巷道掘進基本知識課件

1、第一節(jié) 巷道掘進概述 一、 巷道分類 （一） 按巷道的空間特征和用途分類 按巷道的空間特征和用途可分為垂直、水平和傾斜巷道3類。第1頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 一、 巷道分類第1第一節(jié) 巷道掘進概述1.垂直巷道（1） 立井，是指有出口直接通到地面的巷道叫做立井，又叫做豎井，如圖6-1所示中的1。第2頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述1.垂直巷道第2頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述立井是進入煤體的一種方式。立井按用途分，有位于井田中央擔(dān)負(fù)提煤任務(wù)的主立井；有擔(dān)負(fù)全礦人員、材料、設(shè)備等輔助提升任務(wù)的副立井；還有用來擔(dān)負(fù)礦井通風(fēng)的風(fēng)井。第3頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述立井是進入煤體的

2、一種方式。立井按用途分，第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 暗立井，是指沒有出口直接通到地面的垂直巷道，通常裝有提升設(shè)備，如圖6-1所示中的4。暗立井一般用來連接上、下兩個水平，擔(dān)負(fù)由下水平向上水平的任務(wù)。暗立井也分為主暗立井和副暗立井。 （3） 溜井，是指用來從上部向下部溜放煤炭的垂直巷道，如圖6-1所示中的5。第4頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 暗立井，是指沒有出第一節(jié) 巷道掘進概述 2.水平巷道 （1） 平硐，指有出口直接通到地面的水平巷道，是進入煤體的方式之一，如圖6-1所示中的3。平硐按所擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同有主平硐、副平硐之分。第5頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 2.水平巷道第

3、5頁/共18第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 平巷，是指沒有出口直接通到地面,沿巖層走向開掘的水平巷道。開在巖石中的平巷叫做巖石平巷，開在煤層中的平巷叫做煤層平巷。按用途分，平巷有運輸平巷、行人平巷、進風(fēng)或回風(fēng)平巷等。按服務(wù)范圍分，平巷有階段（水平）平巷、分段平巷和區(qū)段平巷等。第6頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 平巷，是指沒有出口第一節(jié) 巷道掘進概述 （3） 石門，是指沒有出口直接通到地面，與巖層走向垂直或斜交的水平巖石巷道，如圖6-1所示中的6。按用途分，石門有運輸石門、進風(fēng)石門、回風(fēng)石門等。按服務(wù)范圍分，石門有階段石門、采區(qū)石門等。 （4） 煤門，是指與煤層走向垂直或斜交的煤層平巷

4、。煤門長度取決于煤層厚度和傾角，一般地，只有在厚煤層中才掘煤門。第7頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （3） 石門，是指沒有出口第一節(jié) 巷道掘進概述 3.傾斜巷道 （1） 斜井，是指有出口直接能到地面的傾斜巷道，也是進入煤體的方式之一，如圖6-1所示中的2。按用途分，斜井有主斜井、副斜井和回風(fēng)井。按所在巖層層位分，斜井有巖石斜井和煤層斜井。按空間特征分，斜井有順層斜井、穿層斜井、反斜井和偽斜井。第8頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 3.傾斜巷道第8頁/共18第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 暗斜井，是指沒有出口直接通到地面，用來聯(lián)系上、下兩個水平并擔(dān)負(fù)提升任務(wù)的斜巷。暗斜井也有主暗斜井和副暗斜

5、井之分。 （3） 上山，是指沒有出口直接通到地面，位于開采水平之上，連接階段運輸平巷和回風(fēng)平巷的傾斜巷道。按用途分，上山可分為運煤的運輸上山和運送材料、設(shè)備的軌道上山。按服務(wù)范圍分，上山又可分為階段上山和采區(qū)上山。第9頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 暗斜井，是指沒第一節(jié) 巷道掘進概述 （4） 下山，是指位于開采水平以下，作用與上山相同。 此外，斜巷還有行人斜巷、聯(lián)絡(luò)斜巷、溜煤斜巷、溜煤眼、管子道等。 （二） 按巷道服務(wù)范圍及其用途分類 根據(jù)巷道服務(wù)范圍及其用途，礦井巷道又可分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道3類。第10頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （4） 下山，是指位第一節(jié) 巷

6、道掘進概述 1.開拓巷道 為全礦井或一個開采水平服務(wù)的巷道屬于開拓巷道。 例如，主、副井和風(fēng)井、井底車場、主要石門、階段運輸和回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)和采區(qū)運輸石門等井巷，以及掘進這些巷道的輔助巷道都屬于開拓巷道。第11頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 1.開拓巷道第11頁第一節(jié) 巷道掘進概述 2.準(zhǔn)備巷道 為采區(qū)、一個以上區(qū)段或分段服務(wù)的運輸、通風(fēng)巷道稱為準(zhǔn)備巷道。屬于這類巷道的有：采區(qū)上（下）山、區(qū)段集中巷、區(qū)段石門、采區(qū)車場等。 第12頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 2.準(zhǔn)備巷道第12頁第一節(jié) 巷道掘進概述 3.回采巷道 形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道稱為回采巷道。屬于這類巷道的有：采煤

7、工作面的開切眼、區(qū)段運輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷。第13頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 3.回采巷道第13頁/共1第一節(jié) 巷道掘進概述 開拓巷道的作用在于形成新的或擴展原有的階段或開采水平，為構(gòu)成礦井完整的生產(chǎn)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。準(zhǔn)備巷道的作用在于準(zhǔn)備新的采區(qū)，以便構(gòu)成采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)?；夭上锏赖淖饔迷谟谇懈畛鲂碌牟擅汗ぷ髅娌⑦M行生產(chǎn)。第14頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 開拓巷道的作用在于第一節(jié) 巷道掘進概述 二、 圍巖 圍巖是巷道四周圍繞的巖石，對破巖和支護工作有著直接的影響。 1.煤礦常見的巖石 在煤礦生產(chǎn)中與煤層有關(guān)的常見巖石有3大類。第15頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 二、 圍巖第1

8、5頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （1） 碎屑類巖石。碎屑類巖石由砂子和碎石膠結(jié)而成。這類巖石主要有：礫巖，由圓卵石膠結(jié)而成；角礫巖，由帶棱角的碎石膠結(jié)而成，其組成碎石粒徑在2 mm以上；砂巖，由砂子膠結(jié)而成。砂巖由于其組成的砂子粒徑大小不同可分為不同的砂巖。砂子粒徑在0.52 mm的砂巖第16頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （1） 碎屑類巖石。第一節(jié) 巷道掘進概述 稱為粗砂巖；砂子粒徑在0.250.5 mm的稱為中砂巖；砂子粒徑在0.10.25 mm的稱為細(xì)砂巖； 砂子粒徑在0.010.1 mm的稱為粉砂巖。組成砂巖的砂子粒徑越小，巖石越堅硬。砂巖一般為煤層的老頂或老底。當(dāng)砂巖中含有一定量的泥土

