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1、煤矿巷道施工组织与管理2023/1/31本讲稿第一页，共二十八页第一节一次成巷及其作业方式第二节施工组织第三节掘进队的组织与管理制度第四节巷道快速施工工艺与组织施工实例 第七章巷道施工组织与管理第七章巷道施工组织与管理2023/1/32本讲稿第二页，共二十八页巷道施工组织方式有两种：一种是分次成巷，一种是一次成巷。l一次成巷，是将巷道施工中的掘进、永久支护、掘砌水沟三个分部工程视为一体，统筹安排，在一定距离内，前后最大限度的同时施工，一次做成巷道。l分次成巷的实质是把巷道的掘进和支护两个分部工程分两次完成，是先以小断面掘完整条巷道，并架设临时支架，然后拆除临时支架进行永久支护。第一节一次成巷及
2、其作业方式第一节一次成巷及其作业方式2023/1/33本讲稿第三页，共二十八页掘进与永久支护平行作业这种作业方式是指永久支护在掘进工作面之后一定距离处与掘进同时进行。矿山井巷工程施工及验收规范中规定，掘进工作面与永久支护间的距离不应大于40m。这种作业方式的难易程度，取决于永久支护的类型。一次成巷按照掘进与永久支护的相互关系，有以下三种方式：40m2023/1/34本讲稿第四页，共二十八页采用金属拱形支架,永久支护随着掘进而架设即可;采用料石或混凝土砌碹，掘进与砌碹之间就必须保持一定的距离，般为2040m，（图7-1）。在这段距离内，一般采用锚喷或金属拱形临时支架作为控制顶板的临时措支护施。2
3、023/1/35本讲稿第五页，共二十八页单一喷射混凝土时，喷射工作可紧跟掘进工作面进行。先喷一层3050厚的混凝土，作为临时支护控制围岩。随着掘进工作面的推进，在距工作面2040m处再进行二次补喷，该工作与工作面的掘进同时进行。这种作业方式由于永久支护不单独占用时间，可提高成巷速度约3040，施工机械设备能得到充分利用，可降低施工成本。但同时需要的人力、物力较多，组织工作比较复杂，一般适用于围岩比较稳定及掘进断面大于8的巷道，以免掘砌工作相互干扰，影响成巷速度。采用锚杆喷射混凝土联合支护，则锚杆可紧跟工作面而安设，喷射混凝土工作可在距工作面一定距离处进行。2023/1/36本讲稿第六页，共二十
4、八页掘进与永久支护顺序作业掘进与永久支护顺序作业 掘进与永久支护顺序作业是掘进与支护两大工序在时间上按先后顺序施工，即先将巷道掘进一段距离，然后停止掘进，边拆除临时支架，边进行永久支护工作。当围岩稳定时，掘、支间距为2040。这种作业方式的特点是掘、支轮流进行，由一个工作队来完成。因此要求工人既会掘进又会砌碹或锚喷。这种作业方式组织工作比较简单，但成巷速度较慢，适用于掘进断面小于8，巷道围岩不太稳定的情况。40m2023/1/37本讲稿第七页，共二十八页掘进与永久支护交替作业掘进与永久支护交替作业在距离接近而又平行的两条巷道内，掘进时可以由一个综合掘进队负责施工。对每条巷道来讲，掘进与永久支护
5、是顺序进行的，但在相邻的两条巷道中的掘、支(或锚喷)工作则是交替进行的。它集中了顺序作业和平行作业的特点，可以避免掘进与永久支护工作的相互影响，有利于提高施工的熟练程度和掘进没备的利用率。2023/1/38本讲稿第八页，共二十八页一次成巷施工中应注意的几个问题一次成巷施工中应注意的几个问题平行作业的掘、砌间距，大约在2040米之间，在具体确定该距离时，要在满足掘砌设备合理布置原则下取其最短距离。在一次成巷施工中，掘进和支护是两项主要工序，如能正确处理好二者之间的关系，就能保证快速、安全的进行施工，也能降低掘进成本。巷道竣工后验收的主要内容有巷道的标高、坡度、方向、起点、终点和连接点的坐标位置，
