巷道掘进基本知识1.pptx
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巷道掘进基本知识1.pptx
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、,巷道支护基本知识凯嘉员工学院王金龙,目录,第一节巷道掘进概述第二节综合机械化掘进工艺第三节巷道支护,第一节巷道掘进概述,为了开采煤炭,从地面向地下开掘的各类通道和硐室都叫做巷道。
开掘这些通道的硐室所采用的作业方法叫做巷道掘进。
巷道掘进方法是指掘进方法和掘进工艺的总称,包括钻爆掘进和机械化掘进。
第一节巷道掘进概述,一、巷道分类
(一)按巷道的空间特征和用途分类按巷道的空间特征和用途可分为垂直、水平和倾斜巷道3类。
第一节巷道掘进概述,1.垂直巷道
(1)立井,是指有出口直接通到地面的巷道叫做立井,又叫做竖井,如图6-1所示中的1。
第一节巷道掘进概述,立井是进入煤体的一种方式。
立井按用途分,有位于井田中央担负提煤任务的主立井;有担负全矿人员、材料、设备等辅助提升任务的副立井;还有用来担负矿井通风的风井。
第一节巷道掘进概述,
(2)暗立井,是指没有出口直接通到地面的垂直巷道,通常装有提升设备,如图6-1所示中的4。
暗立井一般用来连接上、下两个水平,担负由下水平向上水平的任务。
暗立井也分为主暗立井和副暗立井。
(3)溜井,是指用来从上部向下部溜放煤炭的垂直巷道,如图6-1所示中的,第一节巷道掘进概述,2.水平巷道
(1)平硐,指有出口直接通到地面的水平巷道,是进入煤体的方式之一,如图6-1所示中的3。
平硐按所担负的任务不同有主平硐、副平硐之分。
第一节巷道掘进概述,
(2)平巷,是指没有出口直接通到地面,沿岩层走向开掘的水平巷道。
开在岩石中的平巷叫做岩石平巷,开在煤层中的平巷叫做煤层平巷。
按用途分,平巷有运输平巷、行人平巷、进风或回风平巷等。
按服务范围分,平巷有阶段(水平)平巷、分段平巷和区段平巷等。
第一节巷道掘进概述,(3)石门,是指没有出口直接通到地面,与岩层走向垂直或斜交的水平岩石巷道。
按用途分,石门有运输石门、进风石门、回风石门等。
按服务范围分,石门有阶段石门、采区石门等。
(4)煤门,是指与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。
煤门长度取决于煤层厚度和倾角,只有在厚煤层中才掘煤门。
第一节巷道掘进概述,3.倾斜巷道
(1)斜井,是指有出口直接能到地面的倾斜巷道,也是进入煤体的方式之一,如图6-1所示中的2。
按用途分,斜井有主斜井、副斜井和回风井。
按所在岩层层位分,斜井有岩石斜井和煤层斜井。
按空间特征分,斜井有顺层斜井、穿层斜井、反斜井和伪斜井。
第一节巷道掘进概述,
(2)暗斜井,是指没有出口直接通到地面,用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷。
暗斜井也有主暗斜井和副暗斜井之分。
(3)上山,是指没有出口直接通到地面,位于开采水平之上,连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。
按用途分,上山可分为运煤的运输上山和运送材料、设备的轨道上山。
按服务范围分上山又可分为阶段上山和采区上山。
第一节巷道掘进概述,(4)下山,是指位于开采水平以下,作用与上山相同。
此外,斜巷还有行人斜巷、联络斜巷、溜煤斜巷、溜煤眼、管子道等。
(二)按巷道服务范围及其用途分类根据巷道服务范围及其用途,矿井巷道又可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道3类。
第一节巷道掘进概述,1.开拓巷道为全矿井或一个开采水平服务的巷道属于开拓巷道。
例如,主、副井和风井、井底车场、主要石门、阶段运输和回风大巷、采区回风和采区运输石门等井巷,以及掘进这些巷道的辅助巷道都属于开拓巷道。
第一节巷道掘进概述,2.准备巷道为采区、一个以上区段或分段服务的运输、通风巷道称为准备巷道。
属于这类巷道的有:
采区上(下)山、区段集中巷、区段石门、采区车场等。
第一节巷道掘进概述,3.回采巷道形成采煤工作面及为其服务的巷道称为回采巷道。
属于这类巷道的有:
采煤工作面的开切眼、区段运输平巷和区段回风平巷。
