掘进机掘进破岩技术及施工工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,掘进机掘进破岩技术及施工工艺,掘进机掘进破岩技术,机掘与炮掘相比，巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，对巷道围岩稳定性影响很小，因此机掘对顶板管理影响较小，根据我在山西吕梁大沟煤矿近几年使用EBJ-120TP型掘进机的情况进行分析讲解。,掘进机破岩有钻削、铣削和滚压3种方式。部分断面掘进机破岩主要用于钻削和铣削两种方式。截割工作机构悬臂布置，截割头有纵向和横向出轴旋轴两种，形状有圆锥形，圆锥圆柱形、半球形，滚筒式等。截割头截入工作面的部分断面，用悬臂式的循环摆动截落全断面煤岩。全断面掘进机破岩主要用滚筒和铣削两种方式。滚压式工作机构用在坚硬岩层中，工作机构前端有一个旋转刀盘，在刀盘旋转的同时，利用机器的轴向推力压向岩面，使刀具在岩面公转并绕自身轴线自转，从而实现全断面破岩，铣削式工作机械用在煤和软岩中，工作头前端有若干个独立旋转的刀盘，刀盘上装铣削刀具。利用工作头、刀盘各自的旋转运动与机器的推进运动相互配合，使刀具呈螺旋线方式运动破落煤岩。,1.国内外掘进机使用情况,掘进机用于巷道机掘施工，机掘速度快，效率高，巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，施工质量好等诸多优点，被越来越多的国家所认识。据统计，掘进机掘进巷道的速度较钻爆法提高约2倍，工程造价可降低40%左右。国外专家认为，随着新掘进巷道长度的增加，掘进机掘进的效果越能发挥，认为部分断面掘进机，新掘巷道长度最好能在809m以上，而全断面掘进机则在3000m以上。目前国外采用最多的是部分断面掘进机，这种掘进机比较灵活，可使煤岩分掘。部分断面掘进机中有70%为重型，质量在40t以上，用于掘进抗压强度在60MPa以上的岩石。在较软岩层和煤层中则采用轻型掘进机，质量在40t以下。,我国目前部分断面掘进机仅用于煤和软岩巷道掘进，当在=6以上的中硬岩层中，特别是含石英量大的岩石，掘进速度很慢。我国目前的部分断面掘进机约90%是在全煤巷道中掘进。,全断面掘进机在国外有一些应用，在我国使用较少。,2.选择截割煤岩的原则,（1）有利于顶板维护。,（2）有利于钻进开切，截割阻力 小。,（3）截割工作效率高。,（4）截齿损耗少，震动小。,（5）避免出现大块，利于装载转运。,3.不同条件下应采取的截割程序,（1）均质中硬煤层，采取如图1-1所示由下向上的程序截割。,（2）半煤岩工作面，先软后硬。沿煤岩分界线的煤侧钻进开切，沿线掏槽，如图1-2所示。,（3）层理发育的软煤，中心开钻，四面刷帮。,（4）硬煤，为少出大块，要自上而下截割。,（5）相当坚硬的煤岩，从下向上截割。,（6）顶板较破碎，为减少空顶时间，则应从下向上截割。,4.截割质,量,量要求,（1）按设,计,计对断面形,状,状，支架规,格,格和间排距,的,的要求，截,割,割时要一次,达,达到够高、,够,够深、够宽,，,，以便及时,、,、合格、顺,利,利地架设支,架,架。,（2）截割,出,出的巷道断,面,面周边轮廓,规,规整，既不,欠,欠挖，也不,超,超挖。,（3）截割,功,功率消耗低,、,、截齿损耗,少,少,无论采用哪,种,种截割方法,，,，都应特别,注,注意扫底，,否,否则由于底,板,板上堆积大,量,量煤岩，会,影,影响清底，,还,还会使掘进,机,机的履带向,前,前行走时越,垫,垫越高，截,割,割底面随之,越,越掘越高。,在,在截割过程,中,中，装载铲,板,板不应轻易,抬,抬起。,5.在复杂,地,地质条件下,破,破岩的操作,方,方法及注意,事,事项,（1）平巷,掘,掘进，煤层,底,底板突然上,升,升，底板需,起,起坡时，掘,进,进机截割底,板,板，应抬高,截,截割头使之,稍,稍抬高于装,载,载铲板前沿,。,。