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2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井目录讲课提纲导入掘进技术与工艺掘进测控技术回采技术与工艺2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井一、导入1、煤矿开采的历史与沿革我国主体能源——煤炭世界三代能源时期第一代生物能源：远古时代学会用火.第二代煤炭能源：从18世纪产业革命以来，煤炭逐渐成为主要能源，1920年煤炭在世界能源结构中占到87%；第三代石油能源：20世纪中叶，煤炭降至27%,而石油和天然气增至63%；我国能源处于第二代---煤炭能源.2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井明煤产北碎煤产南折氏西域记：屈茨（新疆库车）北二百里有山，夜则火光，昼则但烟，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十国用。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井煤的发现与利用发现和利用煤的历史较早。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井《山海经》称煤为石涅•石涅•黑石脂的别名。《山海经·西山经》：“西南三百里曰女牀之山，其阳多赤铜，其阴多石涅。”•发现和利用煤的历史较早。中国《山海经》称煤为石涅，并载有产地。《天工开物》记述了煤矿开采的通风排气、顶板支护等情况；有“明煤产北，碎煤产南”的记述。希腊学者泰奥弗拉斯托斯在《石史》(约前300年)中载有煤的性质和产地。18世纪后，蒸汽机的广泛应用对煤的需求量大增，促使采煤工业迅速发展，对煤的研究也大力加强。约在1870年揭示煤是从植物转变而来，证明了煤的有机成因说。19世纪末～20世纪初，对煤系地层、构造和煤的成因、性质的研究，使煤地质学飞速发展，从矿床学和采矿学中独立出来。30年代以后，随着有关学科的迅速发展，煤地质学也得到比较全面、系统的发展，形成煤岩学、煤化学等分支学科。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井•《山海经》是先秦古籍，是一部富于神话传说的最古老的地理书。它主要记述古代地理、物产、神话、巫术、宗教等，也包括古史、医药、民俗、民族等方面的内容。除此之外，《山海经》还以流水帐方式记载了一些奇怪的事件，对这些事件至今仍然存在较大的争论。•共有18卷，《山经》5卷，《海经》8卷•全书共31000字2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井《天工开物》•《天工开物》初刊于1637年（明崇祯十年）。《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，是中国古代一部综合性的科学技术著作，有人也称它是一部百科全书式的著作，作者是明朝科学家宋应星。•《天工开物》对中国古代的各项技术进行了系统地总结，构成了一个完整的科学技术体系。收录了农业、手工业、工业――诸如机械、砖瓦、陶瓷、硫磺、烛、纸、兵器、火药、纺织、染色、制盐、采煤、榨油等生产技术。尤其是机械，更是有详细的记述。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井2、煤矿开采的支护技术发展•木支护技术：解放前-----1980年的木支护开采技术•金属摩擦支护的开采技术（1980—1990年）•单体液压支柱支护技术的开采方式（1990—1995年）•高档普采机械化开采技术（1995—2000年）•综采支护技术开采方式（2000—至今）。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井木支护技术金属摩擦支护技术单体液压支护技术综采液压支护技术煤矿开采的支护技术进步历程2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井3、开采技术•（1）、煤的开采技术•技术：技术：[Technology;Art;Skill;Technique]在劳动生产方面的经验、知识和技巧,也泛指其他操作方面的技巧。工艺工艺英文名称：technology定义：使各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程。工艺（Craft）是劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工或处理，最终使之成为制成品的方法与过程。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井（2）、新技术•新：•刚有的，刚经验到的；初始的，没有用过的，与“旧”、“老”相对：～生。