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矿山建设工程§10煤巷、半煤岩巷Copyright@2005《矿山建设工程》2一、运输大巷布置原则的变化和设计模式的变化§10.1概述单纯追求巷道工程量少多开煤巷、少开岩巷二、煤巷的施工特点1、岩煤巷掘进的巷道、半煤岩巷道受到沼气、煤尘爆炸的威胁；2、地质构造的影响较大；3、机械掘进、合理选择支护；4、通风工作的重要性。煤巷：沿煤层掘进的巷道,如果在掘进断面中煤层占4/5及4/5以上者则称为煤巷。Copyright@2005《矿山建设工程》3我国大型煤矿矿井开拓布署大致经历两个阶段：第一阶段为50年代采用的煤层开拓部署，由于受当时理论局限性制约，很难控制采动压力，从而使巷道维护十分困难，严重影响矿井的安全生产。第二阶段为60~80年代，大型煤矿大都采用岩巷的开拓方式，为矿井的安全生产创造了良好的条件。但该方式具有矿井基建投资大，岩巷工程量大及建设周期长的缺陷。1990年改革开拓布置的淮北会议，提出采取上下山要布置在煤层中，有条件的运输大巷也要布置在煤层中的技术发展方向。潞安矿务局常村煤矿、兖州矿务局的济宁2号井和三号井的运输大巷均布置在煤层中。目前我国煤巷及半煤岩巷的比重占井巷工程量的76%以上。Copyright@2005《矿山建设工程》4济宁二号煤矿设计年产400万t，服务年限67.5年，矿井采用全煤巷布置，立井多水平开拓方式，通风方式为中央并列式。矿井第一水平共有7条大巷，北翼4条，2条进风、2条回风，为便于运输、排水，其中有1条轨道进风巷布置在3下煤层底板岩石中，其余均布置在煤层中。南翼3条大巷，1条进风，2条回风，均布置在煤层中。济宁二号井煤巷开拓介绍Copyright@2005《矿山建设工程》5(1)-555水平大巷支护方式为两种。一种为直墙半圆拱型，巷道净断面17.3~18.3m2，采用锚网喷支护；另一种为直墙三心拱，净断面积16.6m2，采用29U型钢支架支护，棚后背金属背板，铁砂窗，充填C20喷射混凝土，主要用于南、北翼皮带回风大巷。大巷两侧分别留设120、110m护巷煤柱，大巷间留设35m煤柱。(2)四采下山、三采下山：服务年限5.4~6.5年，支护方式除四采皮带下山使用29U型钢支架支护，其余均为直墙半圆拱形断面，锚网喷支护，净断面积为13~15.1m2。下山间留设40m护巷煤柱，外两侧留设50m保安煤柱。Copyright@2005《矿山建设工程》6(3)顺槽：净断面积为11.4~12m2，支护方式有梯形金属棚和锚网梁两种。随技术进步和施工设备配套，现锚网梁已成功应用于实体煤中顺槽、沿空送巷顺槽、综放(采)工作面切眼。至1999年底锚网梁文护巷道已达12000m，最大控顶跨度达13.45m。Copyright@2005《矿山建设工程》7三、煤巷的掘进方法1、钻爆法；硬煤中应用2、煤巷掘进机掘进；硬煤中3、风镐掘进；软煤,高沼气4、水力掘进；水采矿井中,水枪破煤,煤层,急斜§10.1概述Copyright@2005《矿山建设工程》8一、钻眼爆破法掘进煤巷(一)钻眼爆破方法1、钻眼机具：MZ-12型煤电钻，SMZ-12A型煤电钻.2、炮眼布置方法：扇形,半楔形,复式（掏槽）3、雷管、炸药：毫秒延期电雷管，延期时间130ms，煤矿安全炸药。4、爆破方法：保边爆破——周边眼与顶帮轮廓保持一定距离，防止超挖§10.2煤巷掘进Copyright@2005《矿山建设工程》9§10.2煤巷施工二、煤巷掘进机掘进煤巷1、掘进机的发展简史1938年，前苏联研制型煤巷掘进机；1949年，前苏联研制型煤巷掘进机；1956年，前苏联改制型奠定了现代煤巷掘进机基础；1960年，英国改进前苏联型基础上研制生产MK-2A型，RH型。奥地利引进匈牙利F6的基础上，生产出AM-50,AM-65,AM-75系列机。日本引进苏联、英国掘进机的基础上生产出S-50,S-100,S-150型。1962年，中国研制掘进机，80年代引进苏联型掘进机的基础上改造生产出ELMA,EM-3型掘进机。1976---1979年,我国从英、日、奥、苏、美、德、匈七国引进九个机型。