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第一部分安全技术基础知识第七章掘进生产技术鄂尔多斯煤炭技工学校主讲：孙艳第一节掘进机概述•掘进机定义：•就是用来与综采工作面配套使用的，是一种能够同时完成破落煤岩、•装载与转载运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。•掘进机与钻眼爆破和机械装载的传统方法相比，具有以下显著优点：•(l)连续掘进，工序没有间断性,掘进速度快。(10m/day.200m/month)•(2)巷道的围岩不受破坏,断面规整，能够保证巷道的稳定性。•(3)没有爆破震动、烟雾，改善了作业环境，减少岩石冒落及瓦斯突出的危险，有利于安全生产和通风管理。•(4)，减少了巷道的超控量和支护作业的充填量，减少不必要的工程量。•(5)改善了劳动条件，减轻了工人的体力劳动。•近年来，随着大功率电牵引采煤机在矿山的发展与应用，使回采工作面的推进速度大大加快。为实现呆掘平衡，要求巷道的掘进速度必须相应地跟上，这就必须提高掘进机械化程度。•图7-2综合掘进机械化工作面的设备布置•l-掘进机；2-桥式转载机；3-吸尘软风筒；•4-可伸缩胶带输送机段机尾部5-湿式除尘器；•6-胶带输送机；7--钢轨；8-压人式软风筒掘进机1工作时，为了适应桥式转载机2与可伸缩胶带输送机搭接长度的要求，可伸缩胶带输送机的外段机尾部4的长度必须能延长12～15m，以保证转载与运输的连续性，减少可伸缩胶带输送机拉伸胶带的次数，缩短辅助工时，加快掘进速度。第二节综掘机正常截割工艺•综掘机按截割头布置方式分为横轴式与纵轴式两种。根据不同的•地质条件选用不同的综掘机，根据不同的综掘机选择不同的截割工艺。•一、综掘工作面截割头能伸缩截割工艺•（一）综掘机按截割头布置方式分类与各自的区别•综掘机按截割头布置方式分为横轴式与纵轴式两种，•(1)横轴式综掘机的截割头旋转轴线垂直于悬臂轴线，因此是横向切割•(2)纵轴式综掘机的截割头旋转轴线与悬臂轴线重合，因此是纵向切割。•（三）综掘机截割质量般要求综掘机截割质量的要求可归纳为“两低”。四够”“一规整”。“两低”：截割功率低，截齿消耗低。“四够”：按作业规程规定的断面尺寸、规格质量，一次截割要够高、够宽、够深、够远，以利支护。“一规整”：截割出来的巷道断面，周边轮廓规整，既满足支护要求又不超掘。（四）纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法如下：1．清扫场地2．截割柱窝3．横向掏槽4．迂回截割接近顶板时，截割头要离开顶板100-300mm，防止截割头破坏顶板。•废（四）纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法•纵轴式截割头能伸缩的综掘机截割操作方法如下：•1．清扫场地•综掘机启动后收回截割头，将铲板放至底板，然后移动综掘机至工作面，用截割头清扫工作面迎头及两帮浮煤。•2．截割柱窝•(1)综掘机放下后支撑座至适当高度，以增加截割深度。•(2)将截割头对着工作面左下角，逐渐伸出截割头截割柱窝，如图7-4所示。•(3)待截割头完全伸出，听到溢流阀动作声音时缩回截割头，将截割下来的煤岩用截割头运到铲板附近，装运出去。•(4)提起后支撑座，将机器向前移动到完全缩回的截割头触及底板为止。•(5)再一次放下后支撑座，伸出截割头，加深截割柱窝深度约200mm。•(6)再一次缩回截割头，提起后支撑座，向前移动机器到截割头触及底板。•(7)第三次放下后支撑座。•这样两次前进操作的目的，是为了使截割头全部切入煤壁，提高工作效率。•3．横向掏槽•将深入柱窝的截割头紧贴底板向右移动，进行横向掏棺，如图7—5(a)所示。横向截割时，截割头必须处于缩回的位置。•4．迂回截割•截割头达到右帮后，向上挑一定的距离，进行迂回截割，如图7-4纵轴式截割头截割柱窝•(a)平视图；(b)俯视图•图7-5(b)所示。这个距离称为跨距，跨距大小根据煤岩软硬而定，跨距越大机器截割效率越高，但应以机器不过载、不出大块为准。最后以巷道中线为准，用截割头按图7-5(b)所示的虚线将工作两帮、顶和底板进行一次清理，然后再继续第二次循环截割。二、综掘工作面截割头不能伸缩截割工艺•截割头不能伸缩的综掘机，一般都采用横轴式的截割头.