～鲜。～奇。～贵。～绿。～星。～秀。～闻。～陈代谢。•性质改变得更好，与“旧”相对：改过自～。推陈出～。•不久以前，刚才：～近。新技术（新工艺）：新近使用的、在原有技术之上的、目前普遍应用的技术方法（或工作流程）称之为新技术。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井•现代化矿井有效支撑载体----新技术、新工艺•孙疃矿概情.mpg•孙疃现代化矿井的一角新面貌---图示照片2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井二、掘进技术与工艺•掘进技术与工艺：•指矿井开采时所进行准备的巷道施工技术方法与施工顺序流程的总称。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井EBZ160TY型掘进机外形图2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井综掘机构造图悬臂式掘进机的主要结构1.截割机构2.装载机构3.运输机构4.机架及回转台5.行走机构6.液压系统7.电气系统8.供水系统9.操作台2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井•在岩体中，采用一定的手段把部分岩石破碎下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作，叫巷道掘进。•分类：钻爆法掘进工艺（炮掘）和综合掘进施工工艺。•本次重点：综合掘进施工工艺。巷道掘进的工序2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井先观察迎头顶板是否安全、瓦斯是否正常综掘工艺过程主要工序图1接通综掘机电源、检查各操作手把、喷雾照明等2综掘机开进施工迎头3按照由下向上的顺序横向截割4截割完成后退出掘进机5清理综掘机上的浮煤6关闭电源78打锚杆或架棚支护9重复以上循环过程综掘工艺过程的主要工序2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井截割机构•截割机构•截割机构主要由截割头、悬臂、截割减速器、截割电机组成，部分悬臂式掘进机截割部还设有叉形架，用来保护截割电机。截割机构工作时，截割电机通过减速器驱动截割头旋转，利用装在截割头上的截齿破碎煤岩。截割头纵向推进力由行走机构（或伸缩油缸）提供。截割机构铰接于回转台上，并借助于安装在截割部和回转台之间的升降油缸和安装于回转台与机架之间的两个回转油缸，实现整个截割机构的升、降和回转运动，由此截割出任意形状的断面。•按照破碎岩石的方式不同，悬臂式掘进机截割机构可分为横轴式和纵轴式两类。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井综掘成套设备施工方法•迎头采用全硬岩综掘成套设备进行破岩、运矸、装矸。使用EBZ318H型综掘机破岩，配合SZD1000/15G转载带式输送机运矸、P-60B型耙矸机装矸。支护打眼采用7665型风锤配φ22mm的六棱中空钢钎和φ32mm柱齿型钻头或MQT-130/2.8J锚杆钻机配B19钻杆和φ28mm金刚石复合片钻头。锚杆安装机安装锚杆，所有锚杆采用风动扳手紧固，并用扭矩扳手测试保证其扭矩不小于300N·m。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井机掘截割•①、切割路线示意图（见下页）•掘进机型号及截割方式EBZ318型掘进机，铣削式切割开窝位置巷道断面底中部一次截割深度300～400㎜切割路线示意图（锚锚支护）2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井切割路线示意图（锚锚支护)掘进机型号及截割方:EBZ318型掘进机，铣削式切割一次截割深度:300～400㎜开窝位置:巷道断面底中部2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井掘进机操作顺序流程•启动油泵电机、打开喷雾装置，开动第一运输机与铲板部，将截割部处于水平和机器中心位置，启动截割电机，开动履带行走机构，让机器慢速推进，使截割头逐渐插入岩体，插入深度300～400mm。推动截割部回转油缸操作手把，使截割部向左向右横扫，再推动升降油缸，使截割部向上向下截割。利用截割头上下、左右移动截割，可截割出初步断面形状，如此截割断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别，可进行二次修整，以达到断面尺寸要求。