9、或煤時就稱為泥質(zhì)砂巖或碳質(zhì)砂巖。第17頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 稱為粗砂巖；砂子粒徑在0第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 黏土類巖石。黏土類巖石由黏土壓成，這類巖石主要有2類：頁巖和泥巖。頁巖有層理，泥巖無層理；頁巖和泥巖中含有砂子時就稱為砂質(zhì)頁巖或砂質(zhì)泥巖，含有煤時就稱為碳質(zhì)頁巖或碳質(zhì)泥巖。這類巖石一般是煤層的偽頂或直接頂；煤中的夾矸一般是碳質(zhì)頁巖或碳質(zhì)泥巖。第18頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 黏土類巖石。黏第一節(jié) 巷道掘進概述 （3） 化學(xué)生物類巖石?；瘜W(xué)生物類巖石是通過生物化學(xué)作用或生物生活過程中的某種物質(zhì)沉積而成。這類巖石含有動、植物化石，主要代表性巖石有石灰?guī)r、鋁

10、土巖。當(dāng)石灰?guī)r中含泥量為50%以上時稱為泥灰?guī)r。石灰?guī)r易被水溶解，能形成較大的溶洞。當(dāng)溶洞達(dá)到一定的范圍塌陷第19頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （3） 化學(xué)生物類巖石第一節(jié) 巷道掘進概述 會形成巖溶陷落柱，這就是煤系地層中的一種地質(zhì)構(gòu)造。鋁土巖具有吸水膨脹的性質(zhì)，當(dāng)掘進巷道工作面遇到這類巖層時易發(fā)生底鼓或巷道嚴(yán)重變形，給安全生產(chǎn)造成很大麻煩。第20頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 會形成巖溶陷落柱，這就是煤系地層中的第一節(jié) 巷道掘進概述 2.巖石的堅固性 由俄羅斯學(xué)者于1926年提出的巖石堅固性系數(shù)（又稱普氏系數(shù)）,至今仍在礦山開采業(yè)和勘探掘進中得到廣泛采用。巖石的堅固性反映的是巖石在

11、幾種變形方式的組合作用下抵抗破壞的能力。巖石的堅固性用下式表示： 第21頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 2.巖石的堅固性第2第一節(jié) 巷道掘進概述f=R/100 式中 f巖石的堅固性系數(shù)； R巖石的單向抗壓強度。 3.巖石的工程分級 按所得f值大小，將巖石劃分為15類。為了使用方便，我國煤炭系統(tǒng)把巖石的工程分級進行了簡化，如表6-1所示。第22頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述f=R/100第22頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述第23頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述第23頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 4.圍巖的分類 根據(jù)圍巖的穩(wěn)定程度，將圍巖分為以下5類： （1） 穩(wěn)定巖層。完整堅

12、硬、不易風(fēng)化，巖層層間膠結(jié)好、無軟弱夾層，長期不支護無碎塊掉落，如完整的玄武巖等。 第24頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 4.圍巖的分類第24頁/第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 穩(wěn)定較好的巖層。完整比較堅硬，層間膠結(jié)好，裂隙面閉合，無泥質(zhì)充填物，長時間不支護會有小塊掉落，如膠結(jié)好的砂巖、礫巖等。 （3） 中等穩(wěn)定巖層。完整中硬，層狀巖層以堅硬為主，夾有少數(shù)軟巖層，能維持一個月的穩(wěn)定，如砂質(zhì)頁巖等。第25頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 穩(wěn)定較好的巖層。第一節(jié) 巷道掘進概述 （4） 穩(wěn)定性較差的巖層。較軟的完整巖層、中硬的層狀巖層、中硬的塊狀巖層等，穩(wěn)定僅能維持幾天，如頁巖、泥巖等。

13、 （5） 不穩(wěn)定巖層。易風(fēng)化潮解剝落的松軟巖層，各類破碎巖層，很易冒頂、隨掘隨冒，如碳質(zhì)頁巖、煤等。第26頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 第26頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 5.圍巖地質(zhì)構(gòu)造對巷道掘進的影響 地質(zhì)構(gòu)造都有空隙或軟弱夾層，對掘進的影響很大，甚至?xí)斐梢恍┦鹿实陌l(fā)生，在掘進施工時要特別注意以下安全問題： （1） 防止冒頂事故。地質(zhì)構(gòu)造條件下圍巖破碎，極容易發(fā)生冒頂，要及時采取有效的預(yù)防措施。第27頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 5.圍巖地質(zhì)構(gòu)造對巷道掘第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 防止瓦斯異常涌出。構(gòu)造的空隙中容易貯藏或通過有害氣體，在掘進中遇到構(gòu)造時要注意防止瓦斯和

14、有害氣體異常涌出。 （3） 防止礦井水異常涌出。構(gòu)造空隙也能貯藏或通過礦井水，所以在掘進中遇到構(gòu)造時一定要采取措施防止礦井水涌出，當(dāng)遇到構(gòu)造和含水層或巖溶陷落柱連通且水補給充分時，特別要注意其危險性。第28頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 防止瓦斯異常涌出第一節(jié) 巷道掘進概述 （4） 防止煤炭自燃火災(zāi)事故發(fā)生。由于構(gòu)造空隙易造成漏風(fēng)，會加快煤的氧化與自燃，在封閉采空區(qū)時，若發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造時一定要防止構(gòu)造漏風(fēng)，避免由此引發(fā)的火災(zāi)事故。第29頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （4） 防止煤炭自燃火災(zāi)第一節(jié) 巷道掘進概述 三、 巷道斷面及其布置 （一） 巷道斷面的形狀 在煤礦井下的巷道斷面形

15、狀有梯形、直墻拱形（如半圓拱、三心拱、圓弧拱）和矩形，此外還有一些比較少見的其他形狀，如圖6-2所示。第30頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 三、 巷道斷面及其布置第第一節(jié) 巷道掘進概述第31頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述第31頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述梯形和拱形斷面是煤礦井下巷道常采用的斷面形狀，因為這兩個形狀在一般地壓作用下都是穩(wěn)定的，并且掘進、支護也比較簡單，容易施工。隨著機械化掘進大量推廣與使用，大型設(shè)備要求巷道斷面大，因此煤巷矩形斷面形狀得到廣泛采用。第32頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述梯形和拱形斷面是煤礦井下巷道常采用的斷面第一節(jié) 巷道掘進概述 （二） 巷道斷面的