因此，综掘机必须在前移过程中能够完成进刀任务，并且每次进刀前，不需要稳定综掘机，特别在截割硬煤、矸时，稳定性能好。所以在截割头不能伸缩、截割半煤岩中一般都采用横轴式截割头不能伸缩的综掘机。（一）纵轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法（二）横轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法•废二、综掘工作面截割头不能伸缩截割工艺•截割头不能伸缩的综掘机，一般都采用横轴式的截割头.因此，综掘机必须在前移过程中能够完成进刀任务，并且每次进刀前，不需要稳定综掘机，特别在截割硬煤、矸时，稳定性能好。所以在截割头不能伸缩、截割半煤岩中一般都采用横轴式截割头不能伸缩的•综掘机。•（一）纵轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法这类综掘机（如EBJ-75型）的截割头不能伸缩，依靠行走机构进行钻进，在中等或中等以上硬度煤岩的工作面，宜先在工作面中心底部开槽，如图7-6所示，以保证综掘机的稳定。对中等以下硬度的全煤工作面不受此限。•这类综掘机在行走钻进时应抬起后支撑，达到钻进深度后再放下后支撑，进行左右横向截割。钻进深度称为截深，应根据岩层软硬程度而定，即硬浅软深。为了提高截割效率，一般截深不宜小于截割头的长度。跨距的大小，以煤能落下、不出大块为宜。•图7-6综掘机中间开槽•废（二）横轴式截割头不能伸缩的综掘机的一般截割操作方法•这类综掘机（如AM-50型）的截割头不能伸缩，依靠行走机构进行钻进。其一般截割操作方法是：•1.开槽钻进•截割头首次横向截割之前，必须先在工作面开槽钻进，在开槽钻进过程中，依靠行走履带向前移动。对中等以上硬度的岩石，应先在工作面的中心开始钴进，以保证综掘机的稳定。由于截割头受中间传动箱空间的限制，在钻进过程中，截割头必须左右摆动，直到需要的钻进深度，如图7-7所示。•2．横向截割•当达到槽窝的深度后，关闭行走电动机，放下后支撑装置，使综掘机后部略微抬高，以便综掘机在截割中有较好的稳定性，然后横向迂回截割，直至完成整个断面的截割工作。•平煤巷进尺）三、掘锚机施工工艺•（一）截割操作程序•（二）支护方式•（三）装岩方式（一）截割操作程序1、向前行走，掘锚机进入工作位置。截割开始前，放下尾部液压稳定架。2、抬起前探梁，抬起截割臂，截割臂将停在设定的顶板位置。3、掏槽：自顶板下200-300mm处进刀掏槽。4、向下截割：自上而下截割，截割头达到设定的底板位置时，停止向下截割。（一）截割操作程序5、截割臂退回：平整和清理底板。6、停机，重新启动，选择打锚杆模式，打安锚杆。7、选择行走：当打锚杆工作完成，按下OK按钮并且放下顶板液压支撑架。8、向前行走：确定前铲板已放下并且副板已打开清理底板。进入新的工作位置。（二）支护方式1、临时支护：使用MB670掘锚机自配的液压支撑顶棚做临时支护。迎头割煤后由掘锚机司机将液压支撑顶棚升起，然后依次铺设钢带、钢筋网至迎头，看好中线，找好扭距，缓慢上升使顶棚接实顶板。2、永久支护：采用锚网带加锚索作为永久支护，采用锚索加强支护，锚索布置在巷道两排钢带之间的顶板处，使用MB670掘锚机机载液压钻机打设，按照由外向里、先顶后帮的顺序进行，每打完一个锚杆眼及时安装锚杆。（二）支护方式3、MB670掘锚机自配的临时支护顶棚距工作面端头的最大空顶距为2.3米，最小空顶距为1.3米，永久支护的最小空顶距为2.3米，最大空顶距为3.3米。循环进尺为1.0米。4、帮部锚杆拖后同一排顶板锚杆200-300mm。（二）支护方式5、顶板锚杆钻锚工序：(1)定W形钢带位置，放到液压前探梁顶棚上，定准锚杆眼位，眼深。用长度2600mm的钻杆一次钻到设计要求。(2)开眼时，钻进速度要放慢，钻机推力减小。(3)开眼后给水，增加钻机推力，加大钻进速度。(4)钻眼后将锚固剂和锚杆插入孔内，锚杆外端放入螺母和托盘；(5)推动进给/锚杆手柄，将锚杆推进孔内，旋转时间不低于30秒，锚杆安装和预紧完毕；(6)使用放大器，拧紧锚杆螺帽，拧紧力矩达到400N.m；(7)调整钻机，打设其他顶板锚杆。（二）支护方式6、帮部锚杆钻锚工序：(1)定准眼位，按由上向下的顺序逐个施工锚杆眼。(2)安好钻杆，确定好钻孔位置，钻机支撑架顶到侧帮。