井巷掘進(jìn)與支護(hù)

1、LOGO井巷工程井巷工程采礦教研室采礦教研室電話：電話：Company Logo第四章第四章井巷掘進(jìn)與支護(hù)井巷掘進(jìn)與支護(hù) 井巷掘進(jìn)是煤礦一項(xiàng)非常重要的工作，是礦井建井巷掘進(jìn)是煤礦一項(xiàng)非常重要的工作，是礦井建設(shè)和正常生產(chǎn)的基本保證。礦井巷道類型較多，既設(shè)和正常生產(chǎn)的基本保證。礦井巷道類型較多，既有水平巷道，又有傾斜和垂直巷道有水平巷道，又有傾斜和垂直巷道, ,施工工藝多樣施工工藝多樣與復(fù)雜。井巷掘進(jìn)工藝包括破巖、裝巖、運(yùn)巖和支與復(fù)雜。井巷掘進(jìn)工藝包括破巖、裝巖、運(yùn)巖和支護(hù)等。本章重點(diǎn)介紹巖石性質(zhì)、鉆眼爆破與巷道斷護(hù)等。本章重點(diǎn)介紹巖石性質(zhì)、鉆眼爆破與巷道斷面確定，各類巷道施工的工藝。面確定，各類

2、巷道施工的工藝。破巖破巖裝巖裝巖運(yùn)巖運(yùn)巖支護(hù)支護(hù)Company Logo第一節(jié)第一節(jié) 巖石的性質(zhì)與分級(jí)巖石的性質(zhì)與分級(jí)一、巖石性質(zhì)一、巖石性質(zhì)巖石的物理特性巖石的物理特性: :容重、密度、硬度、碎容重、密度、硬度、碎脹性和耐風(fēng)化侵蝕等。脹性和耐風(fēng)化侵蝕等。巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì): :指巖石對(duì)壓、拉、彎、指巖石對(duì)壓、拉、彎、剪等外力的抵抗能力。剪等外力的抵抗能力。 二、巖石分級(jí)二、巖石分級(jí) 一般用一般用“堅(jiān)固性系數(shù)堅(jiān)固性系數(shù)f”,f”,表示巖石破壞的表示巖石破壞的難易程度難易程度，包括巖石的上，包括巖石的上 述物理力學(xué)性質(zhì)特征。述物理力學(xué)性質(zhì)特征。10cRf 巖石強(qiáng)度分級(jí)法（普氏巖石分級(jí)法

3、）巖石強(qiáng)度分級(jí)法（普氏巖石分級(jí)法） Company Logo巖石強(qiáng)度分級(jí)表巖石強(qiáng)度分級(jí)表等級(jí)等級(jí)堅(jiān)硬度堅(jiān)硬度 巖巖 石石 性性 質(zhì)質(zhì)堅(jiān)固性堅(jiān)固性系數(shù)（系數(shù)（f f）最堅(jiān)硬巖石最堅(jiān)硬致密而富韌性的石英巖，玄武巖和其它特堅(jiān)硬的巖石20極堅(jiān)硬巖石極堅(jiān)硬的花崗質(zhì)巖石，石英班巖，極堅(jiān)固的花崗巖，砂質(zhì)板巖。最堅(jiān)硬的砂巖和石灰?guī)r，極硬的鐵礦石15堅(jiān)硬巖石致密的花崗巖類，極堅(jiān)硬的砂巖和石灰?guī)r，石英質(zhì)礦脈，堅(jiān)硬的礫巖，堅(jiān)硬的鐵礦石10a堅(jiān)硬的石灰?guī)r，不太堅(jiān)硬的花崗巖，硬質(zhì)砂巖，硬質(zhì)大理巖，白云巖，黃鐵礦8相當(dāng)堅(jiān)硬巖石普通砂巖，中等堅(jiān)硬的鐵礦石6a砂質(zhì)頁(yè)巖，層狀砂巖5中等堅(jiān)硬巖石堅(jiān)硬的粘土質(zhì)頁(yè)巖，不堅(jiān)硬的砂巖和石