16、尺寸 巷道斷面尺寸應(yīng)當(dāng)根據(jù)巷道的用途、運輸設(shè)備類型（軌道運輸、無軌運輸、輸送機運輸）、支護規(guī)格和煤礦安全規(guī)程關(guān)于安全間隙的規(guī)定等因素確定，第33頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （二） 巷道斷面的尺寸第第一節(jié) 巷道掘進概述然后再根據(jù)巷道內(nèi)通過的風(fēng)量加以校驗，以不超過煤礦安全規(guī)程規(guī)定的允許風(fēng)速為準(zhǔn)。巷道斷面尺寸在保證安全生產(chǎn)的條件下，盡可能減小斷面，減少開掘工程量，從而降低生產(chǎn)成本。第34頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述然后再根據(jù)巷道內(nèi)通過的風(fēng)量加以校驗，以不第一節(jié) 巷道掘進概述 1.巷道的凈寬度 矩形巷道（直墻巷道）的凈寬度是指巷道兩側(cè)壁或錨桿露出長度終端之間的水平間距。對于梯形巷道，當(dāng)巷

17、道內(nèi)通行礦車、電機車時，巷道的凈寬度指車輛頂面處水平的巷道寬度。當(dāng)巷道內(nèi)設(shè)置輸送機械時，巷道的凈寬度指從巷道底板起1.6 m高處的巷道寬度；當(dāng)巷道不放置和不通行運輸設(shè)備時，巷道的凈寬度指凈高的12處的水平距離。第35頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 1.巷道的凈寬度第3第一節(jié) 巷道掘進概述巷道凈寬度主要取決于運輸設(shè)備本身的寬度、人行道寬度和相應(yīng)的安全間隙。無運輸設(shè)備的巷道可根據(jù)通風(fēng)及行人的需要來選取。巷道內(nèi)人行道的寬度和相應(yīng)的安全間隙在煤礦安全規(guī)程內(nèi)都有明確的規(guī)定：第36頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述巷道凈寬度主要取決于運輸設(shè)備本身的寬度、第一節(jié) 巷道掘進概述 （1） 新建礦井、生產(chǎn)礦井

18、新掘運輸巷的一側(cè)，從巷道道碴面起1.6 m的高度內(nèi)，必須留有0.8 m（綜合機械化采煤礦井為1 m）以上的人行道，管線吊掛高度不得低于1.8 m；巷道另一側(cè)的寬度不得小于0.3 m（綜合機械化采煤礦井為0.5 m）。巷道內(nèi)安設(shè)輸送機時，輸送機與巷幫支護的距離不得小于0.5 m；巷道內(nèi)移動變電站或平板第37頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （1） 新建礦井、生第一節(jié) 巷道掘進概述 車上綜采設(shè)備的最突出部分，與巷幫支護的距離不得小于0.3 m；輸送機機頭和機尾處與巷幫支護的距離應(yīng)滿足設(shè)備檢查和維修的需要，并不得小于0.7 m。第38頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 車上綜采設(shè)備的最突出部分第一

19、節(jié) 巷道掘進概述 （2） 在生產(chǎn)礦井已有巷道中，人行道的寬度不符合上述要求時，必須在巷道的一側(cè)設(shè)置躲避硐。兩個躲避硐之間的距離不得超過40 m；躲避硐寬度不得小于1.2 m，深度不得小于0.7 m，高度不得小于1.8 m；躲避硐內(nèi)嚴(yán)禁堆積物料。第39頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 （2） 在生產(chǎn)礦井已第一節(jié) 巷道掘進概述（3） 在人車停車地點的巷道上下人側(cè)，從巷道道碴面起1.6 m的高度內(nèi)，必須留有寬1 m以上的人行道，管道吊掛高度不得低于1.8 m。（4） 在巷道曲線段，車輛四角要外伸或內(nèi)移，應(yīng)將安全間隙適當(dāng)加大，一般外側(cè)加寬200 mm，內(nèi)側(cè)加寬100 mm。第40頁/共182頁第一節(jié)

20、 巷道掘進概述（3） 在人車停車地點的巷道上下人側(cè)，從第一節(jié) 巷道掘進概述2.巷道的凈高度矩形、梯形巷道的凈高度是指自道碴面或底板至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度。拱形斷面的凈高度是指自道碴面至拱頂內(nèi)沿或錨桿露出長度終端的高度，由壁高和拱高組成。半圓拱的拱高為巷道凈寬的1/2，圓弧拱及三心拱的拱高常取巷道凈寬的13。第41頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述2.巷道的凈高度第41頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述煤礦安全規(guī)程規(guī)定：主要運輸巷和主要風(fēng)巷的凈高自軌面起不得低于2 m。采區(qū)（包括盤區(qū)）內(nèi)的上山、下山和平巷的凈高不得低于2 m，薄煤層內(nèi)不得低于1.8 m。采煤工作面運輸巷、回風(fēng)

21、巷及采區(qū)內(nèi)溜煤眼等的凈斷面或凈高由煤礦企業(yè)按設(shè)計需求統(tǒng)一規(guī)定。第42頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述煤礦安全規(guī)程規(guī)定：主要運輸巷和主要風(fēng)第一節(jié) 巷道掘進概述（三） 水溝及其管線的布置巷道掘進時在巷道一側(cè)設(shè)置有水溝，用來排水。要求水溝的建設(shè)和巷道掘進同步。在水溝上鋪蓋板，一般作為人行道。平巷水溝坡度可取35，或與巷道的坡度相同，但不應(yīng)小于3。水溝寬度按煤礦安全規(guī)程的規(guī)定不小于0.8 m。第43頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述（三） 水溝及其管線的布置第43頁/共1第一節(jié) 巷道掘進概述 在巷道兩側(cè)懸掛電纜電線，以保證工作面機械運轉(zhuǎn)所需的電力供應(yīng)。電纜的懸掛要求每3 m一個電纜鉤，懸掛整齊，其懸

22、掛高度在人行道側(cè)時應(yīng)保證不影響行人安全。第44頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述 在巷道兩側(cè)懸掛電纜電第一節(jié) 巷道掘進概述掘進工作面降塵供水管道一般設(shè)置在巷道側(cè)的下方，以不影響行人和運輸設(shè)備安全運行為準(zhǔn)。巷道掘進時一般用局部通風(fēng)機通風(fēng)，在巷道一側(cè)設(shè)置有膠布風(fēng)筒。風(fēng)筒吊掛在非人行道一側(cè)，要求吊掛整齊，不影響運輸設(shè)備的安全運行。第45頁/共182頁第一節(jié) 巷道掘進概述掘進工作面降塵供水管道一般設(shè)置在巷道側(cè)的第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 一、 綜合機械化掘進發(fā)展概況及配套工藝 我國機械化掘進按機械化程度可分為普通機械化掘進和綜合機械化掘進。第46頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 一、 綜合機械