(3)开始推进悬转钻杆，打完一根钻杆后，增加第二根钻杆，需增加至三根钻杆。(4)安装锚杆后，重复上述过程，完成其它帮部锚杆。（三）装岩方式利用掘锚机的铲板和副板及卡爪扒矸，利用掘锚机一运溜子和二运皮带出矸。四.运输后配套方式（一）皮带运输（二）皮带运输•迎头扒装机或综掘机二运皮带后部直接搭接运输皮带，运输皮带直接与采区运输系统搭接，形成一个连续的运输系统。优点是能实现连续运输，适应炮掘巷道和综掘巷道排矸，而且运输能力大，效率高。目前掘进巷道排矸皮带主要采用DSJ100/63/2*125型和DSJ80/40/2*55型皮带及18.5KW电动滚筒皮带。岩石分类有效地破岩和合理地支护井巷，就必须在研究岩石和岩体的物理力学性质的基础上对岩石进行工程分级，并以此为依据合理地选择破岩和井巷支护的方法。岩石工程分级方法较多。我国煤矿常用的是按岩石坚固性对岩石进行分级，即普氏分级法。普氏提出一个表示岩石坚固性的综合指标—岩石的坚固性系数，即普氏系数ƒ，以此来表示岩石破坏的相对易难程度。ƒ值在数值上等于岩石单向抗压强度Rc(MPa)的10%，即：ƒ=Rc/10为了简化，我国煤炭系统按岩石坚固程度性将煤岩分为：岩石的工程分级Ⅰ、相当软的岩石，ƒ=1.5，如：碎石土，破碎的页岩，结块的卵石和碎石，坚硬的煤，硬化的黏粘土。Ⅱ、中硬岩石，ƒ=2~3,如：软页岩与软的石灰岩，冻土，无烟煤，普通的泥灰岩，破碎的砂岩，胶结的卵石砂砾、掺石土以及各种不坚硬的页岩，致密的泥灰岩。Ⅲ、相当硬的岩石，ƒ=4~6,如：硬质黏土页岩，不坚硬的砂岩和石灰岩，软的砾石砂质页岩，片状砂岩，普通砂岩，铁矿石。Ⅳ、硬岩石，ƒ=8~10,如：坚硬的石灰岩，不硬的花岗岩，硬的砂岩，硬大理石，黄铁砂，白云岩，紧密的花岗岩，花岗岩岩石，很硬的砂岩和石灰岩，石英质矿脉，硬的砾岩，很硬的铁矿石。Ⅴ、很硬岩石，ƒ=12~14，介于Ⅳ~Ⅵ之间的岩石Ⅵ、坚硬岩石，ƒ=15~20，如：很硬的花岗岩，石英斑岩，硅质页岩，最硬的砂岩和石灰岩，很硬、很致密与韧性最大的石英岩与玄武岩，及其他特坚硬的岩石。巷道支护巷道被开凿后，为维护有效空间，防止围岩变形、塌陷，必须对巷道进行有效支护。巷道支护分为巷道临时支护和巷道永久支护2种。巷道临时支护常见的种类有锚喷支护、锚杆支护、金属拱形支护、金属拱形无腿支护、前探梁支护等。巷道永久支护的服务年限长，一般不可能回收重复利用。根据支护的特点，一般将永久支护分为喷锚支护、架棚支护和砌喧支护向下种。2、支架支护巷道冒顶事故的原因与防治###支架支护巷道冒顶事故的原因支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型三类。(1)压垮型冒顶因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大、压垮了支架、从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。(2)漏垮型冒顶因无支护巷道或支护失效(非压坏)巷道顶部存在游离岩块、这砦岩块在重力作用下冒落、造成事故的发生。(3)推垮型冒顶因巷道顶帮破碎岩石、在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力、如果这部分巷道支架的稳定性不够、可能被推倒而发生冒顶。支架支护巷道冒顶事故的预防措施(1)可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中、并尽量避免采动的影响；(2)巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力；(3)巷道支架所能承受的变形量、应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应；(4)尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时、尽可能采用有初撑力的支架；支架施工时要严格按工序质量要求进行、并特别注意顶与帮的背严背实问题、杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；(5)凡因支护失效而空顶的地点、重新支护时应先护顶、再施工；(6)巷道替换支架时、必须先支新支架