1、12022-10-28第八章巷道快速掘进技术第八章巷道快速掘进技术第一节 煤巷快速掘进技术第三节 岩巷机械化作业线 习 题第二节 半煤岩巷快速掘进技术.22022-10-28概概 述述n巷道快速掘进巷道快速掘进采用合理的掘进破岩、装岩和支护技术，科学管理施工的采用合理的掘进破岩、装岩和支护技术，科学管理施工的各个工序，使每个工序用时最少，各个工序间转换顺畅，各个工序，使每个工序用时最少，各个工序间转换顺畅，是巷道施工技术和组织管理都能够良好发挥。是巷道施工技术和组织管理都能够良好发挥。n快速掘进所用的破岩方式破岩方式机掘为主。n影响掘进速度的因素影响掘进速度的因素（1 1）岩层性质及地质条件；
2、）岩层性质及地质条件；（2 2）各个施工工序；（破、装、运、支，）各个施工工序；（破、装、运、支，通、排、辅助运输、铺轨、敷设管缆）通、排、辅助运输、铺轨、敷设管缆）（3 3）掘进的施工组织；）掘进的施工组织；（4 4）掘进队伍素质以及管理水平；）掘进队伍素质以及管理水平；（5 5）掘进设备的配置与配套。）掘进设备的配置与配套。.32022-10-28第一节第一节 煤巷快速掘进技术煤巷快速掘进技术煤巷机械化作业线煤巷机械化作业线l一、综掘机为主的机械化作业线l二、连采机为主的机械化作业线l三、掘锚一体化机械化作业线.42022-10-28第一节第一节 煤巷快速掘进技术煤巷快速掘进技术一、煤巷综
3、掘机为主的机械化作业线l掘进机掘进机链板输送机链板输送机l掘进机掘进机胶带转载机胶带转载机链板输送机链板输送机l掘进机掘进机胶带转载机胶带转载机可伸缩双向胶带输送机可伸缩双向胶带输送机l煤巷掘进机煤巷掘进机仓（梭）式列车仓（梭）式列车.52022-10-28掘进机掘进机链板输送机机械化作业线链板输送机机械化作业线n破岩，装岩，运输。n停机支护和输送机接长。n掘进间断、劳动强度大、占用人员多n适用：适用：较短巷道，一般不超过400m。n辅助运输：人工，铺轨。范各庄矿：范各庄矿：MRHS5D+SGW-40T+U型钢支护，断面8.1-11.7，月进度2045m。.62022-10-28掘进机掘进机胶
4、带转载机胶带转载机链板输送机链板输送机n破岩，装岩，转载（可伸缩胶带转载机），（可伸缩胶带转载机），运输。n停机停机支护和输送机机头安装，链板接长。n适用：适用：较长巷道，一般运距大于400m。n辅助运输：辅助运输：双巷齐头，大断面单巷。.72022-10-28掘进机掘进机胶带转载机胶带转载机可伸缩双向胶可伸缩双向胶带输送机机带输送机机n破岩，装岩，转载（可伸缩胶带转载机），运输（可（可伸缩双向胶带运输机）伸缩双向胶带运输机）。n停机停机支护和输送机机头安装，胶带延长。n适用：适用：长巷道，一般运距大于600m。n辅助运输：辅助运输：下输送带运输。钱家营矿：钱家营矿：AM-50+QZP-160
5、+SJ-44+SGW-40T，断面（W4.58，H2.7），月进度1421m。.82022-10-28煤巷掘进机煤巷掘进机仓（梭）式列车仓（梭）式列车n破岩，装岩，转载运输（仓式列车（仓式列车+牵引绞车牵引绞车/防爆机防爆机车）车）。n破岩，装岩，转载运输（梭式列车（梭式列车+牵引绞车牵引绞车/防爆机防爆机车）车）。n绞车牵引灵活性差，多采用机车牵引。n适用：较适用：较长巷道。n辅助运输：辅助运输：轨道运输。.92022-10-28 煤巷机械化掘进作业线施工实例1.工程概况工程概况n西山矿区西铭矿综掘三队，8煤综采面平巷。n煤层厚度：煤层厚度：4.0m，倾角1000m2.断面设计断面设计n倒梯
6、形倒梯形（W1 4.2,W2 3.6,H3.6），n支护：支护：锚杆支护（顶部金属锚杆，帮：木锚杆）.102022-10-28 煤巷机械化掘进作业线施工实例3.设备布置设备布置nAM-50+QZP-160+PSP-1010/650nSLF-6除尘风机nHPY21-15/7-K空气压缩机nYT-23凿岩机凿岩机n锚杆钻机锚杆钻机n木点柱木点柱.112022-10-28 煤巷机械化掘进作业线施工实例4.施工工艺施工工艺n巷道沿顶掘进n（1）割煤方式割煤方式：S型，由下向上。n（2）运输方式运输方式：装载机可伸缩皮带皮带煤仓。n（3）支护支护：木支柱临时支护管缝式顶板锚杆+木锚杆5.劳动组织劳动组织