23、化掘進第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝普通機械化掘進是利用鉆爆法破碎煤巖，用裝載機把破碎下來的煤巖裝入運輸設(shè)備，通過礦車或轉(zhuǎn)載機、刮板輸送機、帶式輸送機等設(shè)備運走，由人工架設(shè)支架，用人工或調(diào)度絞車運送支護材料和器材，通過局部通風(fēng)機進行壓入式通風(fēng)，采用噴霧灑水的方式進行降塵。第47頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝普通機械化掘進是利用鉆爆法破碎煤巖第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝綜合機械化掘進是近二三十年間迅速發(fā)展起來的一種先進的巷道掘進技術(shù)。綜合機械化掘進逐漸形成了以掘進機為主的3種類型的機械化掘進工藝：第48頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝綜合機械化掘進是近二三十年間迅速發(fā)第二節(jié) 綜合機械

24、化掘進工藝 綜合機械化掘進, 主要掘進機械為懸臂式掘進機，簡稱掘進機。 連續(xù)采煤機與錨桿鉆車配套作業(yè), 主要掘進機械為連續(xù)采煤機。 掘錨一體化掘進, 主要掘進機械為掘錨機組。第49頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 綜合機械化掘進, 主要掘進機械第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 1.掘進機 掘進機是一種集截割、裝載、轉(zhuǎn)運煤（巖）、降塵等功能為一體的大型高效聯(lián)合作業(yè)機械設(shè)備，能實現(xiàn)連續(xù)掘進。第50頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 1.掘進機第第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝運依靠懸臂式掘進機進行落、裝煤巖，通過礦車、梭車或其他運輸設(shè)備（橋式轉(zhuǎn)載機、刮板輸送機、可伸縮帶式輸送機）輸煤巖，用人工、

25、托梁器、架棚機安裝支架，利用絞車、單軌吊、卡軌車、鏟運車、電機車、無軌膠輪車運送支護材料和器材，局部通風(fēng)機進行壓入式通風(fēng)，除塵風(fēng)機降塵。第51頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝運依靠懸臂式掘進機進行落、裝煤第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.連續(xù)采煤機 連續(xù)采煤機是一種適用于短壁開采，集截割、裝載、轉(zhuǎn)運、移動行走、噴霧降塵于一身的綜合機械化開采設(shè)備,具有體積小、調(diào)動靈活、使用方便等優(yōu)點,不僅可開采煤炭,還能用于巷道掘進,在國外已廣泛地使用。第52頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.連續(xù)采煤第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝根據(jù)與連續(xù)采煤機后配套設(shè)備和巷道布置方式的不同，連續(xù)采煤機掘進工藝可

26、分為單巷掘進工藝、雙巷掘進工藝及多巷掘進工藝。連續(xù)采煤機、梭車配套單巷掘進適用于施工任務(wù)緊、巷道地質(zhì)條件差、煤層起伏大、頂板破碎的掘進工作面，所使用的主要設(shè)備有：第53頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝根據(jù)與連續(xù)采煤機后配套設(shè)備和巷道布第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝連續(xù)采煤機、梭車、錨桿機、鏟車、破碎機、帶式輸送機。連續(xù)采煤機、梭車或運煤車配套雙巷及雙巷以上掘進是應(yīng)用最廣泛的掘進工藝，對工作面地質(zhì)條件要求不嚴(yán)格，所使用的主要設(shè)備是：連續(xù)采煤機、運煤車、錨桿機、鏟車、破碎機、帶式輸送機。第54頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝連續(xù)采煤機、梭車、錨桿機、鏟車、破第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝連

27、續(xù)采煤機、連運系統(tǒng)配套雙巷掘進，是近年來才興起的掘進方式，其特點是推進速度快，單進水平高，所使用的主要設(shè)備是：連續(xù)采煤機、連運系統(tǒng)、錨桿機、鏟車、帶式輸送機。第55頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝連續(xù)采煤機、連運系統(tǒng)配套雙巷掘進，第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 3.掘錨機組 掘錨機組是適用于高產(chǎn)、高效礦井煤巷單巷快速掘進的掘錨一體化設(shè)備, 是在連續(xù)采煤機和懸臂式掘進機的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型掘進機型。掘錨機組將掘進與支護有機地組合起來, 減少掘進與支護設(shè)備的換位作業(yè)時間,在同一臺設(shè)備上完成掘進和支護工藝。第56頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 3.掘錨機組第56第二節(jié) 綜合機械化掘進

28、工藝目前, 掘錨機組主要有2種： 以連續(xù)采煤機為基礎(chǔ)的掘錨機組。 懸臂式掘進機加裝機載錨桿機的掘錨機。掘錨機組與連續(xù)采煤機作業(yè)相比具有掘錨平行作業(yè)、單巷快速掘進及頂板及時支護等優(yōu)點。掘錨機組按作業(yè)方式可劃分為同時實現(xiàn)掘錨作業(yè)的掘錨機組和先截割后支護的掘錨機組2類。第57頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝目前, 掘錨機組主要有2種：第57第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 二、 綜合機械化掘進工作面的設(shè)備布置 綜合機械化掘進工作面的設(shè)備布置如圖6-3所示。第58頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 二、 綜合機械化掘第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝以懸臂式掘進機1、橋式轉(zhuǎn)載機2、帶式輸送機6、濕式除

29、塵器5和壓入式軟風(fēng)筒8配套，在煤巷或半煤巷掘進工作面完成截割、裝載、轉(zhuǎn)運煤巖及降塵等掘進工序。第59頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝以懸臂式掘進機1、橋式轉(zhuǎn)載機2、帶第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝掘進機1工作時，為了適應(yīng)橋式轉(zhuǎn)載機2與可伸縮帶式輸送機6搭接長度的要求，可伸縮帶式輸送機的外段機尾4的長度必須能延長1215 m，以保證轉(zhuǎn)載及運輸?shù)倪B續(xù)性，減少可伸縮帶式輸送機拉伸輸送帶的次數(shù)，縮短輔助工時，加快掘進速度。通風(fēng)方法以壓入式通風(fēng)為主，靠近工作面一段用輔助抽出式通風(fēng)的長壓短抽方式。第60頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝掘進機1工作時，為了適應(yīng)橋式轉(zhuǎn)載機第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝

30、 綜合機械化掘進工作面掘進機的實際布置，如圖6-4、圖6-5所示。第61頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 綜合機械化掘進工作面掘進機的第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝第62頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝第62頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 三、 綜掘工藝 綜掘工藝包括破煤（巖），裝載、轉(zhuǎn)載、運輸，巷道支護，輔助作業(yè)等工序。 （一） 破煤（巖） 綜掘工作面破煤（巖）是由掘進機的截割機構(gòu)運動來完成的。截割頭可以到達(dá)工作面任意部位，可以準(zhǔn)確地切割出設(shè)計斷面。第63頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 三、 綜掘工第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 截割速度的快慢取決于許多因素，如煤