4、灰?guī)r，軟的礫巖4a各種不堅(jiān)硬的頁(yè)巖，致密的泥灰?guī)r3相當(dāng)軟巖石軟頁(yè)巖，很軟的石灰?guī)r，巖鹽，石膏。普通泥灰?guī)r，凍土。無(wú)煙煤，碎裂的砂巖。碎石，石化的土壤2a混有碎石的土壤，碎裂的頁(yè)巖，堆放的碎礫石，堅(jiān)硬的煤，固結(jié)的粘土1.5軟 巖密實(shí)粘土，軟煤，堅(jiān)硬沖積土1.0a微砂質(zhì)粘土，黃土，細(xì)礫石0.8土質(zhì)頁(yè)巖腐植土，泥炭，微砂質(zhì)粘土，濕砂0.6松軟巖石砂巖屑 ，細(xì)礫 松土，采下的煤0.5流砂狀巖石流砂，沼澤土，飽含水黃土飽含水土壤0.3Company Logo第二節(jié)鉆眼爆破與巷道斷面形狀第二節(jié)鉆眼爆破與巷道斷面形狀一、鉆眼爆破工作一、鉆眼爆破工作 鉆眼爆破就是在要采掘的礦體中用鉆眼工鉆眼爆破就是在要采掘的

5、礦體中用鉆眼工具具鉆鑿炮眼鉆鑿炮眼，其深度一般，其深度一般3 34m4m，直徑，直徑353575mm75mm。然后在炮眼中。然后在炮眼中放置炸藥放置炸藥，炮眼口與炸藥，炮眼口與炸藥之間的一段距離充填不燃的惰性物質(zhì)，稱為之間的一段距離充填不燃的惰性物質(zhì)，稱為炮炮泥泥。炸藥在炮眼內(nèi)被爆炸后，炸藥在密閉的炮。炸藥在炮眼內(nèi)被爆炸后，炸藥在密閉的炮眼內(nèi)急劇分解而產(chǎn)生大量眼內(nèi)急劇分解而產(chǎn)生大量高溫膨脹氣體與沖擊高溫膨脹氣體與沖擊波波，使眼壁產(chǎn)生了極大的壓力，其結(jié)果使巖石，使眼壁產(chǎn)生了極大的壓力，其結(jié)果使巖石從其整體中分裂下來(lái)，并從其整體中分裂下來(lái)，并破碎破碎成便于裝運(yùn)的塊成便于裝運(yùn)的塊度。度。Compan

6、y Logo11221.1.鉆眼機(jī)具鉆眼機(jī)具v按按破巖機(jī)理破巖機(jī)理來(lái)分，有來(lái)分，有沖擊式、旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式、旋轉(zhuǎn)式兩種。兩種。 (1).(1).沖擊式鑿巖機(jī)沖擊式鑿巖機(jī) 目前我國(guó)煤礦中使用的沖擊式鑿巖機(jī)主要是氣動(dòng)式目前我國(guó)煤礦中使用的沖擊式鑿巖機(jī)主要是氣動(dòng)式 釬子在撞擊力的作用下，釬刃（鉆頭）沖擊巖石，釬子在撞擊力的作用下，釬刃（鉆頭）沖擊巖石，在巖石上鑿出一深度不大的溝，即在巖石上鑿出一深度不大的溝，即破碎溝破碎溝1 11 1所示所示隨后釬子轉(zhuǎn)一定的角度，再?zèng)_擊第二次，隨后釬子轉(zhuǎn)一定的角度，再?zèng)_擊第二次， 在巖石上又形成第二個(gè)在巖石上又形成第二個(gè)破碎溝破碎溝2 22 2所示，所示， 與此同時(shí)兩溝

