第六章采区巷道与煤仓施工.ppt
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1、山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院井巷工程井巷工程第六章第六章采区采区巷道巷道及煤仓施工及煤仓施工1山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院第六章第六章 采区巷道与煤仓施工采区巷道与煤仓施工 l重点与难点: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。l技能要求: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山东科技
2、大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院第一节 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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院概 述l一、概念一、概念l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l煤巷、岩巷、半煤岩巷l煤巷的主要施工方法机掘和锚杆支护4山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院5山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院概 述l二、采区巷道的特点二、采区巷道的特点l1)位置:煤层中或者附近,
3、瓦斯和旧矿井水害。l2)巷道掘进容易、稳定性差、多受采动影响。l3)工作面多且分散,通风和运输比较复杂。l4)巷道定向比较困难。l5)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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院第一节第一节 全煤巷施工及配套设备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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院一、钻眼爆破法掘进煤巷 钻眼爆破钻眼爆破 钻眼机械钻眼机械 钻眼一般采用23台煤电钻同时作业。炮眼深度炮眼深度 应考虑施工组织、
4、技术和围岩性质,一般为1.5-2.5m,炮眼间距炮眼间距 视煤层硬度,一般为0.6-1.2m。炮眼布置炮眼布置 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34个,倾斜角度为7080。断面较小时,可不设辅助眼。8山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院9山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院爆破器材爆破器材 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。
5、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l01。10山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 三软煤层,复合顶板和再生顶板三软煤层,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“三小三小”技术技术以提高掘进效率和维护好顶板。11山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院装煤装煤 煤巷施工,装煤是一项费时的主要工序煤巷施工,装煤是一项费时的主要工序,目
6、前主要采用目前主要采用ZMZ-17ZMZ-17型装煤机、耙斗装岩机和转载机。型装煤机、耙斗装岩机和转载机。1 1ZMZZMZ1717型装煤机型装煤机 履带行走,机动灵活,适应性强,能连续装载,效率高。履带行走,机动灵活,适应性强,能连续装载,效率高。适用于掘进断面适用于掘进断面8m8m2 2以上,净高以上,净高1.6m1.6m以上及坡度以上及坡度1010以以下下的煤巷。如图的煤巷。如图6-26-2所示所示 2转载机转载机 转载机是安装在平板车上的胶带输送机(转载机是安装在平板车上的胶带输送机(图图6-3)。装载效率为人工直接装车的)。装载效率为人工直接装车的5倍以上。如果与装煤倍以上。如果与装
7、煤机配合(图机配合(图6-4),可使装运连续作业,效率更高。),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,同样也可以采用采用耙斗装载机耙斗装载机进行装载。进行装载。12山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院13山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院14山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院zmj-a-17装煤机装煤机zmz2b-17装煤机装煤机煤岩分装机煤岩分装机液压蟹爪式装煤机液压蟹爪式装煤机15山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院
8、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: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。16山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院17山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 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配套方式有以下几种。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掘进机掘进机胶带转
9、载机胶带转载机链板输送机机械化作业线链板输送机机械化作业线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机械化作业线。可伸缩双向胶带输送机机械化作业线。煤巷掘进机煤巷掘进机仓式列车机械化作业线仓式列车机械化作业线18山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院19山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院三、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。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
10、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。20山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院12CM27 连续采煤机连续采煤机21山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 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的改造问题。缺乏支护、清道、除尘等方面的配
11、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。22山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 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,顶板允许悬露面积30-50m2;(4)底板
12、平整、无积水、抗压强度不能太低;(5)低瓦斯矿井。23山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院四、风镐掘进四、风镐掘进24山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院五、五、水力掘进水力掘进 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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院第二节第二节 半煤岩巷施工半煤岩巷施工 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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院一、半煤岩巷采石位置的选择一、半煤
13、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1/54/5时,即称为半煤岩巷道。半煤岩巷道掘进,采石位置有,采石位置有挑顶、卧底及挑顶兼卧底挑顶、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挑顶兼卧底课本图课本图课本图课本图8.48.427山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院二、炮眼布置特点掏槽眼:掏槽眼:多布置在煤层部分,图6-10。钻机选择: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
14、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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院三、施工组织半煤岩巷道的施工组织方式: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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院四、掘进机掘进lEBJ-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。l
15、EBJ-132型,EBJ-120TP型。30山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院EBJ-120TP型掘进机31山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院第三节第三节 上下山施工上下山施工l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。l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山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院一、下山掘进一、下山掘进 破岩、装岩及提升破岩、装岩及提升 下山破岩施工中应特别注意坡度,使其符合设计要求。下
16、山掘进时没有瓦斯积聚问题,通风工作比向上掘进时容易。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。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。第三节第三节 上下山施工上下山施工33山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院图图8.7(218页)页)34山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 下山提升运输下山提升运输 链板输送
17、机:倾角小于25;矿车:30以下;30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。35山东科技大学山东科技大学资源与环境工程学院资源与环境工程学院 排水排水 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56m3/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
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