巷. 1. 交岔点的施工方法交岔点的施工
43、方法 （1）在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用全断面一次掘进法，）在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用全断面一次掘进法，随掘随锚喷或先掘后喷，一次完成。随掘随锚喷或先掘后喷，一次完成。 （2）在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，为了使顶板一次暴露面）在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，为了使顶板一次暴露面积不致过大，可先将一条巷道掘出，并将其边墙先行锚喷，余下周边喷上积不致过大，可先将一条巷道掘出，并将其边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚一层厚3050毫米的混凝土（岩石条件差时，可加打锚杆）作临时支护，毫米的混凝土（岩石条件差时，可加打锚杆）作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。 （3 3）稳定性较差的岩层）稳定性较差的岩层 可采用先掘砌好柱墩再刷砌可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩大断面部分的方法。扩大断面部分的方法。 正向掘进时，先将主巷掘通正向掘进时，先将主巷掘通过去，同时将交岔点的一侧边过去，同时将交岔点的一侧边墙砌好，接着以小断面横向掘墙砌好，接着以小断面横向掘出岔口，并将支巷掘出出岔口，并将支巷掘出2 2米，将米，将柱墩及两巷口柱墩及两巷口2 2米处的拱、墙砌米处的拱、墙砌好，然后再回过头来刷砌扩大好，然后再回过头来刷砌扩大断面处，做好收尾工作。断面处，做好收尾工作。
