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1、第四章岩巷施工4.1钻眼爆破巷道掘进中良好的钻眼爆破工作应当做到以下几点：1）爆破后所形成的巷道断面应符合没计要求和井巷工程施工及验收规范的标准。2）爆破的岩石块度应有利于提高装岩生产率(一般不大于300mm，堆积状况便于组织装运，便于钻眼与装者甲行作业。3）巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。4）单位体积岩石所需炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85以上。4.1.1工作面炮眼布置掘进工作面的炮眼按其用途和位置要可分为：掏槽眼、辅助眼、周边眼（包括底眼）起爆顺序：先掏槽眼、其次辅助眼、然后周边眼、最后是底眼。炮眼布置：掏槽眼通常布置在巷道断面中央偏下，并考虑辅助眼
2、的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设备的可能。周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破要求，底眼不要求光面爆破。辅助眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔作为自由面层层布置。第四章岩巷施工第四章岩巷施工炮眼的具体布置（1）掏槽眼：作用：是首先将工作面上的一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上爆破出第二个自由面，为后续炮眼的爆破创造有利条件。位置：一般布置在巷道中央偏下。有软弱夹层时布置在易爆破的软弱夹层中。掏槽方式：斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽第四章岩巷施工第四章岩巷施工斜眼掏槽优缺点：在两炮眼爆破产生的合力作用下，岩石容易掏出，可充分利用自由面逐步扩大爆破范围
3、，掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道。但因炮眼倾斜，掏槽眼深度受到巷道宽度的限制，碎石抛掷距离较大，易损坏设备和支护体。第四章岩巷施工第四章岩巷施工直眼掏槽直眼掏槽特点:所有的炮眼都垂直于工作面,各炮眼之间必须保持平行,炮眼深度不受巷道断面的限制,可用于深孔爆破,便于使用凿岩台车打眼。直眼掏槽必须有空眼，作用有两个：其一是对装药眼起附加自由面的作用，其次是给掏槽范围内的岩石破碎提供碎胀空间。缺点是钻眼工作量大，钻眼技术要求高，一般需要的电雷管的段数较多。第四章岩巷施工第四章岩巷施工混合掏槽直眼为主掏槽，斜眼辅助扩大槽腔，能克服直眼掏槽和斜眼掏槽各自的弊端，发挥其长处，掏槽效果好于单一的掏槽方式
4、。第四章岩巷施工第四章岩巷施工（2）辅助眼又称崩落眼，其作用是最大限度地破碎岩石，位置位于掏槽眼与周边眼之间，均匀布置。间距一般500700mm。装药系数为0.5 0.6。最外一圈辅助眼与周边眼间距为周边眼最小抵抗线，应按光面爆破要求布置。第四章岩巷施工第四章岩巷施工（3）周边眼崩落巷道周边内的岩石，使巷道形成设计的轮廓。目前巷道施工均采用光面爆破，周边眼按光面爆破要求布置。炮眼密集系数：第四章岩巷施工第四章岩巷施工炮眼布置方法和原则工作面各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即首先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置周边眼，最后根据断面大小布置辅助眼，最后布置底眼。掏槽眼通常布置在断面的中央偏下
5、，并考虑辅助眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其他设施的可能。周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破要求布置，各类炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。辅助眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置，并与周边眼保持一定的距离，以利于形成光爆层的形成。一、钻眼机具凿岩机与钻架设备钎头与钎杆4.1.2钻眼爆破器材（1）爆破器材的选择：目前常用的炸药有煤矿硝铵炸药、水胶炸药和乳化炸药，特别是后两种炸药性能较稳定，炸药威力较高，而且更适宜于有水的工作面，因此目前应用的较多。药卷直径一般为32、35、38mm，其中应用较多的是35mm的。重量200g。雷管一般采用8号
