煤矿巷道施工技术(第二章)掘进、支护设备及工程材料

CompanyLOGO巷道施工技术与快速掘进CompanyLogo目录一、引言、巷道地压及其特点－４二、掘进、支护设备；工程材料－２三、巷道断面设计－２四、巷道掘进－８五、巷道支护－８七、硐室施工、快速掘进录像及复习－２六、采区巷道和煤仓施工－２CompanyLogo第二章掘进、支护设备及工程材料一、掘进机械、支护设备二、常用工程材料CompanyLogo第一节掘进、支护设备煤矿巷道施工技术的内容。掘进工艺：钻爆破岩掘进、悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚联合机组、全断面掘进机。支护工艺：木支护、砌碹支护、金属支架、混凝土支架、锚杆、锚喷支护、液压支架支护。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo一、钻爆破岩掘进机械岩巷钻眼机械气动凿岩机电动、内燃凿岩机液压凿岩机液压掘进钻车煤巷钻眼机械煤电钻、风钻。钻眼工具配件钎头钎杆第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo第二章掘进、支护设备及工程材料冲击破岩原理破岩原理凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩原理(钻孔形成过程)如图2—1所示。钎刃在冲击力F的作用下凿入岩石，凿出深度为^的沟槽工一工，然后将钎子转动一角度口，再次冲击，此时不但凿出沟槽Ⅱ一Ⅱ，而且两条沟槽之间的岩石，也被冲击时产生的水平力H剪切掉。为使钎刃始终作用在新的岩面上，必须及时排除岩石碎屑。冲击、转杆、排粉，往复循环地持续进行，便可凿出圆形炮眼。CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容气动凿岩机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容电动凿岩机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容内燃凿岩机CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容液压凿岩机点击图片查看凿岩机工作演示CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容煤矿用全液压掘进钻车CompanyLogo气动与液压凿岩机的对比第二章掘进、支护设备及工程材料全液压机组的施工效果对比。对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组施工准备1)传统风钻(含机身)管线(风、水、油)繁杂，钻孔前后耗工耗时量大，且随洞深的增加就位及撤离不便。2)一般准备时间在1小时左右。1)采用整机设计，结构紧凑，同时机上配有轨轮移动方便，受洞深长度影响小。2)准备时间在20分钟左右。耗电量105~150kwh36~37kwh净钻孔时间1)最长7小时05分2)最少4.0小时3)一般5.0~5.5小时1)最长4小时20分2)最少1小时25分3)一般2.0~2.5小时CompanyLogo气动与液压凿岩机的对比第二章掘进、支护设备及工程材料全液压机组的施工效果对比。对比项目传统风钻YYTZ26C—5全液压机组进尺1)最高月进尺(1月份)125米2)最高日进尺5.5米1)最高月进尺(5月份)203米2)最高日进尺8.8米劳动卫生监测1)工作面水雾大，可见度低，距掌子面4~5米内看不见物体2)噪声高，距掌子面6~7米内无法以交谈1)工作面清晰，肉眼未见雾气及粉尘，噪声明显较少风钻低2)经验测，结果如下:粉尘：0.26mg/m3噪声：瞬时A声级(LP)88.2~90.1dB(A)CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容煤巷施工钻眼机械－煤电钻CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容配件－钎头CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容硬化钨类硬质合金片主要性能成分(％)主要性能合金牌号碳化钨钴抗压强度MPa洛氏硬度HRA抗弯强度MPa热导率W／(m-K)适用条件YG--694689.513.760.7硬煤及较软岩石YG--6C9469113.2软和较软岩石YG一892852.98914.759软和较软岩石YG一8C9288817.2中硬岩石YG--II8911478816.767中硬、中上等坚硬岩石YG--IIC89118919.6坚固岩石YG--1585168919.670.3最坚固岩石CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容配件－钎杆CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容配件－麻花钻杆CompanyLogo钻爆破岩掘进机械的选择１、类型选择２、钻机主要参数３、配件主要参数第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo引言-巷道施工技术的内容二、悬臂式掘进机CompanyLogo掘进机的选型一、掘进机分类１．根据经济截割岩石硬度的不同分类（１）煤巷掘进机：经济截割岩石硬度f≤５；（２）半煤岩掘进机：经济截割岩石硬度6≤f≤8；（３）岩巷掘进机：经济截割岩石硬度f≥9。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo２．根据适用巷道断面大小的不同分类（１）小断面掘进机：适用巷道断面＜7m2；（２）中断面掘进机：适用巷道断面7～20m２；（３）大断面掘进机：适用巷道断面＞20m2。３．根据整机重量的不同分类（1）轻型掘进机：整机质量＜20t；（２）中型掘进机：整机质量20～60t;（３）重型掘进机：整机质量＞60t。