第一节巷道掘进概述,开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平,为构成矿井完整的生产系统奠定基础。
准备巷道的作用在于准备新的采区,以便构成采区的生产系统。
回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并进行生产。
第一节巷道掘进概述,二、围岩围岩是巷道四周围绕的岩石,对破岩和支护工作有着直接的影响。
1.煤矿常见的岩石在煤矿生产中与煤层有关的常见岩石有3大类。
第一节巷道掘进概述,三、巷道断面及其布置
(一)巷道断面的形状在煤矿井下的巷道断面形状有梯形、直墙拱形(如半圆拱、三心拱、圆弧拱)和矩形,此外还有一些比较少见的其他形状,如图6-2所示。
第一节巷道掘进概述,第一节巷道掘进概述,梯形和拱形断面是煤矿井下巷道常采用的断面形状,因为这两个形状在一般地压作用下都是稳定的,并且掘进、支护也比较简单,容易施工。
随着机械化掘进大量推广与使用,大型设备要求巷道断面大,因此煤巷矩形断面形状得到广泛采用。
第一节巷道掘进概述,
(二)巷道断面的尺寸巷道断面尺寸应当根据巷道的用途、运输设备类型(轨道运输、无轨运输、输送机运输)、支护规格和煤矿安全规程关于安全间隙的规定等因素确定,,第一节巷道掘进概述,然后再根据巷道内通过的风量加以校验,以不超过煤矿安全规程规定的允许风速为准。
巷道断面尺寸在保证安全生产的条件下,尽可能减小断面,减少开掘工程量,从而降低生产成本。
第一节巷道掘进概述,1.巷道的净宽度矩形巷道(直墙巷道)的净宽度是指巷道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。
对于梯形巷道,当巷道内通行矿车、电机车时,巷道的净宽度指车辆顶面处水平的巷道宽度。
当巷道内设置输送机械时,巷道的净宽度指从巷道底板起1.6m高处的巷道宽度;当巷道不放置和不通行运输设备时,巷道的净宽度指净高的12处的水平距离。
第一节巷道掘进概述,巷道净宽度主要取决于运输设备本身的宽度、人行道宽度和相应的安全间隙。
无运输设备的巷道可根据通风及行人的需要来选取。
巷道内人行道的宽度和相应的安全间隙在煤矿安全规程内都有明确的规定:
第一节巷道掘进概述,
(1)新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧,从巷道道碴面起1.6m的高度内,必须留有0.8m(综合机械化采煤矿井为1m)以上的人行道,管线吊挂高度不得低于1.8m;巷道另一侧的宽度不得小于0.3m(综合机械化采煤矿井为0.5m)。
第一节巷道掘进概述,巷道内安设输送机时,输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m;巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分,与巷帮支护的距离不得小于0.3m;输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要,并不得小于0.7m。
第一节巷道掘进概述,
(2)在生产矿井已有巷道中,人行道的宽度不符合上述要求时,必须在巷道的一侧设置躲避硐。
两个躲避硐之间的距离不得超过40m;躲避硐宽度不得小于1.2m,深度不得小于0.7m,高度不得小于1.8m;躲避硐内严禁堆积物料。
第一节巷道掘进概述,(3)在人车停车地点的巷道上下人侧,从巷道道碴面起1.6m的高度内,必须留有宽1m以上的人行道,管道吊挂高度不得低于1.8m。
(4)在巷道曲线段,车辆四角要外伸或内移,应将安全间隙适当加大,一般外侧加宽200mm,内侧加宽100mm。
第一节巷道掘进概述,2.巷道的净高度矩形、梯形巷道的净高度是指自道碴面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。
拱形断面的净高度是指自道碴面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度,由壁高和拱高组成。
半圆拱的拱高为巷道净宽的1/2,圆弧拱及三心拱的拱高常取巷道净宽的13。
第一节巷道掘进概述,煤矿安全规程规定:
主要运输巷和主要风巷的净高自轨面起不得低于2m。
采区(包括盘区)内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m,薄煤层内不得低于1.8m。