6、毫秒电雷管，煤矿井直应采用煤矿许用电雷管，在有瓦斯煤尘爆炸危险的工作面进行爆破作业时，电雷管的总延期时间不得超过130ms。巷道掘进采用电容式发爆器，立井工作面施工时采用交流电源。巷道掘进电爆网路目前均采用串联方式。第四章岩巷施工第四章岩巷施工4.1.3爆破参数的确定巷道掘进的爆破参数主要包括：炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目和单位炸药消耗量等。炮眼直径：根据所采用的药卷直径一般为35mm，所用钻头直径为38mm，所以炮眼直径比钻头直径大25mm，即4043mm。炮眼深度：通常是以计划月进度和凿岩、装岩设备能力来综合确定每一循环的炮眼深度。按月进度计划确定如下：第四章岩巷施工第四章岩巷施工炮眼数目
7、炮眼数目可按定额单位炸药消耗量来估算，实际的炮眼数目根据工作面炮眼布置确定，单位炸药消耗量：指爆破1m3实体岩石所需要的炸药量，有定额炸药消耗量和实际炸药消耗量之分。实际炸药消耗量可通过每循环的所用的炸药量与实际爆破实体岩石的体积之比来计算。采用不同炸药时，以2号岩石铵梯炸药为标准进行修正。2号岩石铵梯炸药的爆力为320ml。第四章岩巷施工第四章岩巷施工每循环的装药量一般根据各类炮眼的装药系数计算每个炮眼的装药量，然后汇总整个工作面的总装药量。第四章岩巷施工第四章岩巷施工4.1.5 装药结构与起爆装药结构指药卷在炮眼内的装填情况。工作面上的炮眼除帮眼和顶眼外，均采用集中连续装药。而周边眼应采取
8、特殊的装药结构。1）掏槽眼及辅助眼底眼的装药结构，有正向装药和反向装药两种方式第四章岩巷施工第四章岩巷施工2)周边眼可采用以下的装药结构：单段空气柱装药空气柱间隔装药不耦合装药第四章岩巷施工第四章岩巷施工炮眼的填塞起爆方法：煤矿巷道掘进工作面采用电雷管起爆法，爆破网路采用串联方式，起爆顺序为掏槽眼、辅助眼、帮眼、顶眼、底眼。第四章岩巷施工第四章岩巷施工爆破说明书和爆破图表：爆破说明书和爆破图表是指导、检查和总结爆破工作的技术文件。爆破说明书的内容包括：掘进巷道名称、用途、位置、断面形状和尺寸；穿过岩层的性质、地质条件、瓦斯情况；选用的炸药、电雷管的品种型号、凿岩机具的型号、性能；爆破参数的选择
9、与计算；掏槽方法和掏槽参数、炮眼直径、深度、数目、单位炸药消耗量、装药结构等；爆破网路的计算和设计；爆破安全措施。在初步编写说明书的基础上根据实际情况不断修改完善爆破说明书以取得最佳的爆破效果和较高的成巷速度。4.1.6钻眼工作钻眼工作必须严格按照爆破图表所要求的眼位、方向、深度、和角度进行，并组织好凿岩机的分区、分工作业，以保证独具只眼发质量和提高钻眼速度。（1）测量工作：巷道掘进时用中线指示巷道的掘进方向，用腰线控制巷道的坡度，工作面上的炮眼布置应以巷道中线为蕨，准确地定出周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置并做好标志。腰线通常设在巷道无水沟侧墙上，距轨面标高1.0m；中线采用激光指向仪，一般布置
10、在距工作面100m以外，可布置在中心线上，也可偏离中心线一定距离，以避开其它测量工作。第四章岩巷施工第四章岩巷施工(2)凿岩机的选择采用气腿式凿岩机时，一般是多台风钻同时作业，可缩短钻眼作业的时间，准备时间短，可与其它工序平行作业，便于组织快速施工。根据工作面的大小，一般每台凿岩机所负责的面积为1.52.0m2，也可根据巷道宽度来计算，每人工作时宽度约0.81.0m。一般采用“定人、定钻、定眼位、定任务、定时间”的工作制度。采用凿岩台车钻眼时，钻眼速度快，效率高，可打中孔及深孔炮眼，钻眼质量高，特别适合于直眼掏槽，同时可减少工作面的人数，但准备时间长，与装岩工作的平行能力较差，且设备投资大。因