Copyright@2005《矿山建设工程》10掘进机法掘进可分为两类：1、采用综合机械化掘进机组成的综掘生产线国产综掘设备的代表机组有S100、AM50、ELMB55型等，2000年我国创水平的16个综掘队均采用这三种型号机组，并创造了年平均进尺8508m，最高达到15342m的好成绩。2、采用连续式采煤机组成的采掘生产线主要是引进国外的连续采煤机，90年代引进的10余台连续采煤机在神华东区、黄陵以及兖州矿区的矿井达到了良好的发挥，其中在神华东区的9个创水平掘进队的年平均进尺达到了13799m，最高达到22324m。Copyright@2005《矿山建设工程》112.综掘设备悬臂式横轴式纵轴式Copyright@2005《矿山建设工程》12Copyright@2005《矿山建设工程》13EBZ160JM掘锚机Copyright@2005《矿山建设工程》14§10.2煤巷施工(一)主要配套方案1、煤巷掘进机---可伸缩双向胶带输送机机械化作业线2、煤巷掘进机---刮板输送机机械化作业线3、煤巷掘进机---吊挂式胶带输送转载机---矿车电机车机械化作业线4、煤巷掘进机---梭式矿车(或仓式列车)机械化作业线3.煤巷综合掘进机械化作业线Copyright@2005《矿山建设工程》15Copyright@2005《矿山建设工程》16(二)综合掘进机械化作业线的后配套设备1、伸缩式胶带输送机2、单轨吊3、湿式除尘风机4、掘进机的支护配套设备1－控制室；2－驱动车；3－紧急制动车；4－电源车；5－物料车；6－悬挂轨道；7－悬挂装置；8－照明灯防爆特殊型蓄电池单轨吊车运输系统Copyright@2005《矿山建设工程》174.连续式采煤机组成的采掘生产线将掘进与采煤统一。在长壁工作面两侧各布置3～4条巷道，用连续采煤机进行房柱式开采，结束后再进行长壁工作面开采。Copyright@2005《矿山建设工程》18工作机构装运机构转载机构行走机构Copyright@2005《矿山建设工程》19Copyright@2005《矿山建设工程》20山西晋煤集团寺河矿井连采设备工序设备名称型号生产能力割煤连续采煤机12CM27-10B17～32t/min运煤梭车PM2110C44.15t;7km/h破碎给料破碎机BF-14B-54-64C1000t/h运输胶带运输机DSP-1080/1000800t/h支护双臂锚杆机CHDDR-AC0～11m/min清煤铲车ST-315S6000kg,10km/hCopyright@2005《矿山建设工程》21三、其它破煤方法(一)水力破煤：水掘水运(开滦吕家坨矿)，煤破落煤低压水运，EMS-75型水采掘进机破煤水运方式。(二)风镐破煤；应用条件，施工方法。四、煤巷支护木支护--支架--矿用工字钢梯形支架--U型钢拱形支架--锚杆支护--锚梁(锚网)--锚索Copyright@2005《矿山建设工程》22§10.3半煤岩巷道施工半煤岩巷道：在巷道掘进断面上既有煤又有岩层，当岩层占掘进工作面面积的1/5--1/5时(不包括1/5--4/5)即称为半煤岩巷道。一、半煤岩巷道采石位置的选择(一)挑顶掘进(二)卧底掘进(三)挑顶兼卧底掘进二、半煤岩巷道的施工(一)机掘(二)炮掘1、炮眼布置特点:掏槽位置和方式2、施工工艺:打眼工具和动力Copyright@2005《矿山建设工程》23三、施工组织特点(一)煤岩分掘分运§10.3半煤岩巷道施工(二)煤岩不分，全断面一次掘进Copyright@2005《矿山建设工程》24§11斜井斜井：有通达地面的倾斜巷道。一、井田开拓方式二、斜井开拓的优点三、斜开拓的实例四、斜井施工速度比较主斜井、副斜井、斜风井、排水斜井、注砂斜井Copyright@2005《矿山建设工程》25§11.1斜井的结构一、斜井井口结构(一)斜井井颈结构井颈：接近地面出口,井壁需要加厚的一段井筒,由筒壁和壁座组成。井颈要深入到基岩内5m以上，并且有防渗措施,井颈段支护要露出地表以上直到井口标高，井口标高要高出当地最高洪水位1m以上。