31、巖運輸?shù)木庑院筒牧瞎?yīng)的及時性、掘進機的磨損程度、設(shè)備的效能以及工作面全體工人的技術(shù)水平和密切的配合程度等，但是決定因素是煤在巷道掘進斷面上所占的百分比和巖石的硬度。第64頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 截割速度的快慢取第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 根據(jù)工作面的巖性采用不同的截割落煤方式。煤巷中，如果整個斷面上煤質(zhì)堅硬，則采用水平分層由下向上截割落煤；如果煤質(zhì)不硬，則由上向下落煤，因為煤質(zhì)較軟時，大塊煤容易掉落，砸壞裝載部的耙爪或者在轉(zhuǎn)載機中卡??；在半煤巖巷道中，無論臥底還是挑頂，都應(yīng)當(dāng)先落煤，并根據(jù)煤的硬度，采用與煤巷中分層落煤相同的方法落煤。第65頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化

32、掘進工藝 根據(jù)工作面的巖性第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 根據(jù)不同的煤層條件，采用不同的截割方法。一般情況下，煤軟時多吃刀，煤硬時少吃刀。在截割程序上，應(yīng)采取先割底槽的辦法，可使上部煤巖松動垮落一部分，并減輕截割頭電機的負(fù)擔(dān)，減少截齒磨損。 第66頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 根據(jù)不同的煤層條第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝（二） 裝載、轉(zhuǎn)載、運輸掘進機的截割破煤是連續(xù)工作的，要求裝、運工作必須與其適應(yīng)。一般半煤巖巷道掘進時，全部使用各種類型的刮板輸送機和帶式輸送機進行轉(zhuǎn)運和運輸，煤巖混運，一直運進井下煤倉，然后提升到地面洗選。第67頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝（二） 裝載、轉(zhuǎn)載

33、、運輸?shù)?7頁/第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 掘進機本身帶有裝運設(shè)備。掘進機截割頭切割下的煤巖，由掘進機前面配有的耙爪或星輪裝載，再由機體下面第一輸送機 （機身自帶）運到后面，落入第二輸送機（刮板轉(zhuǎn)載機或橋式膠帶轉(zhuǎn)載機），完成轉(zhuǎn)載工作。隨后，轉(zhuǎn)載機的卸載端與帶式輸送機搭接，帶式輸送機的另一端與卸載倉相連，把煤巖運入煤倉，完成運輸工作。第68頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 掘進機本身帶有裝第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 隨著掘進工作面的推進，不斷接長相對固定的帶式輸送機。由于采用可伸縮的帶式輸送機，故隨著掘進循環(huán)進尺的增加達(dá)到一定長度而需要延長膠帶機時是比較方便的。當(dāng)帶式輸送機的可伸長度用完

34、時，再鋪設(shè)一條新的膠帶機。第69頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 隨著掘進工作面的第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝在裝載過程中，對于直徑達(dá)到80 cm的大塊煤或巖石，必須用截割頭或人工破碎，防止在轉(zhuǎn)載、運輸?shù)男堆b過程中發(fā)生卡料事故。第70頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝在裝載過程中，對于直徑達(dá)到80 c第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 （三） 巷道支護 綜掘巷道的掘進主要包括截割、運輸和支護三大工序。截割和支護兩大工序是交替進行的，裝、轉(zhuǎn)、運是與截割同時進行的；支護工作則需單獨占用循環(huán)工時。 第71頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 （三） 巷道支護第第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 煤巷

35、綜掘工作面的支護是用棚式支架或錨桿、錨噴支護。棚式支架（俗稱棚子）包括礦用工字鋼棚子、U型鋼拱形棚子、可縮性的金屬棚子以及木棚子等。煤巷綜掘工作面的支護還可采用錨桿、錨噴、錨網(wǎng)、錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)等。第72頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 煤巷綜掘工作面的第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝工作面掘進一定距離需支護時，停止截割落煤，用截割頭把棚腿窩直接掘出，把棚腿立好，可利用掘進機的截割臂輔助進行架棚工作。第73頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝工作面掘進一定距離需支護時，停止截第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 采用錨網(wǎng)支護時，一般在掘進機另一側(cè)配備錨桿打眼安裝機。工作面需要安裝錨桿時，掘進機稍

36、向后退一段距離，并將截割臂轉(zhuǎn)向一側(cè)伏在底板上，為錨桿機工作提供方便條件。錨桿機的工作臂猶如機械手，可在工作面前方旋轉(zhuǎn)270第74頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 采用錨網(wǎng)支護時第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝因此，巷道兩側(cè)及頂部均可打孔和安裝錨桿。錨桿眼打好后，先填入樹脂藥包，將藥包裝在一根塑料管內(nèi)，然后用炮棍將藥包捅入孔內(nèi)，隨即由錨桿安裝機將錨桿送入孔內(nèi)，經(jīng)半分鐘，樹脂凝固即可受力。第75頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝因此，巷道兩側(cè)及頂部均可打孔和安裝第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 （四） 輔助作業(yè) 1.單軌吊輔助運輸 機掘巷道中，一般使用單軌吊形式架空運輸。單軌吊是一根工字形的鋼軌

37、。單軌吊的上端用特制的卡子，懸吊在金屬支架的頂梁上，或在錨桿支護的巷道里，由錨桿懸吊。單軌吊的下端，掛上特制的小滑車，沿工字鋼軌的下緣行走。第76頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 （四） 輔助作業(yè)第第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 使用單軌吊將掘進工作面所需支護材料等運到工作面，卸到巷道兩側(cè)備用。 有些煤礦，在采用掘進機掘進時，把為掘進機服務(wù)的除塵裝置、空氣冷卻設(shè)備、動力站、變壓器、風(fēng)筒、電纜等設(shè)施，均由單軌吊懸吊著，可隨工作面移動而移動，既靈活又方便。 第77頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 使用單軌吊將掘進工作第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.通風(fēng)與除塵 掘進工作面通風(fēng)一般采用大直

38、徑風(fēng)筒、大功率局部通風(fēng)機進行壓入式通風(fēng)。膠質(zhì)風(fēng)筒的直徑為8001 000 mm，局部通風(fēng)機功率為4547 kW。風(fēng)筒懸吊在巷頂或巷幫上，靠近掘進工作面一段采用伸縮式的風(fēng)筒。第78頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.通風(fēng)與除塵第第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝為了保持掘進巷道內(nèi)空氣的平衡，向工作面輸送的新鮮空氣量應(yīng)大于掘進機吸塵器的抽出量，一般情況下每分鐘向工作面輸送的新鮮風(fēng)量不小于420 m3。除塵工作是用吸塵設(shè)備完成的。掘進機除有噴水裝置外，一般都配有吸塵裝置。第79頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝為了保持掘進巷道內(nèi)空氣的平衡，向工第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 3.定向 機掘巷道的