7、n四六制四六制（三掘一检），正规循环，平行交叉作业，岗位责任制。n人员70，劳动组织表劳动组织表，循环图表循环图表。.122022-10-28 煤巷机械化掘进作业线施工实例6.工效工效n断面14，工作29天，进尺625m。7.存在问题存在问题n支护占用时间太长，支护占用时间太长，50-60%。n掘支不是平行作业。掘支不是平行作业。.132022-10-28二、连采机为主的机械化作业线n连续采煤机+梭车+破碎机+胶带运输机n适用：埋深小于500m，煤层赋存条件好，房柱式开采或者长壁开采中的多巷布置。n上湾矿连采一队：月进尺4656m。n图9.4，图9.5。.142022-10-28EML340型
8、连续采煤机型连续采煤机.152022-10-28二、连采机为主的机械化作业线n 优点优点 设备投资小而效益高。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。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。.162022-10-28二、连采机为主的机械化作业线n 影响连续采煤机在我国正常使用的主要因素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
9、的改造问题。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。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。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。.172022-10-28二、连采机为主的机械化作业线n 我国使用连续采煤机前景展望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300 m；(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
10、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。.182022-10-28三、掘锚一体化机械化作业线n一台设备：破+装+锚杆打眼与安装锚杆打眼与安装n（一）采掘锚机。14CM10-15BDn配套设备：配套设备：破碎机+转载机+胶带输送机n单巷掘进，双巷掘进均可。n施工过程：施工过程：割煤+临时支护+钻眼割煤+安装锚杆收回n（二）掘锚机。JMZ型，图9.6。n机载锚杆钻机+MRH-S100综掘机，月进尺500m。.192022-10-28第一节 全煤巷快速掘进作业规程编制一、概述一、概述1.巷道名称巷道名称2.巷道位置巷道位置4.巷道用途巷道用途3.工程量工程
11、量二、地质与水文概况二、地质与水文概况1.地质构造地质构造2.煤岩性质煤岩性质3.水文情况水文情况三、巷道断面设计及支护三、巷道断面设计及支护1.断面设计断面设计2.支护形式支护形式.202022-10-28.212022-10-28四、机械化割煤方式及工艺流程四、机械化割煤方式及工艺流程1.切割顺序切割顺序2.工艺流程工艺流程铺帮锚网、安帮锚杆铺帮锚网、安帮锚杆割煤割煤临时支护临时支护铺顶网铺顶网上钢带上钢带顶部锚杆、锚索顶部锚杆、锚索清底清底.222022-10-28五、支护设计及质量要求1.锚杆支护参数锚杆锚固剂托板钢带锚杆间排距锚固力锚杆角度2.铺网顶网、帮网参数3.锚索4.质量要求.