11、此虽然是巷道快速掘进的方向，但也有其缺点需要克服。第四章岩巷施工第四章岩巷施工（3）工作面供风、供水设备工作面采用多台风钻打眼时，同时使用的设备比较多，必须配备专用的供风、供水设备且合理布置，才能提高钻眼工作的效率，减少相互间的影响。（插图）第四章岩巷施工第四章岩巷施工4.2 通风防尘与降温4.2.1掘进通风一、通风方法压入式抽出式混合式矿山井巷工程施工及验收规范矿山井巷工程施工及验收规范第第9.4.19.4.1条规定，掘进工作面的风量应符合下列规定条规定，掘进工作面的风量应符合下列规定(1)(1)爆破后爆破后15min15min内能把工作面的炮烟排出；内能把工作面的炮烟排出；(2)(2)按掘
12、进工作面同时工作的最多人数计算，按掘进工作面同时工作的最多人数计算，每人每分钟的新鲜空气量不应小于每人每分钟的新鲜空气量不应小于4m4m3 3/人。人。(3)(3)风速不得小于风速不得小于0.15m/s0.15m/s；(4)(4)混合式通风系统的压人式通风机，必须在混合式通风系统的压人式通风机，必须在炮烟全部排出工作面后方可停止运转炮烟全部排出工作面后方可停止运转掘进通风的主要特点是只有一个出口，本身不掘进通风的主要特点是只有一个出口，本身不能形成通风系统。掘进通风方法有即利用矿井能形成通风系统。掘进通风方法有即利用矿井全风压通风、水力或压气引射器通风和利用局全风压通风、水力或压气引射器通风和
13、利用局部通风机通风。部通风机通风。4.1.1 掘进通风方法4.1.1.1全风压通风具体通风方式：利用风障通风；利用风筒通风；利用平行巷道通风 2)优缺点及适用条件矿井全风压通风具有通风连续、可靠和安全件好等优点。但这种方法要消耗矿井全风压，巳掘进地点、通风距离受到限制，所以仅适用于使用局部通风机通风不方便，而通风距离又不长的巷道掘进中。二、掘进通风设施局扇风筒通风设施的选择程序：确定通风方式，选择风筒、计算风量、计算通风阻力，选择局部扇风机。选择风简直径的主要依据是送风量与通风距离。送风量大，通风距离远，风简直径要选得大些。另外，还要考虑巷道断面大小，以免风简无法布置或易被矿车划破。经济合理4
14、.2.2综合防尘湿式打眼喷雾洒水加强通风个人防护 清扫落尘4.2.3井下降温第三节装岩与运输巷道掘进中最繁重，所占时间最长的工序，一般要占到3550%，随着机械化程度的提高，采用凿岩台车打眼时，打眼速度的提高及打眼深度的增加，都使得装岩与运输时间所占的比例进一步提高，因此做好装岩与运输工作对提高劳动效率、加快掘进速度、改善劳动条件和降低成本具有重要意义。4.3.1装岩工作4.3.1.1装载机铲斗式装载机耙斗式装载机蟹爪式装岩机立爪式装岩机后卸式侧卸式4.3.1.1铲斗式装岩机1）铲斗后卸式装岩机特点：结构紧凑，使用灵活，行走方便，可实现打眼与装岩的平行作业。但在轨道上行走，装载宽度较小，生产效
15、率较低，同时由于抛掷矸石，扬起的岩尘较多。4.3.1.1铲斗式装岩机1）铲斗铡卸式装岩机特点：正面铲取岩石，侧方卸载，履带行走，机动灵活，巷道宽度不受限制，装岩生产率较高。4.3.1.2耙斗式装岩机特点：结构简单，操作方便，适应性强，装岩生产率高，成本低，维修量小。缺点是钢丝绳磨损快，一般不宜平行作业。耙斗式装岩机工作原理工作时用卡轨器将装岩机固定在轨道上，操纵手柄使两个滚筒中的一个为主动，另一个为从动，使耙斗向前进入工作面，然后两手柄互换方向，耙斗将矸石耙入斗中并进入装岩机上的卸载槽内向卸载槽下的矿车中装岩，然后再换方向完成下一个循环。移耙斗时，将卡轨器松开，两个滚筒同时转运，或一个转运一个
16、固定，将绳缩短，使机器向前移动。调绳时摘开前面的导向轮，松开一个手柄（放绳），或转运一个滚筒（紧绳）。4.3.1.3 蟹爪式装岩机这类装岩机主要由蟹爪、履带行走部、转岩输送机、液压系统和电气系统等组成(图5-30)。装岩机前端的铲板上设有一对蟹爪，在电动机或液压马达驱动下，连续交替扒取矸石，并经刮板输送机运到机尾胶带输送机或刮板输送机上，而后再装入运输设备。蟹爪式装岩机装岩工作连续，并且装载宽度大，生产率高，但结构复杂，履带行走对软岩巷道不利，适于装硬岩。另外，机器对制造工艺和耐磨材料要求高，维修保养要求高。4.3.1.4立爪式装岩机 立爪式装岩机由装载机构，转载机构及行走机构三部分组成.立爪
17、装岩机的优点：装矸机构简单可靠，动作机动灵活，对巷道断面和岩石块度适应强，能挖水沟和清理底板，生产率高。但爪齿容易磨损，操作较复杂，维修要求高。蟹爪立爪式装岩机4.3.1.5装岩机的选择选择装岩机主要应考虑巷道断面的大小，装载机的装载宽度和生产率，适应性和可行性，操作、制造和维修的难易程度，装载机与其它设备的配套，装岩机的造价和效率等因素。4.3.1.6提高装岩生产率的途径根据实际情况和具体要求，可采取以下措施提高装岩生产率：1.积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高装载机的工时利用率，缩短循环中的装岩时间；2.积极选用和研制高效能的装载机。3.做好爆破工作，爆破下的矸石尽量块度均匀大