39、定向是采用激光指向儀進行的。有的掘進機上帶有定向裝置，使用時要不斷與巷道固定的激光指向儀校核。采用人工定向時，由于掘進機推進速度快，每天應(yīng)給線12次。第80頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 3.定向第80頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝掘進機要嚴(yán)格按照中心線、腰線掘進，防止“爬坡”、“啃底”、“偏幫”，堅持三掛線，即支護掛線、交接班掛線、驗收檢查掛線。4.排水、照明掘進機頭有積水時，要開掘水窩，用水泵排水。機掘工作面要有良好的照明設(shè)施，根據(jù)需要安設(shè)一定數(shù)量的防爆燈進行照明。第81頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝掘進機要嚴(yán)格按照中心線、腰線掘進，第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 四、 巷道

40、施工的基本要求 在巷道掘進工作中，要保證巷道斷面的規(guī)格、尺寸和巷道的坡度、方向符合設(shè)計的要求，必須按巷道的中心線、腰線進行施工。 1.中心線 中心線是巷道掘進走向方向的基準(zhǔn)線。中心線一般按巷道中心標(biāo)在巷道頂板或支架上。主要采區(qū)準(zhǔn)備巷道應(yīng)使用激光定向儀標(biāo)線。第82頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 四、 巷道施工的第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.腰線 腰線是指示巷道坡度的基準(zhǔn)線。腰線一般按距巷道底板或永久軌面以上1 m高為準(zhǔn)，標(biāo)在巷道側(cè)幫或支架上。第83頁/共182頁第二節(jié) 綜合機械化掘進工藝 2.腰線第83頁/第三節(jié) 巷道支護 一、 巷道礦壓概述 地下巖體在采動前，由于自身重力作用在巖體

41、內(nèi)部引起應(yīng)力，通常稱為原巖應(yīng)力。開采前的巖體處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，所以原巖體處于應(yīng)力平衡狀態(tài)。井下采掘活動破壞了原巖應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布；在重新分布過程中促使圍巖產(chǎn)生運動，導(dǎo)致圍巖發(fā)生變形、斷裂、位移，直至垮落。第84頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 一、 巷道第三節(jié) 巷道支護由于采掘活動的影響，在采掘空間周圍巖體中及支護物上產(chǎn)生的壓力稱為礦山壓力，簡稱礦壓。1.巷道礦壓引起采區(qū)巷道變形與破壞基本形式（1） 頂板的變形與破壞。其主要形式是頂板規(guī)則冒落、頂板不規(guī)則冒落和頂板彎曲下沉。第85頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護由于采掘活動的影響，在采掘空間周圍巖體中及支第三節(jié) 巷道支護

42、（2） 巷道底板的變形與破壞。其主要形式是巷道底板塑性鼓起和底板一般鼓起。 （3） 巷道兩幫的變形與破壞。其主要形式是出現(xiàn)鼓幫、幫開裂或破壞、幫小塊危巖滑落或片幫等。 （4） 其他變形與破壞?？赡艹霈F(xiàn)大型冒頂與片幫、鼓幫或鼓底、斷面全部快縮和閉合等。第86頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （2） 巷道底板的變形與破第三節(jié) 巷道支護2.沖擊地壓沖擊地壓又稱巖爆，是指井巷或工作面周圍巖體由于彈性變形能的瞬時釋放而產(chǎn)生突然劇烈破壞的動力現(xiàn)象。沖擊地壓的特征是：第87頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護2.沖擊地壓第87頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 常伴隨有很大的聲響、巖體震動和沖擊波，在一定范圍內(nèi)可以感到

43、地震。 常伴有煤巖體拋出、巨響及氣浪等。它具有很大的破壞性，是煤礦重大災(zāi)害之一。第88頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 常伴隨有很大的聲響、巖體震動和沖擊波，在第三節(jié) 巷道支護沖擊地壓是世界范圍內(nèi)煤礦礦井中最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，發(fā)生前一般沒有宏觀預(yù)兆，而是以突然、急劇、猛烈的形式將煤巖體拋出，造成支架損壞、片幫冒頂、巷道堵塞，導(dǎo)致施工人員被砸傷、摔傷、擠傷，甚至由于巷道堵塞窒息死亡。第89頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護沖擊地壓是世界范圍內(nèi)煤礦礦井中最嚴(yán)重的自然災(zāi)第三節(jié) 巷道支護目前，隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，沖擊地壓災(zāi)害呈現(xiàn)越來越嚴(yán)重的發(fā)展態(tài)勢，給煤礦安全生產(chǎn)和廣大煤礦職工的生命安全造成了

44、極大的威脅。第90頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護目前，隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，沖擊地第三節(jié) 巷道支護 【案例6-1】2001年1月6日和12日撫順老虎臺礦的兩次2.8級沖擊地壓造成4人死亡、36人負(fù)傷，采區(qū)被迫關(guān)閉，采煤機、液壓支架和輸送機等采運機械及附屬設(shè)備均未能撤出，毀壞巷道300余米。這兩起事故造成直接經(jīng)濟損失超過億元。2011年11月3日，河南省義馬千秋煤礦發(fā)生一起重大沖擊地壓事故，巷道發(fā)生嚴(yán)重的擠壓垮冒，造成10人死亡。第91頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 【案例6-1】2001年第三節(jié) 巷道支護 雖然近幾年，沖擊地壓頻頻發(fā)生，但并非不可抗拒，可以采取一定的技術(shù)措施超前預(yù)防沖

45、擊地壓的發(fā)生。對于掘進機操作作業(yè)人員應(yīng)采取如下自我保護措施： （1） 休息時不坐在較大型的物料上、軌道上、瓦斯抽放管道下等，避免發(fā)生沖擊地壓時被擠傷、摔傷和砸傷。 第92頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 雖然近幾年，沖擊地壓頻第三節(jié) 巷道支護 （2） 行走、休息時盡量遠(yuǎn)離煤壁，避免被片幫煤打傷。 （3） 由于爆破時易誘發(fā)沖擊地壓，因此嚴(yán)格執(zhí)行遠(yuǎn)距離、定點、定時躲炮等安全措施，在作業(yè)過程中要嚴(yán)格遵守安全規(guī)定，以確保安全。第93頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （2） 行走、休息時盡量第三節(jié) 巷道支護 二、 巷道支護 巷道支護的目的在于改善圍巖的受力狀況，減緩圍巖的變形移動速度，維護安全的工作空間。巷