12、232022-10-28.242022-10-28六、循环组织及配套设备1.施工组织施工组织2.劳动组织劳动组织.252022-10-283.循环组织循环组织.262022-10-284.设备及技术经济指标设备及技术经济指标.272022-10-28七、风量计算、通风排尘、运输、供电、安全措施等.282022-10-28第二节第二节 半煤岩巷快速掘进技术半煤岩巷快速掘进技术n切割强度提高。nEBJ-160重型掘进机+ES-800转载机+SSJ-800/240可伸缩皮带机。月进尺：468m。nEBJ-132型，EBJ-120TP型。.292022-10-281）掘进中各主要工序，如钻、装、调、运
13、等均应采用机械化作业，机械化作业线的链条不能有间断现象。2）各工序使用的机械设备，在生产能力上要匹配合理、相互适应，避免设备能力相差悬殊而影响某些设备潜力的发挥。3）机械的规格及结构形式必须适应施工条件、巷道规格及作业方式的要求，并且机械设备能力及数量应有适当的富裕量和备用量。4）要保证施工能获得持续高速度、高效益以及合理的经济技术指标，并耍确保安全。5）在保证成龙配套的前提下，尽员减少机械设备的数量，尽量一机多用。岩巷掘进机械化作业线组配的原则岩巷掘进机械化作业线组配的原则第三节第三节 岩巷掘进机械化作业岩巷掘进机械化作业.302022-10-281.凿岩台车、侧卸式装载机为主的机械化作业线
14、 岩巷掘进机械化作业线岩巷掘进机械化作业线2气腿凿岩机、耙斗装岩机为主的机械化作业线3气腿式凿岩机、蟹爪式装载机、耙斗式装载机或侧卸式装载机、梭式矿车机械化作业线。4以钻装机为主的机械化作业线。.312022-10-28（二）机械化作业线（二）机械化作业线 (1)多台气腿式凿岩机钻眼铲斗后卸式或耙斗式装岩机装岩固定错车场或浮放道岔或调车器调车矿车及电机车运输。(2)多台气腿式凿岩机钻眼钻眼铲斗侧卸式或耙斗式装岩机装岩胶带转载机转载矿车及电机车运输。(3)多台气腿式凿岩机钻眼蟹爪式装载机或耙斗式装载机装载梭式矿车转运电机车牵引。.322022-10-28.332022-10-28.342022-
15、10-28.352022-10-28第八章习题1.巷道快速掘进？其主要影响因素？2.常用的煤层平巷掘进机械化作业线配套方案有哪些？3.常用的岩石平巷掘进机械化作业线配套方案有哪些？.掘锚一体化机组掘锚一体化机组n悬臂掘进机+锚杆机破+装+锚杆打眼与安装n配套设备：单巷掘进：行走给料破碎破碎转载机桥式胶带转载机可伸缩胶带输送机双巷掘进：梭车破碎机破碎机带式输送机带式输送机.应用实例：国产掘进机应用实例：国产掘进机+液压钻臂应用液压钻臂应用 煤巷掘进机加装液压钻臂系统煤巷掘进机加装液压钻臂系统.潞安王庄煤矿：设备：S150J型掘进机+S4200型钻臂系统6027掘进工作面地质条件：煤层倾角15煤层
16、平均6.5 m，含夹矸45层断面（W5.0 H3.5）直接顶为泥岩，不稳定煤、岩复合顶板厚度达6m左右.支护方式：6027掘进工作面巷道锚杆布置掘进工作面巷道锚杆布置.劳动组织：劳动组织：采用采用“三八制三八制”劳动组织方式劳动组织方式 掘进工艺流程掘进工艺流程 工艺流程：工艺流程：.应用效果每班掘进进尺8 m以上，一天三班掘进进尺可超过24 m，与以前相比成巷速度提高了1倍以上。所需的工人减少40%，掘进工效由0.4m/工提高到1.2m/工。实现了支护作业机械化，超过便携式单体锚杆机速度的2倍以上。锚杆支护效果得到明显改善。锚杆支护作业环境和安全性得到了改善。.ABM20型掘锚机应用案例外形
17、尺寸：10130W4500H2800 mm鲍店煤矿：班进21m、日进56m、月进1100m张集煤矿：2007.69.20，进尺1377.6m，最高进尺603m，圆班进尺32m，在地质条件好的情况，月均进尺500m冯家塔煤矿：小班最高进尺28 m，日最高进尺52 m，月最高进尺862 m掘锚一体机现场应用.岩巷快速掘进技术岩巷快速掘进技术国内岩巷快速掘进技术的现状及发展n目前国内煤矿岩巷掘进采用的是钻爆法和综掘机掘进两种方法n我国煤矿岩巷掘进机的研制和应用n研制阶段：1962年，开始掘进机（主要是悬臂式）研制工作，仿前苏联，机身轻，功率小，性能差，未广泛应用。60年代初到70年代末，引进国外机为