7、之間留下的與此同時(shí)兩溝之間留下的扇形面積扇形面積 巖石也被擠碎了。這樣連續(xù)式?jīng)_擊巖石也被擠碎了。這樣連續(xù)式?jīng)_擊 轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸在巖石上打出圓形的炮眼。轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸在巖石上打出圓形的炮眼。氣腿鑿巖機(jī)氣腿鑿巖機(jī)Company Logo1151098764321（2 2）旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)）旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī) 旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是利用釬子的旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是利用釬子的旋轉(zhuǎn)作用力旋轉(zhuǎn)作用力帶動(dòng)鉆帶動(dòng)鉆頭來(lái)切削破碎眼底巖石的鉆眼機(jī)械。這種鉆機(jī)所頭來(lái)切削破碎眼底巖石的鉆眼機(jī)械。這種鉆機(jī)所用的動(dòng)力是用的動(dòng)力是電力電力，所以通常稱它為，所以通常稱它為電鉆電鉆。根據(jù)鉆。根據(jù)鉆眼的對(duì)象不同，可分為煤電鉆和巖石電鉆兩種。眼的對(duì)象不同，可分為煤電鉆和巖

8、石電鉆兩種。 煤電鉆煤電鉆: : 巖石電鉆巖石電鉆Company Logo二、機(jī)械化掘進(jìn)二、機(jī)械化掘進(jìn)v 巖石平巷聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)由巖石平巷聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)由工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)（刀盤）、（刀盤）、排巖排巖機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)和和操作機(jī)構(gòu)操作機(jī)構(gòu)四個(gè)主要部分組成。四個(gè)主要部分組成。 v 聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)提高了掘進(jìn)機(jī)械化水平，配合運(yùn)輸機(jī)聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)提高了掘進(jìn)機(jī)械化水平，配合運(yùn)輸機(jī)械，實(shí)現(xiàn)破巖、裝巖與運(yùn)巖的機(jī)械化。械，實(shí)現(xiàn)破巖、裝巖與運(yùn)巖的機(jī)械化。 Company Logo三、巷道斷面形狀與支護(hù)方法三、巷道斷面形狀與支護(hù)方法 1.1.巷道斷面形狀選擇巷道斷面形狀選擇 Company Logo2.2.巷道斷面尺寸確定

9、巷道斷面尺寸確定 巷道斷面尺寸既要滿足安全生產(chǎn)要求，又要巷道斷面尺寸既要滿足安全生產(chǎn)要求，又要盡量減少掘進(jìn)工作量，最后利用通過(guò)該巷道的盡量減少掘進(jìn)工作量，最后利用通過(guò)該巷道的風(fēng)量進(jìn)行校核。風(fēng)量進(jìn)行校核。Company Logo 3. 3.軌道布置與風(fēng)速驗(yàn)算軌道布置與風(fēng)速驗(yàn)算 軌道布置軌道布置 ：巷道軌道由鋼軌、軌枕和道碴三部分巷道軌道由鋼軌、軌枕和道碴三部分組成組成 風(fēng)速驗(yàn)算風(fēng)速驗(yàn)算 ：因巷道中風(fēng)速過(guò)大會(huì)揚(yáng)起粉塵，影響因巷道中風(fēng)速過(guò)大會(huì)揚(yáng)起粉塵，影響工人健康和安全等，故煤礦安全規(guī)程規(guī)定了不同用途工人健康和安全等，故煤礦安全規(guī)程規(guī)定了不同用途巷道允許的最高、最小風(fēng)速。巷道允許的最高、最小風(fēng)速。

10、允SQCompany Logo第三節(jié)第三節(jié) 水平及傾斜巷道的掘進(jìn)與支護(hù)水平及傾斜巷道的掘進(jìn)與支護(hù)一、一、破巖破巖二、二、巖石的裝載巖石的裝載三、巷道支護(hù)三、巷道支護(hù)Company Logo一、破巖一、破巖v1 1工作面炮眼布置工作面炮眼布置 掘進(jìn)工作面的炮眼，按其用途和位置可分為掘進(jìn)工作面的炮眼，按其用途和位置可分為掏槽孔、輔助孔和周邊孔三類。其起爆順序掏槽孔、輔助孔和周邊孔三類。其起爆順序依次為掏槽孔、輔助孔和周邊孔。依次為掏槽孔、輔助孔和周邊孔。 （1 1）掏槽掏槽孔：孔：炮孔布置的核心是選擇掏槽孔炮孔布置的核心是選擇掏槽孔的形式，它是決定爆破效果的關(guān)鍵。的形式，它是決定爆破效果的關(guān)鍵。（