当完成一,截,截割循环，,机,机器前进时,，,，装载铲板,要,要稍太高，,相,相应的在变,坡,坡点后要把,掘,掘进机履带,适,适当垫高，,避,避免履带跑,空,空打滑。当,装,装载铲板抬,与,与所掘巷道,的,的坡度一致,时,时，落下装,载,载铲板，继,续,续正常截割,。,。,（2）平,巷,巷掘进，,煤,煤层底板,突,突然下降,，,，底板需,降,降坡时，,掘,掘进机开,始,始掘进下,坡,坡，应注,意,意把装载,铲,铲板前面,的,的底板截,割,割深些，,浮,浮煤务必,出,出清，装,载,载铲板落,到,到与巷道,底,底板一致,时,时，才可,正,正常作业,。,。,当坡度突,然,然加大时,，,，履带后,边,边要垫木,板,板，使掘,进,进机后部,抬,抬高，待,装,装载铲板,下,下底煤掏,净,净后，即,可,可落下铲,板,板继续正,常,常作业。,（3）过,断,断层，煤,层,层突然上,升,升或下降,时,时，应根,据,据预见的,断,断层位置,及,及性质，,提,提前1520m,按,按正、负12坡度,线,线上坡或,下,下坡掘进,，,，以便逐,步,步过渡到,煤,煤层。,（4）煤,层,层软且倾,角,角较大，,掘,掘进断面,一,一帮见底,，,，另一帮,不,不见底时,，,，必须注,意,意掌握好,掘,掘进机的,平,平衡，否,则,则会影响,安,安全生产,。,。当巷道,倾,倾角大于5时，,掘,掘进机就,很,很易滑下,低,低帮，为,防,防止掘进,机,机中心线,偏,偏离巷道,中,中心线影,响,响截割围,，,，而造成,机,机件损伤,，,，在截割,机,机见底的,一,一边可正,常,常截割，,在,在不见底,的,的一边履,带,带处要留,比,比底板高0.1m,的,的底煤，,以,以便垫平,履,履带，如,果,果留底煤,掘,掘进机仍,下,下陷倾斜,时,时，可在,履,履带下面,垫,垫上木板,，,，使掘进,机,机保持平,衡,衡。,二、岩石,巷,巷道施工,工,工艺,巷道掘进,目,目前还是,以,以钻爆法,为,为主，包,括,括钻眼、,爆,爆破、装,岩,岩、运输,和,和支护等,主,主要工序,以,以及工作,面,面通风、,排,排风、测,量,量等辅助,工,工序。,（一）平,巷,巷施工工,艺,艺,1.水平,岩,岩石巷道,施,施工,水平岩石,巷,巷道的掘,进,进目前还,是,是以钻爆,法,法为主。,2.煤岩,施,施工,煤岩掘进,的,的工艺与,岩,岩巷掘进,基,基本上一,样,样，但施,工,工方法还,有,有许多不,同,同之处：,（1）煤,层,层比岩层,的,的坚固性,小,小，除钻,研,研爆破法,外,外，还可,采,采用效率,高,高的多种,掘,掘进机或,掘,掘进装载,机,机。由于,煤,煤层软，,易,易于片帮,，,，所以掘,进,进断面一,般,般不应大,于,于设计断,面,面，我们,通,通过在1504西,工,工作面采,用,用的放炮,震,震动和掘,进,进机出矸,的,的办法，,从,从而大幅,度,度提高了,工,工作效率,。,。,（2）煤,层,层内多含,有,有瓦斯，,爆,爆破后又,有,有大量煤,层,层飞扬，,故,故应慎重,选,选择爆破,器,器材和爆,破,破方法，,以,以免引起,瓦,瓦斯、煤,尘,尘爆炸。,（3）在,煤,煤巷掘进,时,时，巷道,内,内经常积,有,有浮煤，,车,车轮式装,岩,岩机容易,在,在轨道上,打,打滑，铲,斗,斗式装岩,机,机装煤时,会,会引起大,量,量煤尘。,所,所以，在,煤,煤巷掘进,时,时应选择,履,履带式装,载,载机或其,他,他不致引,起,起煤尘大,量,量飞扬的,装,装载机。,（4）采,用,用双巷掘,进,进时，每,隔,隔一定距,离,离要开风,眼,眼贯通，,但,但是劳动,组,组织复杂,。,。实行单,巷,巷掘进时,，,，采用长,距,距离通风,等,等有效的,安,安全技术,措,措施，实,行,行单巷经,济,济也取得,了,了良好的,技,技术经济,效,效果。,（5）对,于,于服务年,限,限短的煤,巷,巷，一般,可,可以在掘,进,进的同时,，,，架设永,久,久支架。,3.半煤,岩,岩水平巷,道,道施工,半煤岩水,平,平巷道掘,进,进的特点,：,：,（1）巷,道,道凿岩位,置,置的选择,。,。