18、主，为以后发展打下基础70年代末到80年代末，与国外合作，逐步实现国产化。与奥地利、日本合作AM50型及S100型。其后国产研制了EBJ-65/48、ELMB、EMS-75、EL-90、EBJ-132、EBJ-160、EBH-132、EJ-70等机型。从80年代末至今，悬臂式掘进机水平相当先进，主要有EBJ型、EBZ型及EBH型，生产厂家以佳木斯、三一重装、上海创立、石家庄煤机为代表。.EBZ200(A)型岩石掘进机型岩石掘进机注：EBZ200（A）型岩石掘进机是由石家庄煤矿机械有限责任公司生产。.国内煤矿中应用：（1）岩巷掘进机在裴沟矿的应用郑煤集团裴沟矿180m运输大行长度1860m，为采
19、区水平运输大巷。断面16m2，净断面14.8m2。岩层主要是灰岩，致密坚硬，坚固性系数f=8左右。原炮掘进尺60m/月，液压钻车配合侧式装岩机进尺80m/月；从2008年1月采用EBZ200型掘进机，每月进尺均在130150m之间，与炮掘相比进尺提高了1倍以上。（2）岩巷掘进机在淮南矿业的应用三一重装研制的EBZ200H型全岩掘进机在潘三矿1792（3）高抽巷岩巷掘进施工中表现出色，该巷为全岩巷道，岩石硬度f=56，底板脚软，掘进难度大。2008年11月共掘进进尺260.4m，创造淮南矿区国产全岩掘进机岩巷月进尺新记录。2009年2月，单月进尺318m，再次创造了新记录。2010年1月，张集矿
20、北区17216底抽巷，采用三一EBZ200H掘进机，当月进尺达到348m，打破原有最高记录。.我国岩巷掘进机发展的趋势我国岩巷掘进机发展的趋势重型化、大功率。掘、钻、锚一体化。喷雾降尘设备随机化。智能化、自动化。矮型化。装载运输装置亦采用可伸缩型结构，保证机器的机动性和适应性。配套设备仍要发展。国内典型后配套设备是桥式带式转载机+可伸缩带式输送机；而吊挂式带式转载机、龙门式带式转载机可解决后配矿车的转载运输问题，有利于向大型基建矿井及不具备连续运输设备的矿井推广。.钻爆法掘进岩石巷道钻爆法掘进岩石巷道n 目前煤矿岩巷掘进中钻爆法仍占主导地位。其优点是具有一次性投入少、动力消耗少以及作业准备快、
21、工效高，而且对岩石适应性强，移动灵活，对技术故障和遇到地质问题较容易处理。n 近年来随着新型的爆破器材、机械设备、先进爆破技术不断在煤矿中的应用，钻爆法在煤矿建设和生产中的作用更加突出。.煤矿爆破器材煤矿爆破器材煤矿许用电雷管和煤矿许用炸药u毫秒电雷管合理的延迟时间：应使前段炸药爆破后岩石破碎运动、新自由面完全形成。目前煤矿井下采用的毫秒电雷管段间延迟时间为25ms，此值据研究表明不甚合理。安徽理工大学研究证明在岩石坚固性系数f=68的中硬岩石乃至f10的坚硬岩石巷道中进行中深孔掘进爆破时，较为合理的延迟时间为4575ms。u对于两淮煤田高瓦斯矿井中硬以上岩石，现有的三级煤矿水胶和三级煤矿乳化
22、炸药的爆破破岩能量不足，淮南矿业集团和安徽理工大学开发了新型高威力三级煤矿许用炸药，正在新庄孜矿-774m回风大巷实验，初期效果明显，明显优于三级煤矿许用炸药，较二级煤矿许用炸药弱1020%。.钻眼机械钻眼机械（1）普通支腿式凿岩机 按动力源分为风动凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机、内燃凿岩机。煤矿岩石巷道掘进常用风动气腿式凿岩机。（2）重型导轨式凿岩机 我国重型气动凿岩机主要为南京工程机械厂生产的YGZ-90和天水风动机械有限公司的YG-80和YGZ-170亦有少量应用。（3）液压凿岩台车 液压凿岩台车是将凿岩机和推进装置安装在钻臂上进行凿岩作业的设备，它的使用标志着凿岩机械水平进一步提高。.