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井岩巷掘进综掘机布置断面图巷道中心线530050601201201004900底板水平15008080水沟中心线9501m腰线北翼轨道大巷掘进机布置断面图(锚锚)26502000390050022283300电缆操作台截割头履带铲板20002800R4006006001501502012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井北翼轨道大巷综掘全套设备布置平面图2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井掘进机截割头施工工艺•掘进机通过其截割头完成对岩体的截割和破碎，截割头首先在断面内挖掘一个窝槽（即截割头插入岩体中先进行扩窝），窝槽深度以半个截割头为宜。窝槽开掘工作完成后，关闭行走电机，让装载臂与刮板机工作，运走割下的岩石。截割头沿断面宽度水平摆动开掘槽，截割头移动到位后，使其升高一个距离，接着驱动截割头水平摆动，多次重复以上动作，直到完成整个断面的工作。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井截割保证措施•一般情况，当截割硬度较小（f＜6）的岩石时，采用左右循环向上的截割方法。当截割岩石硬度不同时，先选择较软的岩石进行钻进，然后采用由下而上左右截割的方法；当截割岩石硬度大（6＜f≤10）且为同种岩石时，应将截割部处于水平和机器中心位置进行钻进，可根据岩石硬度和节理发育情况决定钻进深度，但最大一次钻进深度以不超过220mm为宜，然后截割头扩窝后再继续进行钻进。切割时截割头最大参与切割长度以不超过700mm为宜。但不管采用哪种方法要尽可能地按照图-1所示截割。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井迎头截割岩石示意图良好良好良好2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井530050601201204900底板水平15008080除尘器、矸石仓（皮带机）、巷道位置关系图245023989402100除尘器矸石仓配套风筒除尘器R300R300注：1.图中尺寸只显示该设备或设施的最大轮廓尺寸；在最大尺寸下能满足要求，则必能在实际尺寸下满足要求；2.皮带机断面轮廓线在矸石仓轮廓线以内，图中选用矸石仓代替皮带机，若尺寸可满足要求，则皮带机必定也能满足要求。1000主道中心线1000161060032001610400400R4002012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井较软岩层截割工艺要求•遇到岩层整体较软时，可采用经济切割法，即先从底部割，然后一层一层向上割。遇到岩层软硬不均时，可先截割较软岩石，再截割较硬岩石；顶板较差时，可从上往下依次截割；顶板较好时，可从下往上依次截割。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井三、掘进测控技术•掘进巷道中线控制技术应用•掘进巷道拨门管理技术应用•掘进巷道腰线控制技术应用2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井巷道掘进中线控制技术•巷道掘进施工技术•1、中心线、腰线在掘进巷道中作用•中心线是巷道掘进方向的基准线。一般巷道中心线标注在巷道顶板或支架上。•腰线是指示巷道坡度的基准线，一般标注在巷道侧帮或支架上，一般距离巷道底板或永久轨道面以上1米为准。•使用激光定向仪时，一般安装在距离工作面100米以外，围岩较好、巷道顶板上的中心线位置，然后将定向仪对中调平，光束中心在工作面岩壁上形成一强亮光点，即为中心位置。根据中心线的高度可确定腰线位置。•2、使用和延设巷道的中心线•中心线的使用和延设最简单、方便的办法为拉线法。如图所示，在原中线的1点上系线绳，拉到工作面4点上，同时在原中线2、3点上挂垂线，在4点移动线绳，使所拉线绳与2、3点挂垂线相切，此时，4点即为巷道中心线位置。2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井拉线法延设中心线剖面图施工迎头2134拉线法延设巷道的中心线图2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井巷道拨门中腰线控制施工技术•巷道拨门中腰线控制施工技术•巷道拨门中线控制技术•已知确定要素：•（1）、巷道拨门方位角ß;•（2）、巷道拨门点;其位置要求：一般设置三点，且三点呈线；同时，进行校线，进行校验。校线时，进行反方向校核，减少误差，提高精度。•(3)、设计放大平面图。包括平、剖面图以及点位的要求。•（4）、施工方法：第一，仪器法；第二，罗盘法。•（5）、中线控制技术2012年8月1日淮北矿业集团孙疃矿井中线控制技术•中线控制技术•（a）、瞄线法：即用矿灯按照前方原中线方向照射前方，眼睛紧跟原中心方向进行瞄线校核的方法，该方法较为简单，操