6、中线和腰线及其偏差值，水沟的坡度、断面、永久支护的规格质量。2023/1/39本讲稿第九页，共二十八页第二节第二节 施工组织施工组织 一、坚持正规循环作业一、坚持正规循环作业循环作业循环作业在巷道掘进过程中，包括主要工序(钻眼、爆破、装岩和临时支护)和辅助工序(通风、铺轨和接长管线等)，同样，在永久支护过程中，如锚喷支护，也包括打锚杆眼、安装锚杆和喷射混凝上等工序。这些工序是按一定顺序周而复始进行的，故称循环作业。循环图表循环图表 为了组织施工，循环作业要以循环图表的形式表示出来。即是将一个循环中各工序的工作持续时间，先后顺序以及相互衔接的关系，周密地用图表形式固定下来，使全体施工人员心中有数
7、，一环扣一环地进行操作。正规循环作业正规循环作业 在规定的循环时间内，按作业规程、爆破图表和循环图表的规定，完成全部工序和工作量，取得预期的进度，称为正规循环作业。2023/1/310本讲稿第十页，共二十八页二、多工序平行作业二、多工序平行作业为了使一个循环内的时间得到充分利用，将每个循环所耗用的时间压缩到最低限度。凡一个循环内能同时施工的工序，应尽量安排使其同时进行，实现多工序平行作业。例如例如:在掘进中，钻眼和装岩这两个工序的工作量大，占用时间长。因此，如果采用气腿式凿岩机钻眼，在工序安排上应使钻眼与装岩两工序进行最大限度的平行作业。具体办法是，爆破后在岩堆上钻上部炮眼(有时包括钻锚杆眼)
8、与装岩平行作业，另外还可适当采取抛碴爆破，减少被矸石所遮盖住的巷道断面使装岩时能多钻些炮眼。装岩工作结束后，钻下部炮眼可与铺没临时轨道，检修维修装岩机平行作业。在目前我国巷道施工机械化水平和设备生产率不高的情况下，实现多工序平行作业对提高掘进速度和工效是十分必要的，而且是切实有效的。但是，随着大型高效率的掘进设备，特别是一机多用设备的出现，顺序作业必将被扩大使用。2023/1/311本讲稿第十一页，共二十八页三、循环图表的编制三、循环图表的编制编制图表的原则是：应充分利用时间和空间确保达到先进的技术经济指标和安全施工条件：确定日工作制度我国煤矿采用“三八”作业制、”四八交叉”作业、“四六”作业
9、制，有的矿井实行按工作量分班的“滚刀制”。中国煤炭工业纲领性文件国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见今日(2005年06月29日)在国家发改委官方网站上全文公布。该文件敦促有关方面改革煤矿工作制度，尽快实行四班六小时工作制。这份被视为矿工“福音书”的新政明确提出，提高矿工劳动保障水平，将矿工入井时间缩短至八小时之内，并尽快实行四班六小时工作制。目前，中国诸多煤矿实施的是三班八小时工作制，加之下井及升井时间，不少矿工每班在井下时间均超过十小时。2023/1/312本讲稿第十二页，共二十八页确定作业方式确定循环方式和循环进度循环方式循环方式 一般条件下可采用每班一个循环或多循环，主要取决于巷道