23、国产液压凿岩台车发展上世纪60年代起步70年代，全国约有30多种产品8090年代，研制鉴定了10种型号全液压钻车，其中8种为掘进钻车。80年代以后，先后引进瑞典、芬兰等五个国家设备。消化吸收，结合自身技术条件逐步形成我国产品系列。目前，石家庄煤矿机械有限责任公司生产的CMJ-17煤矿用全液压掘进钻车代表了我国国产凿岩台车的技术水平。.CMJ-17全液压掘进钻车全液压掘进钻车机身小，工作稳定，操作方便，作业噪音低，污染少；机动灵活，爬行能力强，定位准确；凿岩成本低，凿孔稳定，工作效率高；设有防卡钎自动停车装置，冲击频率可调，凿岩速度快；动力单一化，能耗低；液压系统先进，管路布置合理，检修方便。.
24、岩巷机械化作业线岩巷机械化作业线以气腿凿岩机为主的机械化作业线以气腿凿岩机为主的机械化作业线（1）多台气腿式凿岩机铲斗后卸式或耙斗式装岩机固定错车场或浮放道岔或调车器矿车及电机车。（2）多台气腿式凿岩机钻眼铲斗侧卸式或耙斗式装岩机胶带转载机矿车及电机车。（3）多台气腿式凿岩机蟹爪式装载机或耙斗式装载机梭式矿车及电机车。优点：较高的生产率；良好的工艺性；高可靠性和较强的价格竞争力。缺点：打眼机械化水平低；劳动强度较大，作业环境较差；装岩不彻底留有死角。.以凿岩台车为主的机械化作业线以凿岩台车为主的机械化作业线nCMJ-17型全液压掘进钻车侧卸式装载机带式输送机和刮板输送机或8t防爆型蓄电池电机车
25、+1.5t矿车。n淮南新庄孜矿-610m进风石门及大巷机械化作业线：CMJ-17型煤矿用全液压钻车+ZCY-60型侧卸式转载机作业线+SSJ800皮带机+PB-90耙斗式装载机。巷道设计长度1383m，掘进断面24.9m2，巷道采用锚网喷支护。2007年4月2009年1月，平均月进尺76.8m，最高月进尺91m。.以岩巷掘进机为主的机械化作业线以岩巷掘进机为主的机械化作业线n悬臂式岩巷掘进机胶带转载机大型梭式矿车或胶带输送机普通矿车及电机车。n应用案例应用案例：龙固矿深井大断面硬岩综掘龙固矿深井大断面硬岩综掘n施工巷道：北区辅助运输大巷2n地质概况：断面25.6m2，巷道净高4.8m，巷道净宽
26、5.4m，岩层最大硬度为五灰f=14，上部是粉砂岩厚度5.2m层理发育，块状构造，其次是三灰f=12，属于坚硬岩层，井下地温较高。.北区辅助运输大巷北区辅助运输大巷2开门位于煤开门位于煤3底板岩石中，离煤底板岩石中，离煤3约约088m，在粉，在粉砂岩中开门，前期在煤砂岩中开门，前期在煤3底板岩石中掘进，长度约底板岩石中掘进，长度约1230m，过，过FL8正断层，正断层，断层走向断层走向130140，倾角，倾角2570，后期受，后期受FL11断层影响，变为在断层影响，变为在煤层中及煤层底板中掘进施工。煤层中及煤层底板中掘进施工。综合柱状图综合柱状图灰色泥岩，很破碎，性脆，少量泥岩充填，较软灰褐色
