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2019年10月1日8时12分1掘进培训讲义裴沟煤矿掘进科2014年2019年10月1日8时12分2掘进井巷掘进是达到采煤目的的“先行官”，要采煤必须先掘进。因此，煤矿生产必须贯彻“采掘并举，掘进先行”的方针。掘进最先揭露地质构造，最先见煤，在一般情况下都是独头掘进，通风管理较困难，包括瓦斯在内的各种有害气体容易超限或积聚，引发灾害事故的因素较多，因此，实现掘进安全十分重要。2019年10月1日8时12分3第一节煤矿的基础知识第二节巷道断面第三节巷道支护方式第四节锚杆的类型、结构及适用条件第五节锚固剂第六节锚索、托梁、托板、网第七节锚杆孔的施工及锚杆安装第八节施工工艺第九节炮眼布置第十节质量标准化2019年10月1日8时12分4第一节煤的基础知识一、煤的形成与分类1、煤的形成煤是由古代植物变化而成。2、煤的分类按照工业用途，煤可以分以下三类:动力煤，化工用煤，炼焦煤2019年10月1日8时12分5二、煤层的分类及顶、底板按煤层厚度分类:1、薄煤层：厚度1.3m2、中厚煤层：厚度1.3m~3.5m3、厚煤层：厚度3.5m4、特厚煤层：厚度6m我矿主采二1煤层，厚度1.14～25.86m，平均厚度为7.16m，一般为厚煤层，局部为特厚煤层。2019年10月1日8时12分6三、顶底板煤层的顶底板是指煤层中位于煤层上一定距离内的岩层，按照沉积的先后顺序在正常情况下，赋存在煤层之上、在煤层之后形成的岩层叫顶板。赋存在煤层之下、先于煤层生成的邻近岩层叫底板。顶板：根据顶板自然层位的岩性、厚度、与煤的相对位置及垮落难易程度，可分为伪顶、直接顶、老顶三种类型底板：底板可分为直接底板和老底两种2019年10月1日8时12分7三、顶底板伪顶：是直接覆盖在煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落，厚度不大，一般在以下，岩性多为炭质泥岩，俗称硫矸。直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上，具有一定的稳定性，常随着采煤工作面移架或回柱工序的完成而自行垮落的岩层。多为泥岩、砂质泥岩。老顶：是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。一般在长时间内不易自行垮落，在采空区上方悬露一段时间，当达到一定悬露面积之后才垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石组成。本矿井老顶为大占砂岩。2019年10月1日8时12分8三、顶底板伪底：直接位于煤层之下的薄而软弱的岩层，岩性多为炭质页岩或泥岩，厚度不大。直接底：位于煤层之下与煤层直接接触的硬度较低的岩层。一般无明显的层理，直接底的厚度一般不大，常见的几十厘米，通常为泥岩、页岩或粘土岩。老底：位于直接底之下的比较坚硬的岩层，常为粉砂岩、砂岩和石灰岩等。2019年10月1日8时12分9四、地质构造褶皱岩层受地质力作用，发生变形，产生一系列的波浪状弯曲，称为褶皱。岩层单独的一个弯曲叫做褶曲。褶曲的基本形态是向斜和背斜。2019年10月1日8时12分10四、地质构造断裂构造断裂构造可分为节理和断层两类。节理：岩石中，两侧岩层没有发生显著位移的裂隙称为节理。断层：岩石在地质力作用下发生断裂，而且沿着断裂面（带）两侧的岩层发生显著位移，这种断裂面称为断层。断层可分为：正断层、逆断层本矿井已揭露和探明断层均为正断层，其中较大断层有：油坊沟断层、王家沟断层、浮山寨断层等。2019年10月1日8时12分11四、地质构造2019年10月1日8时12分12井田开拓按井硐的形式，井田开拓方式可分为斜井开拓、立井开拓和平硐开拓三种方式。斜井开拓和立井开拓各有优缺点，要结合煤层赋存特征、地质条件、地面地形、技术装备和经济因素综合分析和比较来确定最合适的井筒形式。平硐开拓，就是从地表开掘水平巷道进入山体或丘陵内的煤层。该开拓方式最简单、经济。