46、道支護的基本形式包括架棚支護、砌碹支護和錨噴支護。第94頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 二、 巷道支護第94頁第三節(jié) 巷道支護 （一） 架棚支護 按支架的材料構(gòu)成，棚式支架可分為金屬支架和鋼筋混凝土支架；按巷道斷面形狀，棚式支架可分為梯形支架和拱形支架等；按支架結(jié)構(gòu)，棚式支架可分為剛性支架和可縮性支架。第95頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （一） 架棚支護第95第三節(jié) 巷道支護 （二） 砌碹支護 砌碹支護的主要形式是直墻拱頂式支護，直墻拱頂式支護由拱、墻和基礎(chǔ)3個部分組成。該支護具有堅固、耐久、防火、通風(fēng)阻力小等優(yōu)點。該支護缺點是施工復(fù)雜，勞動強度大，成本高，進度慢。第96頁/共182頁第三節(jié)

47、 巷道支護 （二） 砌碹支護第96頁第三節(jié) 巷道支護 （三） 錨噴支護 錨噴支護是錨桿支護、噴射混凝土支護和錨桿與噴射混凝土聯(lián)合支護的總稱。 1.錨桿支護 錨桿支護就是在巷道掘進后，先向圍巖打眼，在眼孔內(nèi)錨入錨桿，把巷道圍巖予以加固，充分利用圍巖自身的強度，從而達(dá)到支護巷道的目的。第97頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （三） 錨噴支護第97頁第三節(jié) 巷道支護 錨桿不同于一般的支架，它不只是消極地承受巷道圍巖所產(chǎn)生的壓力和阻止破碎巖石的冒落，而是通過錨入圍巖內(nèi)的錨桿來改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而穩(wěn)定的巖石帶，錨桿與圍巖共同作用而達(dá)到支護巷道的目的。因此說，錨桿支護是一種積極防

48、御的支護方法。第98頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 錨桿不同于一般的支架，第三節(jié) 巷道支護 （1） 錨桿支護作用的機理。錨桿支護的作用機理有加固拱作用、懸吊作用、組合梁作用、圍巖補強作用和減小跨度作用等，如圖6-6所示。第99頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （1） 錨桿支護作用的機第三節(jié) 巷道支護 懸吊作用。在層狀巖層中，錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上。錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量，如圖6-6（a）所示。第100頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 懸吊作用。在層狀巖層中，錨桿將下部不穩(wěn)定第三節(jié) 巷道支護 組合梁作用。在沒有穩(wěn)固巖層的薄層狀巖層中，錨桿將薄層巖石錨固成一個巖石板梁

49、，提高頂板的承載能力。決定組合梁穩(wěn)定性的主要因素是錨桿的錨固力及桿體強度和巖層性質(zhì),如圖6-6（b）所示。第101頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 組合梁作用。在沒有穩(wěn)固巖層的薄層狀第三節(jié) 巷道支護 擠壓加固作用。在塊狀圍巖中，錨桿可將巷道周圍的危石彼此擠緊，對巖石起到擠壓加固作用，在圍巖周邊一定厚度的范圍內(nèi)形成一個不僅能維持自身穩(wěn)定，而且能阻止其上部圍巖松動和變形的加固拱，從而能保持巷道的穩(wěn)定性，如圖6-6（c）所示。第102頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 擠壓加固作用。在塊狀圍巖中，錨桿可將巷道第三節(jié) 巷道支護 減小跨度作用。巷道頂板打上錨桿，相當(dāng)于在該處打上點柱，因而就相當(dāng)于把巷道頂板巖石

50、懸露的跨度縮小了，從而提高了頂板巖層的抗彎曲能力，如圖6-6（d）所示。第103頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 減小跨度作用。巷道頂板打上錨桿，相當(dāng)于在第三節(jié) 巷道支護 （2） 錨桿支護的形式。錨桿支護按組合構(gòu)件可分為7類支護：單體錨桿、錨桿網(wǎng)、錨桿鋼帶、錨桿梁、錨桿桁架、錨桿錨索、多種組合。其中，多種組合又包括錨帶網(wǎng)、錨梁網(wǎng)、錨桿桁架網(wǎng)、錨帶（梁）網(wǎng)索等。根據(jù)巷道圍巖穩(wěn)定性，采用合適的錨桿支護形式。第104頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 （2） 錨桿支護的形式。錨第三節(jié) 巷道支護各類支護應(yīng)選擇合理的參數(shù)，以便達(dá)到最佳的支護效果。錨桿桿體的直徑、長度及形狀，托盤的材質(zhì)、強度，樹脂錨固劑的技術(shù)特

51、征等，都決定著錨桿在巷道內(nèi)的布置：第105頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護各類支護應(yīng)選擇合理的參數(shù)，以便達(dá)到最佳的支護第三節(jié) 巷道支護 錨桿的布置方式。錨桿的布置一般有“矩形”（正方形、長方形）和“五花形”布置等，如圖6-7所示。第106頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 錨桿的布置方式。錨第三節(jié) 巷道支護錨桿的間排距一般取0.6 m、0.8 m和1.0 m，頂板條件良好或采用聯(lián)合支護方式時可取1.0 m和1.2 m。 錨桿的錨固方式。錨桿的錨固方式可分為端頭錨固、加長錨固和全長錨固。應(yīng)根據(jù)錨桿桿體性能和圍巖強度來選擇錨固方式。第107頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護錨桿的間排距一般取0.6 m、0.

52、8 m和1第三節(jié) 巷道支護 例如，圓鋼錨桿宜選用端頭錨固，螺紋鋼錨桿可采用加長或全長錨固；硬巖層中可采用端頭錨固，破碎軟巖及煤層中宜采用加長錨固或全長錨固。第108頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 例如，圓鋼錨桿宜選用端頭錨第三節(jié) 巷道支護 樹脂錨固劑。樹脂錨固劑與不同材質(zhì)的桿體配套已成為現(xiàn)代錨固工程的最佳材料。它黏結(jié)能力強，固化速度快，耐久性好，抵御外界和人的影響因素能力強，安全可靠性高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，貯存期長。錨固劑由兩種不同成分嚴(yán)格按科第109頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 樹脂錨固劑。樹脂錨固劑第三節(jié) 巷道支護 學(xué)配方分隔包裝組成。安裝時，錨固劑放入錨桿孔內(nèi)，用錨桿安裝機械帶動桿體高速旋

53、轉(zhuǎn)，攪破薄膜后，兩種成分互相混合，立即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其凝膠時間可按設(shè)計要求在十幾秒到幾小時準(zhǔn)確調(diào)控。第110頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 學(xué)配方分隔包裝組成。安裝時，錨固劑放入第三節(jié) 巷道支護 樹脂錨桿。樹脂錨桿是以合成樹脂為黏結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下將錨桿和巖石牢固地黏結(jié)成為一個堅固的新型錨桿。樹脂錨桿由樹脂藥卷、錨桿桿體、托盤和螺母等部件組成。高強度螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu)如圖6-8所示。在安裝錨桿時，應(yīng)嚴(yán)格按照錨固劑的技術(shù)特征進行操作。第111頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 樹脂錨桿。樹脂錨桿是以合成樹脂為黏結(jié)劑，第三節(jié) 巷道支護第112頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護第112頁/共182頁