18、小合适，矸石堆放集中，便于装岩。4.发展一机多用设备，提高平行作业的程度。5.加强装岩调车的组织管理工作，保证重车及时推出，空车及时到位。4.3.2调车工作在巷道的装岩运输过程中，采用矿车运输时，当一个矿车装满后必须退出，调换一个空车进入工作面继续装岩，这就是调车工作。不同的调车方式对装岩机的工时利用率影响很大，因此应针对不同的设备采用不同的装岩调车机械化作业线。4.3.2.1固定错车场调车法在巷道中隔一定距离设置一固定的可存放空车的车场，使工作面的重车可以出去，空车可进入的调车方法。对于巷道净宽度较小的单轨巷道，需在适当距离加宽一段并铺设临时轨道可存放一个空车；对于双轨巷道，可在双轨中加简易
19、渡线道岔（两个单开道岔）形成错车场。这种调车方法较简单易行，一般可以用电机车调车，或辅以人力，但错车场不能经常紧跟工作面，调车效率较低。4.3.2.2活动错车场调车法利用专门的调车设备，使车场可能紧跟工作面前移，经常保持较短的调车距离，提高装岩机的工时利用率的一类调车方法。一、浮放道岔单轨浮放双轨道岔菱形浮放道岔单开浮放道岔对称浮放道岔二、其它调车设备翻框式调车器风动调车器风动调车盘4.3.2.3专用调车设备为进一步减少调车时间，提高装岩机的工时利用率，可将装岩与运输工作组织成由装岩机转载机矿车三部分组成的装岩运输作业线。一、胶带转载机二、梭式矿车三、仓式列车4.3.3辅助运输设备巷道施工中除
20、了要求及时将岩石运出掘进工作面外，还需将大量的材料、设备和人员运往工作面，这类工作称为辅助运输工作，所需设备即为辅助运输设备。1）矿用防爆电机车2）无轨胶轮车3）卡轨车4）单轨吊车4.4 岩巷快速施工机械化作业线4.4.1 岩巷掘进机岩石掘进机是靠旋转刀盘上的盘形滚刀旋转切削破碎岩石而使巷道一次成型的大型机械设备。它集挖、装、运、支护于一体，能实现破岩、装岩、运输、支护及喷雾除尘等全部工序，因此是自动化程度较高的地下工程施工设备。其优点是机械化程度高，施工速度快，效率高和工作安全等，适应性相对较差，投资大，要求施工的巷道断面大小合适。第四章岩巷施工第四章岩巷施工4.4.2 掘进机的功能1）掘进
21、功能：掘进功能分破碎工作面岩石的功能和不断推进掘进机前进的功能。因此需要有刀具、刀盘、刀盘驱动机构、推进机构及支撑机构。2）出矸功能：分导矸、铲矸、溜矸和运矸。导工作面破碎的岩石受重力作用下落到底板，由机器下部的导矸条导向铲斗（导矸），铲斗将矸石铲起（铲矸），通过溜槽运矸至输送机（溜矸），带式输送机将矸石运出（运矸）。由导矸条、铲斗、溜槽、带式输送机等部分组成。第四章岩巷施工第四章岩巷施工3）导向功能确定巷道的方向、方向的调整和偏转的调整。采用激光导向装置确定巷道的方向，采用液压油缸调整巷道的水平及垂直方向的偏差，并用纠偏油缸防止机体整体偏斜。由激光导向、调向油缸、纠偏油缸组成。支护功能：开挖
22、地质体的预处理，开挖后的局部支护及全部硐壁的衬砌。根据不同的支护方式采用不同的支护设备。第四章岩巷施工第四章岩巷施工掘进机破岩原理一、刀具破岩原理二、全断面掘进机工作原理及主要机型三、部分断面掘进机工作原理及主要机型第三章巷道破岩第三章巷道破岩4.4.岩巷机械化作业线钻眼爆破法根据其采用的打眼机具、装岩设备、运输设备调车方式等又可组成多种巷道施工机械化作业线如下：气腿式凿岩机打眼耙斗装岩机装岩矿车运输固定或活动错车场调车。气腿式凿岩机打眼铲斗后卸式装岩机装岩矿车运输固定或活动错车场调车。气腿式凿岩机打眼铲斗侧卸式装岩机装岩矿车运输固定或活动错车场调车。液压凿岩台车打眼铲斗侧卸式装岩机装岩矿车运输固定或活动错车场调车。液压凿岩台车打眼蟹爪式装岩机装岩胶带转载机转载矿车运输固定或活动错车场调车。液压凿岩台车打眼蟹爪式装岩机装岩梭式矿车运输。还有一些不太常用的作业线。其中目前在我国广泛应用的仍然是气腿式凿岩机打眼耙斗装岩机装岩矿车运输固定或活动错车场调车。第五节 掘进安全工作一、预防瓦斯爆炸一）瓦斯爆炸机理 瓦斯爆炸机理 瓦斯爆炸条件二）预防瓦斯爆炸的措施二、煤尘爆炸机理和特征 机理 特征 条件 防止煤尘爆炸的措施