11、2 2）輔助孔：）輔助孔：大量崩落巖石，繼續(xù)擴(kuò)大掏槽大量崩落巖石，繼續(xù)擴(kuò)大掏槽（3 3）周邊孔：）周邊孔：爆落巷道周邊巖石，形成巷道爆落巷道周邊巖石，形成巷道設(shè)計(jì)輪廓設(shè)計(jì)輪廓Company Logo 2 2爆破參數(shù)的確定爆破參數(shù)的確定 炮孔的直徑：炮孔的直徑：炮孔的直徑是由鉆頭確定的。采用氣炮孔的直徑是由鉆頭確定的。采用氣腿式鑿巖機(jī)時(shí)，炮孔直徑一般腿式鑿巖機(jī)時(shí)，炮孔直徑一般383843mm43mm。采用鉆車。采用鉆車配置液壓鑿巖機(jī)或?qū)к壥酵饣剞D(zhuǎn)鑿巖時(shí)，炮孔直徑配置液壓鑿巖機(jī)或?qū)к壥酵饣剞D(zhuǎn)鑿巖時(shí)，炮孔直徑為為454550mm50mm。 炮孔深度炮孔深度：工作面至炮孔底的垂直距離稱為炮孔深工作面至

12、炮孔底的垂直距離稱為炮孔深度。合理的炮孔深度應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)工藝、設(shè)備及巷道度。合理的炮孔深度應(yīng)根據(jù)掘進(jìn)工藝、設(shè)備及巷道斷面大小來(lái)確定。煤礦小斷面巷道采用氣腿式鑿巖斷面大小來(lái)確定。煤礦小斷面巷道采用氣腿式鑿巖機(jī)時(shí)孔深一般為機(jī)時(shí)孔深一般為150015002500mm2500mm。 炸藥消耗量：炸藥消耗量：炸藥消耗量的確定與巷道斷面、巖石炸藥消耗量的確定與巷道斷面、巖石性質(zhì)、炮孔直徑和深度等因素直接有關(guān)。炸藥消耗性質(zhì)、炮孔直徑和深度等因素直接有關(guān)。炸藥消耗量可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或按國(guó)家頒發(fā)的量可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或按國(guó)家頒發(fā)的礦山井巷礦山井巷工程預(yù)算定額工程預(yù)算定額選取。選取。Company Logo 3

13、3、起爆器材、起爆器材 在正常情況下，炸藥不會(huì)自行爆炸，只有在一定的外能在正常情況下，炸藥不會(huì)自行爆炸，只有在一定的外能作用下，才能引起爆炸。引爆炸藥的器材有雷管、發(fā)爆器等。作用下，才能引起爆炸。引爆炸藥的器材有雷管、發(fā)爆器等。（1 1）雷管）雷管瞬發(fā)電雷管瞬發(fā)電雷管秒延期電雷管秒延期電雷管：可延期可延期l l10s10s內(nèi)才能爆炸的雷管，內(nèi)才能爆炸的雷管，毫秒延期電雷管毫秒延期電雷管：可延期：可延期252000ms252000ms爆炸的電雷管，爆炸的電雷管，（2 2）炸藥）炸藥 炸藥是一種固體或液體的化合物或混合物。炸藥是一種固體或液體的化合物或混合物。 煤礦使用煤礦使用的硝銨炸藥主要成分是

14、硝酸銨、梯恩梯等。的硝銨炸藥主要成分是硝酸銨、梯恩梯等。（3 3）發(fā)爆器）發(fā)爆器( (放炮器放炮器) )煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程規(guī)定井下爆破必須使用發(fā)炮器放炮。目前規(guī)定井下爆破必須使用發(fā)炮器放炮。目前煤礦廣泛使用晶體管電容式發(fā)爆器，它利用電容在瞬間放出所煤礦廣泛使用晶體管電容式發(fā)爆器，它利用電容在瞬間放出所貯存的電能，使爆破網(wǎng)路在貯存的電能，使爆破網(wǎng)路在3 36ms6ms內(nèi)獲得大的脈沖電流而引爆內(nèi)獲得大的脈沖電流而引爆電雷管。電雷管。Company Logo二、巖石的裝載二、巖石的裝載 1.1.裝巖工作裝巖工作 裝巖是巷道掘進(jìn)中比較繁重的工作，一般情況下，裝巖是巷道掘進(jìn)中比較繁重的工作，一般情