10、断面大小和施工技术装备。每班的循环次数应为整数，即一个循环不要跨(班)日完成。循环进度循环进度 巷道施工中，每个循环使巷道向前推进的距离称为循环进度，有称循环进尺循环进尺。循环进尺取决于炮眼深度和爆破效率。根据当前的钻眼爆破技术水平，炮眼深度以1.52.0m为宜。随着高效凿岩机、凿岩台车的使用和爆破器材的改进，宜采用2.03.5m的中深孔爆破。循环进尺确定后，每个循环各工序的工作量也就确定了，根据施工定额、工作制度使可求出每循环所需的时间和每班的循环次数。2023/1/313本讲稿第十三页，共二十八页计算循环时间计算循环时间 在所需的全部作业时间中，扣除能够与其他工序平行作业的时间便是一个循环
11、所需要的时间，即：式中，T1安全检查及交接班时间，一般为20min。T2为装岩时间，min。t1钻上部眼时间，min。t2钻下部炮眼时间，min。钻眼工作单行作业系数，钻眼、装岩平行作业时，一般为0.30.6；钻眼、装岩顺序作业时，为1。T3装药联线时间，min。T4放炮通风时间，一般为1520min。2023/1/314本讲稿第十四页，共二十八页装药联线时间T3，与炮眼数目和同时参加装药联线的工人组数有关：式中，N工作面炮眼总数，个；t一个炮眼装药所需时间，min/个；A在工作面同时装药的工人组数。钻眼时间钻眼时间 L炮眼平均深度，m；m同时工作的凿岩机(或钻机)台数；v凿岩机的实际平均钻速
12、，m/min。装岩时间：S一巷道掘进断面积，；一炮眼利用率，一般为0.80.9；P一装岩机实际生产率(指实体岩石)，m3/h；n一同时工作的装岩机台数。2023/1/315本讲稿第十五页，共二十八页将以上各式代入71式得；在实际工作中，有l%的备用时间，故循环时间：循环图表编制示例循环图表编制示例 根据以上的计算及初步确定的数据，即可编制循环图表。图表名称为矿巷道掘、支（砌、喷）平行（或顺序）作业循环图表。表上有工序名称一栏，施工的各工序按顺序关系自上而下排列；第二栏自上而下为各工序对应的工程量；第三栏自上而下为与各工序对应的各工序的所需时间；第四栏为用横道线表示的根工序的时间延续和工序之间的
13、相互关系。编制好的循环图表，需在实践中，进一步检验修改，使之不断改进、完善，真正起到指导施工的作用。下面某矿-700m水平东大巷掘喷平行作业循环图表，见图7-2。2023/1/316本讲稿第十六页，共二十八页图7-2某矿-700m水平东大巷掘喷平行作业循环图表2023/1/317本讲稿第十七页，共二十八页 一、掘进队的组织形式一、掘进队的组织形式我国常用的有综合掘进队和专业掘进队两种组织形式。l综合掘进队是将巷道施工所需要的主要工种(掘进、支护)，以及辅助工种（机电维修、运输、通风、管路安装等)组织在个掘进队内。综合掘进队的特点是指挥统一，各工种密切配合协作，有利于培养工人一专多能。在施工中根
14、据不同工序的需要，灵活调配劳力，使工时得到充分利用，提高工作效率。l专业掘进队只有主要工序的工种（掘进、支护），辅助工另设工作队，并服务于若干个专业掘进队。专业掘进队任务单一，管理比较简单，但辅助工种的配合不如综合队及时。专业掘进队受辅助工影响较大，工时利用率低，现较少采用。第三节掘进队的组织与管理制度2023/1/318本讲稿第十八页，共二十八页 二、掘进队的基本管理制度二、掘进队的基本管理制度工种岗岗位则任制按术交底制施工原始资料积累制工作面交接班制度安全生产制质量责任制经济管理制度此外，还有考勤制，改备维修包机制、岗位练兵制等。实践表明，以上各项管理制度都是行之有效的，是搞好企业基层管理