27、粉砂岩，性脆，较破碎灰色细砂岩，稳定性较好，较硬，整体性好，垂直裂隙发育黑褐色粉砂岩，较软，层理发育黑色煤，中间夹炭质泥岩，上部光亮，下部变暗灰色粉砂岩，质硬，稳定性较差，细砂岩夹层多，水平层理，含植物化石10.6510.96.30.2010.552.77泥岩粉砂岩细砂岩粉砂岩粉砂岩备注岩性描述厚度(m)柱状图岩石名称综 合柱 状图煤3.奥钢联奥钢联AHM-105掘进机性能参数掘进机性能参数性能项性能项参数参数性能项性能项参数参数机重/t120外形/mm（长宽高）1220035752825装机总功率/kW555.75液压泵站功率/kW132截割电机功率/kW300伸缩长度/mm650最大掘进高
28、度/mm5800最大掘进宽度/mm8800被截割岩强度/MPa130履带行走速度/mmin-1015最大装载能力/tmin-115溜子速度/ms-10.9溜子运输能力/th-1500桥式皮带速度/ms-11.8履带板速度/mm720接地比压/MPa0.22输入电压/V1140适应巷道坡度/18.掘进过程中遇断层，出现780m3/h的大水，水温在52，造成巷道温度高达32。托顶煤支护困难。部分区域矿压显现明显，出现大面积巷道变形，巷道帮部移近量最大为890mm，顶部最大移近量为340mm。因现场问题，综掘机后无法安装皮带，综掘机后的运输系统不完善。综掘机后运输设备较多，运输环节多，而且还有上山运
29、输，运输问题严重。影响掘进机生产的主要问题影响掘进机生产的主要问题.（1）为降低迎头温度，使用制冷机进行降温制冷，确保了迎头温度不超过25。（2）优化支护设计采用打设锚索梁联合支护，确保工程质量。（3）采用先进的支护工艺，推行了快速安装，加快了支护速度。（4）优化了后部运输系统，加快了出矸速度。解决方案解决方案.n临时支护：顶板完整时，初喷30mm；顶板破碎时，初喷50mm。并采用前探梁作临时支护，前探梁由3寸钢管或型钢制作，长度不低于3.2米。顶板极其破碎，切割前打设23根超前锚杆作辅助支护。n永久支护：“喷锚网喷、锚网喷”支护形式锚杆支护参数锚杆型号锚杆型号锚杆规格锚杆规格/mm锚杆排距锚
30、杆排距/mm锚杆托盘锚杆托盘托盘规格托盘规格/mm一次支护KMG500高强度预应力让压锚杆22250012001200碟型高强度托盘20020010二次支护金属全螺纹钢等强锚杆20250012001200碟型托盘1501508 支护设计支护设计.配套运输设备掘进机切割落矸掘进机星轮及溜子装岩桥式转载机转载SS20型梭式矿车运输。切割工艺：先进行底部掏槽，深度800mm，然后退机起底、出矸，将掏槽内的矸石出净，掘进机铲板推至掏槽内，将炮头抬起，切割到起拱线以上部位，每次切割两个锚杆间排距，完毕后再进行锚杆支护、复喷、起底，再施工一个小循环，这样每班就能施工一个大循环和一个小循环，班进尺达到3米。.掘进机切割方式示意图.应用成果使用AHM-105硬岩掘进机掘进每月进尺约150m，采用普通炮掘每月进尺仅为70m，实现了快速掘进，在同等支护材料和人员的情况下，降低了工人的劳动强度，提高了安全系数，同时人工效率提高了2倍多。煤矿提前6个月投产，可以多出150万吨煤，经济效益显著。为其他大断面硬岩矿井提供参考和借鉴。.