采煤工作面运输巷、回风巷及采区内溜煤眼等的净断面或净高由煤矿企业按设计需求统一规定。
第一节巷道掘进概述,(三)水沟及其管线的布置巷道掘进时在巷道一侧设置有水沟,用来排水。
要求水沟的建设和巷道掘进同步。
在水沟上铺盖板,一般作为人行道。
平巷水沟坡度可取35,或与巷道的坡度相同,但不应小于3。
水沟宽度按煤矿安全规程的规定不小于0.8m。
第一节巷道掘进概述,在巷道两侧悬挂电缆电线,以保证工作面机械运转所需的电力供应。
电缆的悬挂要求每3m一个电缆钩,悬挂整齐,其悬挂高度在人行道侧时应保证不影响行人安全。
第一节巷道掘进概述,掘进工作面降尘供水管道一般设置在巷道侧的下方,以不影响行人和运输设备安全运行为准。
巷道掘进时一般用局部通风机通风,在巷道一侧设置有胶布风筒。
风筒吊挂在非人行道一侧,要求吊挂整齐,不影响运输设备的安全运行。
第二节综合机械化掘进工艺,1.掘进机掘进机是一种集截割、装载、转运煤(岩)、降尘等功能为一体的大型高效联合作业机械设备,能实现连续掘进。
第二节综合机械化掘进工艺,运依靠悬臂式掘进机进行落、装煤岩,通过矿车、梭车或其他运输设备(桥式转载机、刮板输送机、可伸缩带式输送机)输煤岩,用人工、托梁器、架棚机安装支架,利用绞车、单轨吊、卡轨车、铲运车、电机车、无轨胶轮车运送支护材料和器材,局部通风机进行压入式通风,除尘风机降尘。
第二节综合机械化掘进工艺,2.连续采煤机连续采煤机是一种适用于短壁开采,集截割、装载、转运、移动行走、喷雾降尘于一身的综合机械化开采设备,具有体积小、调动灵活、使用方便等优点,不仅可开采煤炭,还能用于巷道掘进,在国外已广泛地使用。
第二节综合机械化掘进工艺,3.掘锚机组掘锚机组是适用于高产、高效矿井煤巷单巷快速掘进的掘锚一体化设备,是在连续采煤机和悬臂式掘进机的基础上发展的一种新型掘进机型。
掘锚机组将掘进与支护有机地组合起来,减少掘进与支护设备的换位作业时间,在同一台设备上完成掘进和支护工艺。
第二节综合机械化掘进工艺,二、综合机械化掘进工作面的设备布置综合机械化掘进工作面的设备布置如图6-3所示。
第二节综合机械化掘进工艺,综合机械化掘进工作面掘进机的实际布置,如图6-4、图6-5所示。
第二节综合机械化掘进工艺,第二节综合机械化掘进工艺,三、综掘工艺综掘工艺包括破煤(岩),装载、转载、运输,巷道支护,辅助作业等工序。
(一)破煤(岩)综掘工作面破煤(岩)是由掘进机的截割机构运动来完成的。
截割头可以到达工作面任意部位,可以准确地切割出设计断面。
第二节综合机械化掘进工艺,
(二)装载、转载、运输掘进机的截割破煤是连续工作的,要求装、运工作必须与其适应。
一般半煤岩巷道掘进时,全部使用各种类型的刮板输送机和带式输送机进行转运和运输,煤岩混运,一直运进井下煤仓,然后提升到地面洗选。
第二节综合机械化掘进工艺,(三)巷道支护综掘巷道的掘进主要包括截割、运输和支护三大工序。
截割和支护两大工序是交替进行的,装、转、运是与截割同时进行的;支护工作则需单独占用循环工时。
第二节综合机械化掘进工艺,煤巷综掘工作面的支护是用棚式支架或锚杆、锚喷支护。
棚式支架(俗称棚子)包括矿用工字钢棚子、U型钢拱形棚子、可缩性的金属棚子以及木棚子等。
煤巷综掘工作面的支护还可采用锚杆、锚喷、锚网、锚网喷联合支护结构等。
第二节综合机械化掘进工艺,工作面掘进一定距离需支护时,停止截割落煤,用截割头把棚腿窝直接掘出,把棚腿立好,可利用掘进机的截割臂辅助进行架棚工作。
第二节综合机械化掘进工艺,四、巷道施工的基本要求在巷道掘进工作中,要保证巷道断面的规格、尺寸和巷道的坡度、方向符合设计的要求,必须按巷道的中心线、腰线进行施工。
1.中心线中心线是巷道掘进走向方向的基准线。
中心线一般按巷道中心标在巷道顶板或支架上。
主要采区准备巷道应使用激光定向仪标线。
第二节综合机械化掘进工艺,2.腰线腰线是指示巷道坡度的基准线。
腰线一般按距巷道底板或永久轨面以上1m高为准,标在巷道侧帮或支架上。
第三节巷道支护,一、巷道矿压概述地下岩体在采动前,由于自身重力作用在岩体内部引起应力,通常称为原岩应力。
开采前的岩体处于相对静止状态,所以原岩体处于应力平衡状态。
井下采掘活动破坏了原岩应力的平衡状态,引起岩体内部的应力重新分布;在重新分布过程中促使围岩产生运动,导致围岩发生
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