在半煤,岩,岩巷道开,掘,掘上，必,须,须认真选,择,择在巷道,断,断面内的,凿,凿岩位置,，,，即挑顶,，,，卧底或,挑,挑顶兼卧,底,底。,凿岩位置,根,根据煤层,倾,倾角，顶,底,底板岩性,以,以及巷道,用,用途等条,件,件来选择,。,。同时应,注,注意做到,：,：尽量避,免,免破坏顶,板,板，保持,巷,巷道稳定,，,，尽可能,掘,掘凿软岩,，,，并力求,掘,掘煤面积,最,最大，减,少,少开掘困,难,难和费用,，,，充分满,足,足巷道运,输,输、装车,的,的要求。,在,在一般情,况,况下，缓,倾,倾斜煤层,的,的半煤岩,巷,巷道，通,常,常开采用,卧,卧底；倾,斜,斜煤层，,多,多采用挑,顶,顶兼卧底,；,；急倾斜,煤,煤层，一,般,般采用卧,底,底，根据,每,每个煤矿,的,的地质条,件,件不同、,可,可根据实,际,际去设计,施,施工。,（2）煤,岩,岩的开凿,顺,顺序。在,半,半煤岩巷,道,道掘进中,，,，煤半、,岩,岩的开掘,顺,顺序对掘,进,进速度和,效,效率有很,大,大影响。,在,在通常情,况,况，应实,行,行全断面,一,一次开掘,，,，并尽可,能,能实行煤,、,、岩分别,采,采用倒台,阶,阶工作面,或,或正台阶,工,工作面的,掘,掘进方法,，,，使煤层,超,超前于岩,层,层超前于,岩,岩层开掘,。,。,（3）排,水,水。巷道,一,一侧要设,置,置排水沟,、,、如果顺,煤,煤层掘进,不,不能设置,水,水沟就及,时,时敷设排,水,水管路及,设,设备，以,便,便泄出井,下,下涌水，,保,保证生产,安,安全，并,且,且创造较,好,好的行人,、,、运输等,工,工作条件,，,，有利于,巷,巷道的维,护,护。,（二）斜,巷,巷施工工,艺,艺,1）上山,掘,掘进,（1）掘,进,进上山时,应,应特别注,意,意通风工,作,作。由于,瓦,瓦斯的相,对,对密度小,，,，常常积,聚,聚在上山,掘,掘进工作,面,面附近，,如,如果不采,取,取措施，,可,可能会发,生,生瓦斯爆,炸,炸。因此,，,，在瓦斯,矿,矿井上山,掘,掘进时，,必,必须加强,通,通风，采,取,取双巷掘,进,进（一个,进,进风，一,个,个回风）,，,，甚至采,取,取自上而,下,下的掘凿,方,方式。,（2）在,近,近水平或,缓,缓倾斜煤,层,层中，上,山,山掘进一,般,般用矿车,或,或运输送,机,机运输。,上,上山掘进,使,使用的绞,车,车，当提,升,升斜长小,于,于150m左右时,，,，可将绞,车,车布置在,上,上山一侧,的,的小硐室,内,内，如果,斜,斜长过大,，,，一台绞,车,车提升能,力,力不够，,即,即应安设,多,多台（一,般,般为两台,）,）绞车，,实,实行分段,接,接力提升,。,。当上山,倾,倾角大于25时,，,，可用搪,瓷,瓷溜槽抓,装,装运。但,必,必须将溜,煤,煤（矸）,道,道与人行,道,道隔开，,防,防止煤（,矸,矸）滑落,伤,伤人、我,们,们在09,年,年施工的,一,一采回风,上,上山时为,采,采用机械,掘,掘进和输,送,送机运输,，,，从而提,高,高了掘进,速,速度、我,建,建议为提,高,高掘进速,度,度尽量采,用,用输送机,运,运输。,2）下山,（,（斜井）,掘,掘进,掘进下山,因,因瓦斯可,沿,沿巷道上,升,升，故通,风,风比较容,易,易。然而,，,，运输和,排,排水较为,复,复杂。,（1）掘,进,进下山时,，,，一般都,采,采用矿车,运,运输（巷,道,道坡度小,时,时也可采,用,用输送机,运,运输）。,为,为了避免,发,发生断绳,和,和脱钩事,故,故，可在,巷,巷道上部,和,和巷道内,设,设置防止,跑,跑车的防,护,护装置。,（2,）,）,下,下,山,山,掘,掘,进,进,时,时,，,，,上,上,部,部,平,平,巷,巷,道,道,渗,渗,水,水,，,，,煤,煤,层,层,或,或,岩,岩,层,层,本,本,身,身,及,及,其,其,顶,顶,底,底,板,板,的,的,涌,涌,水,水,，,，,都,都,可,可,能,能,流,流,质,质,掘,掘,进,进,工,工,作,作,面,面,。,。,为,为