54、第三節(jié) 巷道支護（3） 錨桿支護施工安全的注意事項。 巷道錨桿支護施工必須有作業(yè)規(guī)程，并且嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定組織施工。 錨桿眼必須按作業(yè)規(guī)程要求的間距和排距布置，錨桿至迎頭的間距必須小于錨桿的設(shè)計排距。第113頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護（3） 錨桿支護施工安全的注意事項。第113第三節(jié) 巷道支護 打眼前，必須“敲幫問頂”，撬掉活矸，按規(guī)定架設(shè)臨時支護，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。鉆眼時應(yīng)按事先確定的眼位標(biāo)志處鉆進。鉆完后應(yīng)將眼內(nèi)的巖粉和積水吹（掏）干凈。第114頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 打眼前，必須“敲幫問頂”，撬掉活矸，按規(guī)第三節(jié) 巷道支護 錨桿眼應(yīng)做到當(dāng)班打的眼當(dāng)班錨。錨桿的外露長度要符合作

55、業(yè)規(guī)程的規(guī)定，一根錨桿上不允許上兩個托板或螺帽。 錨桿眼必須按照規(guī)定角度打眼，不得打穿皮眼或沿順層面、裂縫打眼。第115頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 錨桿眼應(yīng)做到當(dāng)班打的眼當(dāng)班錨。錨桿的外露第三節(jié) 巷道支護 使用樹脂錨桿時應(yīng)用防護手套，未固化的樹脂藥包和固化劑具有毒性和腐蝕性，應(yīng)避免與皮膚接觸。破損的藥包應(yīng)及時處理，嚴(yán)禁樹脂藥包接觸明火。 錨桿安裝時的預(yù)應(yīng)力必須符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，否則將可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。第116頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 使用樹脂錨桿時應(yīng)用防護手套，未固化的樹脂第三節(jié) 巷道支護 【案例6-2】某年10月1日，某礦西三采區(qū)12304副巷掘進工作面發(fā)生了一起大面積冒頂

56、重大事故。冒頂區(qū)24根水泥錨桿中脫落17根，當(dāng)場造成6人死亡。事故原因是該礦處在推廣錨桿支護的初期，對錨桿支護的原理認(rèn)識不清，作業(yè)人員沒能按要求操作，安裝錨桿時，幾乎所有螺帽都沒有擰緊，造成大面積冒頂。第117頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 【案例6-2】某年10月1日第三節(jié) 巷道支護 2.噴射混凝土支護 噴射混凝土是將水泥、砂、石子按一定比例混合攪拌后，送入混凝土噴射機中，用壓縮空氣將干拌和料送到噴頭處，在噴頭的水環(huán)處加水后，高速噴射到巷道圍巖表面，起到支護作用的一種支護形式和施工方法；是一種不用模板，沒有澆注和搗固工序的快速、高效的混凝土施工工藝。第118頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 2

57、.噴射混凝土支護第1第三節(jié) 巷道支護 噴射混凝土工藝流程如圖6-9所示。噴射混凝土支護具有及時、密貼、早強、封閉的特點。根據(jù)使用機具或施工方法的不同，噴射混凝土支護大致可分為干式噴射法、半濕式噴射法和濕式噴射法。 第119頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 噴射混凝土工藝流程如圖第三節(jié) 巷道支護（1） 噴射混凝土支護作用原理。 支撐作用。噴射混凝土支護具有良好的物理力學(xué)性能，特別是抗壓強度較高，可達(dá)20 MPa以上，因而能起到支撐作用。又因其中摻有速凝劑，使混凝土凝結(jié)快，早期強度高，緊跟掘進工作面，起到及時支撐圍巖的作用，有效地控制了圍巖的變形和破壞。第120頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護（1）

58、噴射混凝土支護作用原理。第120頁/第三節(jié) 巷道支護 充填作用。由于噴射速度很高，混凝土能及時地充填圍巖的裂隙、節(jié)理和凹穴，大大提高了圍巖的強度。 隔絕作用。噴射混凝土層封閉了圍巖表面，完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸，有效地防止了風(fēng)化潮解而引起的圍巖破壞與剝落第121頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 充填作用。由于噴射速度很高，混凝土能及時第三節(jié) 巷道支護同時，由于圍巖裂隙中充填了混凝土，使裂隙深處原有的充填物不致因風(fēng)化作用而降低強度，也不致因水的作用而使原有的充填物流失，使圍巖保持原有的穩(wěn)定性和強度。第122頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護同時，由于圍巖裂隙中充填了混凝土，使裂隙深處第三節(jié) 巷道

59、支護 柔性支護作用。噴射混凝土的黏結(jié)力大，同時噴層較薄，具有一定的柔性。它既能和圍巖黏結(jié)在一起產(chǎn)生一定量的共同變形，使噴層中的彎矩大為減小，甚至不出現(xiàn)張應(yīng)力，又能對圍巖變形加以控制。第123頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 柔性支護作用。噴射混凝第三節(jié) 巷道支護第124頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護第124頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護（2） 噴射混凝土支護安全施工注意事項。 在使用噴射機前，應(yīng)對其進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 噴射機要專人操作。處理機械故障時必須切斷電源、風(fēng)源。送風(fēng)、送電時必須通知有關(guān)人員，以防發(fā)生事故。第125頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護（2） 噴射混凝土支護安全施工注

60、意事項。第1第三節(jié) 巷道支護 初噴前，要先敲幫問頂，清除危巖活石，以保證作業(yè)安全。初噴應(yīng)緊跟迎頭，噴體支護的端頭距工作面的距離必須符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定。 噴射中發(fā)生堵管時，應(yīng)停止作業(yè)。處理堵塞的噴射管路時，在噴槍口的前方及其附近，嚴(yán)禁有其他人員，以防突然噴射和管路跳動傷人。疏通堵管采用敲擊法。第126頁/共182頁第三節(jié) 巷道支護 初噴前，要先敲幫問頂，清除危巖活石，以保第三節(jié) 巷道支護 在斜井和巷道中使用的長距離鋼管或塑料管要定期轉(zhuǎn)動，使其磨損均勻。作業(yè)中要經(jīng)常檢查輸料管和出料彎頭處有無磨薄、擊穿現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 較高巷道噴頂時，要搭設(shè)可靠的工作臺或用機械手噴射。噴射手應(yīng)配兩人，一人持