15、所不可缺少的。只有切实执行这些制度，才能确保巷道施工任务的顺利完成。2023/1/319本讲稿第十九页，共二十八页第四节第四节 巷道快速施工工艺与组织施工实例巷道快速施工工艺与组织施工实例 一、工程及地质概况一、工程及地质概况新集一矿西皮带大巷是该矿开采边界赋存煤层的重要巷道，半圆拱形断面，净宽4.8m，净高3.7m，净断面积15.74，掘进断面积18.5。巷道永久支护形式为架喷，即采用架29U型钢棚和喷射混凝土联合支护。钢棚花背水泥背板，肩窝以上铺菱形网，棚间距600，棚与棚之间采用3个拉钩和7根木撑连接。喷射混凝土厚度100，强度等级C15。巷道断面及管线布置见图7-3。西皮带大巷穿过的岩
16、层主要为砂质泥岩、泥岩；其中有一段顶板13-1煤，瓦斯含量较丰富，煤层底板松软破碎，部分地段穿越落差5-8m的断层，局部有淋水。岩石硬度系数f=46，地质条件较复杂。2023/1/320本讲稿第二十页，共二十八页2023/1/321本讲稿第二十一页，共二十八页 二、施工主要机械化配套设备二、施工主要机械化配套设备根据西皮带大巷工程特征和地质条件，以及采用的施工工艺和方法，合理选用施工机械化配套设备，详见表7-1。表7-1主要施工机械设备 2023/1/322本讲稿第二十二页，共二十八页钻眼爆破采用YT-27型气动凿岩机配B22400中空六角钢钎杆和38一字形合金钎头钻眼。炮眼深度2.2m，掏槽
17、眼深2.4m，菱形直眼掏槽。爆破用炸药为T330煤矿许用水胶炸药，药卷规格为32400350g。雷管为为15段毫秒延期电雷管，总延期时间不超130ms。炮眼布置见图7-4，光面爆破参数见表7-2，预期爆破效果见表7-3。三、巷道施工方法三、巷道施工方法表7-2光面爆破参数 2023/1/323本讲稿第二十三页，共二十八页 图7-4炮眼布置示意1压气、供水管路；2风筒，700；3电缆挂钩；4水沟，5005002023/1/324本讲稿第二十四页，共二十八页表7-3预期爆破效果 装岩排矸装岩排矸 大巷施工时，爆破后的矸石采用P60-B耙斗装岩机装入1t固定箱式矿车内，由2.5t蓄电池电机车运至斜巷
18、变坡点。斜巷采用1台JD-55型绞车单钩提升，4辆1t固定箱式矿车串车将矸石提至西风井井底车场，再由井底车场提至地面。2023/1/325本讲稿第二十五页，共二十八页 支护支护巷道永久支护设计为架（棚）喷（浆）支护。由于巷道断面较大，放炮找顶后，及时安设前探梁（采用长5.0m、直径108的钢管3根），每根前探梁使用3个拉钩挂在已架好的棚梁上并用木楔楔紧；然后将棚梁架设在前探梁上，背好背板，铺好菱形网，找好中腰线及棚梁水平后，充填密实。施工人员在棚梁掩护下打下一茬炮的上部眼及进行下一步的栽腿工作。架棚后56d左右，围岩趋于稳定，即可进行喷浆支护。为保证快速施工，采用平行交叉作业，出矸的同时由专人进行喷浆，不影响工作面掘进作业。设专人掘砌水沟，也不影响工作面掘进作业，既能保证质量也能保证进度。巷道施工作业队采用综合掘进队编制，掘进为“四六”制作业方式，机电运输为“三八”制作业方式。坚持正规循环作业和多工序平行交叉作业。2023/1/326本讲稿第二十六页，共二十八页主要技术经济指标主要技术经济指标主要技术经济指标见表7-4。2023/1/327本讲稿第二十七页，共二十八页第七章习题1.一次成巷的定义，分几种作业方式？2.正规循环作业，多工序平行交叉作业？3.掘进队组织形式有哪两种，掘进队基本管理制度有哪些？2023/1/328本讲稿第二十八页，共二十八页