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1、山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第1页,任务3 煤巷及半煤岩巷钻爆法施工,教学目标能力目标1.能进行炮眼设计，检查炮眼布置是否符合要求；2.会准确选择装运煤设备，形成快速装运线;3.能针对煤巷及半煤岩巷，合理设计支护形式；4.能准确编写循环作业图表，正确选择施工作业方式和循环方式等；知识目标1.理解煤电钻或岩电钻的型号、主要技术指标；构造、工作原理、基本操作方法；2.知道煤巷及半煤岩巷炮眼布置与岩巷炮眼布置的异同，主要特点；3.知道煤巷及半煤岩巷与岩巷使用炸药的异同；4.知道破岩、装岩（煤）与岩巷炮眼布置的异同；5.知道必须的安全装备；素质目标1.强调
2、做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证；2.在培养过程中注重人文精神的熏陶；3.培养优秀的职业道德、正直、富有责任感。4.使学生具有较强的实践操作能力;,5.培养学生发散思维的创新能力.,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第2页,任务3 煤巷及半煤岩巷钻爆法施工,煤与半煤岩巷道施工特点：1.围岩的坚固性程度较低，掘进相对容易；围岩稳定性较差，且受动压影响，支护比较困难。2.施工过程中受瓦斯、煤尘的威胁较大，且要注意防止老窑或采空区积水造成危害。3.施工过程中的通风和运输相对比较复杂；4.受煤层褶曲起伏和断层影响，施工时需根据生产使用要求和安
3、全原则正确确定巷道方向，以免造成过多的无效进尺。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第3页,煤巷施工一、特点：1.广泛使用煤电钻打眼；2.炮眼深度一般为1.52.5m；3.炮眼布置方式和岩巷的炮眼布置方式基本相同，为防止崩倒支架，炮眼装药量比岩石巷道平均低2050%；4.当煤巷掘进断面内有较软分层时，掏槽眼应布置在软分层中。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第4页,二、安全爆破 煤巷掘进同样要推广光面爆破和毫秒雷管全断面一次爆破。但毫秒雷管只能使用前五段，即总延期时间不得超过130ms，以确保爆破安全。三、光面爆
4、破 由于煤层较松软，为了达到良好的光面爆破的效果，巷道周边眼药与顶帮轮廓线保持适当的距离。一般硬煤为150200mm；中硬煤为200250mm；软煤为250400mm。周边眼的间距与最小抵抗线的比值一般采用1.11.3，不同条件的矿井在施工中对钻爆参数应反复摸索实践，以得出切合实际的最优数据。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第5页,半煤岩巷一、概念 当岩层占掘进工作面面积1/5-4/5（不含1/5及4/5）时，称其为半煤岩巷道。二、半煤岩巷道破岩位置的选择1.挑顶 以煤层为底板为巷道底板，保持煤层底板的完整性，为满足巷道高度要求而爆破煤层部分顶板岩石
5、的施工方式。2.卧底 以煤层顶板为巷道顶板，保持煤层顶板的完整性，为满足巷道高度而爆破煤层度层部分底板岩石的施工方式。3.挑顶兼卧底 即爆破煤层顶板岩石又爆破煤层底板岩石的施工方式。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第6页,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第7页,三、炮眼布置 由于煤比岩石的硬度小，掏槽眼一般都布置在煤层部分，采用斜眼掏槽如图所示。半煤岩巷道在施工过程中掘进所用的钻研设备应尽量做到动力单一。在有煤与瓦斯突出威胁的半煤岩巷道掘进时，媒体中必须使用煤电钻打眼而禁止使用风镐，以避免因强烈震动诱发煤与瓦
6、斯突出。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第8页,四、施工组织1.全断面一次掘进，煤、岩混合装运。工作组织简单，装运时间短，巷道掘进速度快，主要适用于煤层薄、煤质差或煤层较厚但易分选的半煤岩巷。当采用全断面一次掘进时，其施工方法与一般煤巷相同，通常以煤层的炮眼作掏槽眼，岩石中的炮眼装药量比媒体中炮眼的装药量要多一些。2.煤、岩分掘分运。这种方式能保证掘进煤的质量，并减少煤炭损失，但工作组织较复杂，掘进速度较慢。采用煤岩分掘分运方式时，一般破煤工作超前于破岩工作，即台阶工作面施工法，如图。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/