15、況下，裝巖時(shí)間約占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的裝巖時(shí)間約占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的353550%50%，個(gè)別情況甚，個(gè)別情況甚至達(dá)到至達(dá)到75%75%。因此，提高裝巖機(jī)械化水平及其生產(chǎn)率。因此，提高裝巖機(jī)械化水平及其生產(chǎn)率是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的主要措施。是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的主要措施。Company Logo2.2.巖石裝載設(shè)備巖石裝載設(shè)備鏟斗裝巖機(jī)鏟斗裝巖機(jī)Company Logo2.2.巖石裝載設(shè)備巖石裝載設(shè)備耙斗裝巖機(jī)耙斗裝巖機(jī)Company Logo80215634v三、巷道支護(hù)三、巷道支護(hù) 為了保持巷道的穩(wěn)定性，防止圍巖跨落或?yàn)榱吮３窒锏赖姆€(wěn)定性，防止圍巖跨落或過(guò)大變形，巷道掘進(jìn)后，一般都要進(jìn)行支護(hù)。過(guò)大變形，巷道掘進(jìn)

16、后，一般都要進(jìn)行支護(hù)。1 1、木支架與金屬支架支護(hù)、木支架與金屬支架支護(hù)（1 1）木支架）木支架 巷道中常用的木支架是梯形與矩形棚子，它是由一根頂巷道中常用的木支架是梯形與矩形棚子，它是由一根頂梁、兩根棚腿以及背板、木楔等組成。梁、兩根棚腿以及背板、木楔等組成。Company Logo（2 2）金屬支架）金屬支架 梯形金屬支架梯形金屬支架 拱形金屬支架支護(hù)拱形金屬支架支護(hù)木 墊 板80aba,b7341000325114175181602500120100 200 100123456r1200R1600Company Logo2 2、石材支護(hù)、石材支護(hù)v石材支護(hù)由拱、墻和基礎(chǔ)構(gòu)成，石材支護(hù)由拱

17、、墻和基礎(chǔ)構(gòu)成， 534126500285016202503730Company Logo3 3、錨桿支護(hù)、錨桿支護(hù)v 錨桿支護(hù)就是在巷道掘進(jìn)后向圍巖中鉆眼，錨桿支護(hù)就是在巷道掘進(jìn)后向圍巖中鉆眼，然后將錨桿安設(shè)在錨桿眼內(nèi)，對(duì)巷道圍巖進(jìn)行人然后將錨桿安設(shè)在錨桿眼內(nèi)，對(duì)巷道圍巖進(jìn)行人工加固，提高圍巖的強(qiáng)度工加固，提高圍巖的強(qiáng)度 。3154150402514002000222150150123180415040525151400230017016165123Company Logo4 4、錨索支護(hù)、錨索支護(hù) 錨索長(zhǎng)度一般是錨桿長(zhǎng)度的錨索長(zhǎng)度一般是錨桿長(zhǎng)度的3 35 5倍甚至更大。倍甚至更大。它除具有普通錨桿的原理外，與普通錨桿不同之處它除具有普通錨桿的原理外，與普通錨桿不同之處是把部分圍巖壓力傳遞至深部穩(wěn)定巖層，對(duì)巷道圍是把部分圍巖壓力傳遞至深部穩(wěn)定巖層，對(duì)巷道圍巖產(chǎn)生強(qiáng)力懸吊作用。巖產(chǎn)生強(qiáng)力懸吊作用。 Company Logo5 5、 噴射混凝土支護(hù)噴射混凝土支護(hù)v 噴射混凝土支護(hù)是將一定配合比的水泥、砂、碎噴射混凝土支護(hù)是將一定配合比的水泥、砂、碎石和速凝劑攪拌料通過(guò)混凝土噴射機(jī)，以壓縮空氣為石和速凝劑攪拌料通過(guò)混凝土