五、矿井开拓2019年10月1日8时12分131、主井2、副井3、井底车场4、主要运输石门5、运输石门6、风井7、回风石门8、回风大巷9、采区运输石门10、车长绕道11、材料车场12、采区煤仓13、行人进风巷14、运输上山15、轨道上山16、上山绞车房17、回风石门18、上部车场19、中部车场20、运输平巷21、下区段回风平巷22、联络巷23、区段回风平巷24、开切眼25、采煤工作面2019年10月1日8时12分14五、矿井开拓本矿井开拓方式为立井多水平上下山开拓，共有+50、-110和-300三个生产水平。共布置有一个主井，两个副井，主井井筒深度211.98m，副井井筒深度176.16m，深部立井井筒深度522.8m2019年10月1日8时12分15井巷工程施工对象井筒、巷道和硐室。本矿掘进工作的主要对象为巷道和硐室。六、井巷基本概念2019年10月1日8时12分16六、巷道基本概念岩巷：当岩层占掘进工作面4/5以上时（包括4/5），即称为岩巷煤巷：沿煤层方向掘进时，当煤层占掘进工作面4/5以上时（包括4/5），即称为煤巷半煤巷：沿煤层方向掘进时，当煤层占掘进工作面1/5~4/5时，即称为半煤巷巷道顶（底）板：构成巷道顶(底)部的岩石面，叫巷道顶(底)板，两侧的岩石面叫两帮工作面：正在施工的井巷，其末端随掘进工作不断向前移动的煤岩面称为工作面2019年10月1日8时12分17第二节巷道断面煤矿巷道类型巷道断面形状三类九种2019年10月1日8时12分18巷道断面形状2019年10月1日8时12分19影响巷道断面选择的因素（1）作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。（2）巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。（3）矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；（4）掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。（5）需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。2019年10月1日8时12分20通常经验当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，服务年限不长时，一般宜选用矿用工字钢支架、锚杆或钢筋混凝土支架进行支护，其断面形状一般为梯形、矩形。如采区内的准备巷道和回采巷道。2019年10月1日8时12分21通常经验当巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且服务年限较长时，一般宜采用锚喷、混凝土砌碹、料石砌碹或U型钢可缩性支架进行支护，断面形状一般为拱形、圆形或椭圆形。如井底车场巷道、主要运输大巷、回风大巷或服务年限较长的准备巷道。2019年10月1日8时12分22巷道断面尺寸《煤矿安全规程》规定：巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修和施工的需要。巷道断面尺寸主要取决于：1.巷道用途；2.存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格；3.人行道宽度和各种安全间隙；4.通过巷道的风量。2019年10月1日8时12分23三、巷道施工工艺巷道施工时的主要工序是破、装、运、支，辅助工序有排水、砌水沟、通风、铺轨（或移装运设备）和测量等。破就是把煤或岩石破碎下来，装和运是把破碎下来的煤或矸石装入矿车或输送机运走，支则是对新掘出来的巷道进行支护。2019年10月1日8时12分24三、巷道施工工艺破碎煤或岩石的方法有两种：一种是我国目前应用最广泛的钻眼爆破法；另一种是直接用掘进机破岩或煤，另外，随着煤矿机械化水平的提高，不少矿井已使用综合掘进机，实现破碎、装运一体化。2019年10月1日8时12分25三、巷道施工工艺（一）钻眼爆破根据岩石、煤的硬度不同，打眼的工具选用风钻、电钻或液压钻机等。其安全措施主要有：1、打眼前要坚持敲帮问顶，及时处理浮矸煤，严禁空顶作业。2、打眼工具要齐备、完好，扶钻杆的人不准带手套，围着的毛巾不准露在外边，袖口扎紧，以免咬住伤人。2019年10月1日8时12分26钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序,良好的钻眼爆破工作应该是：炮眼布置⑴爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和《井巷工程施工及验收规范》的标准，巷道的方向与坡度应符合设计规定。