1、金属防火门；(主、副斜井必须设置)2、安全出口；(副斜井设置)3、暖风道；(主,副斜井必须设置)4、通风道；(斜风井设置)5、井楼，走廊和井口棚（箕斗、胶带和串车提升斜井）Copyright@2005《矿山建设工程》26§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》27(二)斜井井口布置1、胶带输送机斜井井口布置：胶带走廊---选煤厂---装车仓2、箕斗斜井井口布置：设卸载架---井口受煤仓---地面转运设备或轨道3、串车斜井井口布置：设井口棚和井口车场(主、副斜井均可)4、斜风井井口布置：风硐，防爆门，安全出口，人行道及风门Copyright@2005《矿山建设工程》28(三)串车斜井平车场线路结构§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》29Copyright@2005《矿山建设工程》30Copyright@2005《矿山建设工程》31Copyright@2005《矿山建设工程》32(四)串车斜井甩车场线路结构§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》33§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》34§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》35二、斜井井身结构(一)斜井井筒的断面形状及其布置1、串车斜井井筒断面布置方式2、箕斗斜井井筒断面布置方式3、胶带输送机斜井井筒断面布置方式§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》36§11.1斜井的结构Copyright@2005《矿山建设工程》37Copyright@2005《矿山建设工程》381、轨道和道床(1)轨道：轻轨15，18，24；重轨33，38，43，52；(2)轨枕：混凝土轨枕，木轨枕(3)道渣：Φ35~Φ50(4)整体道床；混凝土、防滑问题2、水沟形式和坡度横向斜水沟约30~50m一道，坚硬底板，Φ5m3/h,水沟不砌(二)斜井井筒装备与设施3、管路、电缆4、人行道、台阶、扶手（宽度要求）5、躲避硐30m左右设一躲避硐Copyright@2005《矿山建设工程》39Copyright@2005《矿山建设工程》40三、斜井井底结构(一)箕斗、胶带机斜井井底结构Copyright@2005《矿山建设工程》41三、斜井井底结构(二)串车斜井井底结构1、串车斜井井筒与井底车场连接形式平车场、甩车场、吊桥(1)平车场用于不再延深的最终水平a.井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变平后通过顶板绕道与大巷轨道相连。井筒倾角较大时采用b.井筒与运输大巷均开在煤层中，轨道变坡进入底板岩层中后再转向煤层大巷与大巷轨道相连。井筒倾角较小时采用c.井筒沿煤层底板开凿，变平后直接进入运输大巷。井筒距大巷较远时采用d.井筒沿煤层底板开凿，变平后两侧与大巷相连，一侧为重车线,另一侧为空车线。运输量较大时采用Copyright@2005《矿山建设工程》42三、斜井井底结构Copyright@2005《矿山建设工程》43三、斜井井底结构Copyright@2005《矿山建设工程》44三、斜井井底结构(2)甩车场特点是斜井井筒内的轨道线路，从井筒的旁侧引出线路，然后再过渡到井底车场巷道内的轨道线路上，即用于间接过渡。用于多水平开拓或需延深的斜井。Copyright@2005《矿山建设工程》45三、斜井井底结构Copyright@2005《矿山建设工程》46（3）吊桥斜井井筒内的轨道线路沿着斜井井筒的延深方向，经过能起吊和下放的吊桥过渡到井底车场内的轨道线路上。吊桥属于平车场的一种特殊形式。与平车场不同之点就是克服了平车场不便延深的缺点，其功能与甩车场相仿，但工程量较小。吊桥适用于多水平开拓的斜井。我国金属矿山采用较多，煤矿还很少采用。Copyright@2005《矿