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo４．根据工作机构的运动形式不同分类可分为纵轴式和横轴式、摆动式和摇臂式。５．根据截割机构的不同分类可分为截链式、截盘式、滚筒式和钻削式。６．根据破碎原理的不同分类可分为截割式、冲击镐式、滚压式和高压水射流式。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo7.根据传动方式的不同分类（１）机械传动掘进机：除液压缸外全部采用机械传动；（２）液压传动掘进机：除截割机械外全部采用液压传动。8.根据行走机构的不同分类可分为轮轨式、液压迈步式、履带行走式和掩护盾式（甲虫式）。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo由于悬臂式掘进机同时破碎的断面所需的功率小，因而其体积小，重量轻，拆装、运输及维护都比较方便；机动灵活，可以掘进不同大小、不同形状的巷道断面，可以破落f≤10的各种不同硬度的岩石，适应性强；设备投资少，运行成本低，尤其是履带行走滚筒截割液压传动的悬臂式掘进机体现得更突出，因此得到了迅速的发展和广泛的应用，在世界范围广泛应用于煤矿、石膏矿、岩盐矿等非金属矿山和公路、铁路、地铁和水利等各种工程隧道涵洞的掘进。全世界应用量在8000台左右。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo目前广泛应用的截割滚筒式悬臂式掘进机，由于其采用截齿截割破碎原理，破碎比能耗大，截割过程不可避免地产生摩擦磨损，摩擦产生的火花和热量使齿尖温度可高达1000℃以上，一方面对存在可燃烧性气体的工作环境造成安全隐患，另一方面对齿尖材料的热硬性要求很高，这就从根本上限制了其可截割岩石硬度的进一步提高。就目前的技术发展水平而言，部分断面掘进机适合应用在岩石硬度≤10,岩石研磨系数≤0.2、巷道坡度≤18。（掩护盾式掘进机可≤30。）的各类地下工程巷道及涵洞的掘进。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo综合掘进机械化工作面，除由掘进机、转载机和运输设备完成落、装、转、运作业外，还需要配置辅助运输设备，以便运输支护材料和其他器材；为了创造一个良好的作业环境，需要设置通风和除尘设备，还需要配备相应的供电和控制设备；为了实现安全生．产，需要安设瓦斯断电仪等必要的安全装置。因此，根据综掘工作面的地质条件和掘进工艺，对配套的单机进行合理选择并组成综掘机械化成套设备不仅十分必要，而且还可以为取得良好的技术、经济效益创造有利条件。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo为了提高综掘机械化成套设备的可靠性，保证配套单机的最佳工况和协调工作，设备配套应遵循以下原则：（1）配套单机的主要技术特征和参数必须满足掘进巷道的地质条件及巷道掘进工艺的要求。（2）综掘机械化成套设备的综合生产能力，应以掘进机的生产能力为主要依据（掘进机的掘进速度经常受支护和转运设备的影响而不能连续工作），其他配套设备（桥式皮带转载机、可伸缩带式输送机）的生产能力应稍高于掘进机的生产能力，过高或偏低都会影响整套设备的协调工作。(3)选择掘进机时，应把满足巷道断面和所截割煤岩硬度的要求作为主要依据。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo支护设备木支护－砌碹支护－金属支架－混凝土支架－锚杆、锚喷支护－锚杆钻机、喷浆机液压支架支护－第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo锚杆钻机第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo锚杆安装机（车）第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo锚杆安装机（车）第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo掘进机支护系统第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo锚杆钻机喷浆机第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo一、水泥第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo一、水泥水泥是人工制造的一种水硬性胶凝材料。工程上主要用它来胶结散粒状材料，使之成为具有一定强度的整体，如用来制作混凝土、水泥砂浆、喷射混凝土等。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo(一)硅酸盐水泥1．水泥的定义国家标准GBl75—1999规定：硅酸盐水泥：凡是以硅酸盐水泥熟料，(O～5)％的石灰石或粒化高炉矿渣加入适当的石膏，磨细成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo硅酸盐水泥可分为两种类型：I型硅酸盐水泥，是不掺混合材料的水泥，其代号为P．I。Ⅱ型硅酸盐水泥，是在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5％的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的水泥，其代号为P．Ⅱ。普通硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料、6％～15％的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)，代号P．0。。第二章掘进、支护设备及工程材料CompanyLogo2．水泥强度水泥强度是水泥性能的重要指标，同时也是工程上选用水泥的主要依据。水泥强度检验标准(GB／T17671—1