7、9/16,第9页,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第10页,煤、岩装运一、装运方式 煤岩装运有机械和人工两种方式。二、装运机械1、装煤（岩）机械 煤巷掘进中常用的装煤机械是ZMZ-17型蟹爪式装煤机，这种装煤机械业可用于半煤岩巷道施工。在没有瓦斯涌出的煤或半煤岩巷道，可以使用小型耙斗装载机。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第11页,2、转运设备采用ZMZ-17型蟹爪式装煤机装运煤矸时，矿车可逐一进入其尾部链板运送机下方接装煤（矸）；为充分发挥其效能，可配备胶带转载机，其下方可容纳多个矿车实现连续装车。在耙斗装
8、岩机后方配备胶带转载机同样可以大大提高装运效率。由于钻爆法施工本身不是连续掘进，因此没有必要配套连续运输的长胶带运送机而大量使用矿车运输。如巷道施工长度超过200米，应在巷道中设置临时车场方便调车，并配备小型机车牵引以提高效率，加快施工速度。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第12页,一、棚式支架 棚式支架材料有木棚、金属棚和装配式钢筋混凝土棚等。为减少木材消耗量，增大支护强度，保证施工安全，目前在巷道支护材料方面主要推广金属棚。但在回采工作面开切眼、巷道维修及临时支护时仍然使用木棚；装配式混凝土棚因架设难度高、受动压影响大目前已基本淘汰。,支护方式选
9、择,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第13页,1、梯形金属棚 常用1116号矿用工字钢或1824kg/m钢轨加工制成。金属棚支护大多为梯形巷道，其梁、腿长度由断面大小决定，梁、腿结构形式见图。棚距根据围岩稳定性来确定，一般为0.61.2米，同一巷道棚距基本保持一致，架设时要求顶梁水平且尽可能与巷道轴线垂直，梁、腿连接牢固可靠，拆卸方便。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第14页,2、U型钢可缩性金属拱形支架 适用于地压大、地压不稳定、围岩变形较大的地段，通常在局部断面综掘机掘进大断面煤火半煤岩巷道时使用。,金属
10、棚常用于回采巷道，在断面较大、地压较大的其它巷道也可采用。在一次成巷中，利用它临时支架较为理想。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第15页,锚杆支护 目前我国煤巷和半煤巷锚杆支护技术及成套装备已基本形成，从薄及中厚煤层回采巷道到综采放顶煤工作面煤层底板掘进的顶煤巷道，从顶板比较稳定的煤巷道符合破碎顶板巷道，从实体煤巷道到沿空掘巷，从小断面巷道到大断面开切眼，锚杆支护的使用范围越来越广。一、锚杆支护的优越性分析1.锚杆支护可充分利用围岩的自承能力将荷体变为承载体。2.一般棚式支护属于被动支护，基本不具有初阻力，而锚杆支护属于主动支护，在锚杆安装以后，锚杆
11、即对围岩提供轴向或横向的支护阻力，且随围岩变形增大支护阻力不断增加；,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第16页,3.与棚式支护相比，锚杆支护更有利于改善巷道的维护状况，保持巷道围岩的长期稳定，在相同生产地址条件下，锚杆支护的巷道围岩变形量通常比棚式支护减少一半以上；4.锚杆支护还可节约大量钢材，减少支护材料的运输和装卸支架工作量，减轻工人的劳动强度和改善作业环境；5.由于锚杆支护巷道围岩稳定性好，巷道服务期间基本不需要维修，因而能够保持回采工作面两巷和开切眼的畅通，为快速推进和高产高效降低成本创造有利条件；锚杆支护巷道施工简单，机械化程度高，可大幅度降
12、低巷道支护成本，提高掘进速度和生产效率。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第17页,二、煤与半煤岩巷道主要锚杆类型选择在端锚类锚杆中主要使用树脂锚杆和金属倒楔式锚杆。在全长类锚杆中主要使用钢筋砂浆锚杆和管缝式锚杆。三、煤与半煤岩巷锚杆支护设计1.支护类型和参数选择锚杆支护设计有三种方法：工程类比法，理论计算法，数值模拟法。2.锚杆的布置形式根据围岩的性质，锚杆可排成长方形，三花型、五花形等。方形、三花形适用于比较稳定的岩层；五花形适用于稳定性较差的岩层。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/9/16,第18页,四、锚杆支护的施工与检验1.锚杆孔德钻凿目前多采用气腿式凿岩机或单体锚杆钻机钻眼，手工安装锚杆。2.锚杆的安装3.锚杆的检验五、国内外锚杆支护技术的发展方向1.研制可伸长锚杆。2.向高强度、超高强度发展。3.完善锚杆施工配套机具。4.建立一套适合自身条件的锚杆支护设计方法。5.完善锚杆支护检测系统。,