⑶对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。⑵爆下的岩石块度应有利于提高装岩生产率,岩石堆积状况便于组织装运、便于钻眼与装岩平行作业。⑷爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。2019年10月1日8时12分27炮眼布置㈠掏槽眼㈡辅助眼㈢周边眼㈣炮眼布置2019年10月1日8时12分28(四)炮眼布置除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮眼，以取得理想的爆破效果。炮眼的布置方法和原则如下：⑴工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。⑵掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能，⑶周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。⑷崩落眼均匀的布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。2019年10月1日8时12分29三、巷道施工工艺3、掘进巷道要先延伸中、腰线，按作业规程要求定眼位、定方向、定深度，工作面炮眼眼底要落在同一平面上（掏槽眼应加深150—200MM），各炮眼不得互相打透。4、随时了解工作面煤岩层及其顶、底板岩石性质变化，根据变化及时调整炮眼位置、数量、角度、深度和眼间距。2019年10月1日8时12分30三、巷道施工工艺坚持“八不打眼”：（1）工作面通风不良不打眼（2）瓦斯超限不打眼（3）顶板不安全不打眼（4）控顶距离超过作业规程规定不打眼（5）工作面伞檐超过规定未处理不打眼（6）瞎炮未处理不打眼（7）风钻无水不打眼（8）有灾害预兆不打眼2019年10月1日8时12分31三、巷道施工工艺5、打眼过程中不准硬压、强推、头顶、肩械和脚蹬、屁股顶电钻，以免用力过大烧坏电钻的电机。6、风钻打眼时要防止断钎伤人，因此打眼工应是“丁字步、侧身站、手扶钻”，保持炮眼、钻杆、机身一条线，不准骑钻架打眼7、多台钻同进作业时，应使每台钻前后、左右、上下错开一定距离，以方便作业，互不影响，保证安全。8、在煤层中打眼遇到夹石，应停止钻进，换一个位置另打眼，如遇到煤质过硬，电钻出现过负荷现象进，应停止钻进，空转一会儿；如因煤层过松软而排粉不及，会造成夹钎，应注意减轻推力，并每隔一定时间将钎了退出一定距离，排除煤粉，以减轻电钻负荷。2019年10月1日8时12分32三、巷道施工工艺9、风钻如遇软矸或泥质岩层时，应加大水量和水压，减轻风钻推进力。10、打完眼后，应将打眼工具放到放炮警戒线以外的安全地点，电缆、风水管存放整齐。11、使用液压钻机或掘进机时，应遵守该机的操作规程。12、爆破工作应遵守作业规程中的炮眼布置和爆破说明书的规定。2019年10月1日8时12分33三、巷道施工工艺（二）装岩装岩（煤）是掘进工作中的一道主要工序，提高装载机械化水平是实现快速掘进的关键之一。我国常用的装载机械有耙斗装岩机，铲斗装岩机和装煤机，不有相当一部分掘进巷道是人工装车。2019年10月1日8时12分34三、巷道施工工艺1、人工装车（1）人工装车时，应先检查工作地点支架和顶板，应在安全条件下装车，不准在空顶下作业。（2）两人同时装车时，动作应协调，车后准站人。（3）大块矸石（煤）不准用铁铲装，以防滑落伤人，应用手搬入车内，但应防止碰手，并事先检查矸石完整性，防止搬运中断裂伤人。过大的矸石应用大锤砸碎后再装车。（４）注意装满车，但四周不得走出车沿，煤、矸、物料应分别装车。2019年10月1日8时12分35三、巷道施工工艺（５）在下山装车时，人不准站在矿车正下方，装完车后应进入躲避硐或其他安全地点。在上山装车时，使用导向轮拉车的工作面，导向轮必须固定牢靠。在倾斜井巷装车时，必须防止矸石、物料和支架歪倒。2019年10月1日8时12分36三、巷道施工工艺２、机械装车（１）使用机械装车时，操作人员必须是经过专门培训，并持证上岗的专职司机，严格按照使用机械的操