掘進機掘進破巖技術及施工工藝

掘進機掘進破巖技術機掘與炮掘相比，巷道成型規(guī)整，巖體免遭炮震破裂，對巷道圍巖穩(wěn)定性影響很小，因此機掘?qū)敯骞芾碛绊戄^小，根據(jù)我在山西呂梁大溝煤礦近幾年運用EBJ-120TP型掘進機的情況進展分析講解。掘進機破巖有鉆削、銑削和滾壓3種方式。部分斷面掘進機破巖主要用于鉆削和銑削兩種方式。截割任務機構懸臂布置，截割頭有縱向和橫向出軸旋軸兩種，外形有圓錐形，圓錐圓柱形、半球形，滾筒式等。截割頭截入任務面的部分斷面，用懸臂式的循環(huán)擺動截落全斷面煤巖。全斷面掘進機破巖主要用滾筒和銑削兩種方式。滾壓式任務機構用在鞏固巖層中，任務機構前端有一個旋轉(zhuǎn)刀盤，在刀盤旋轉(zhuǎn)的同時，利用機器的軸向推力壓向巖面，使刀具在巖面公轉(zhuǎn)并繞本身軸線自轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)全斷面破巖，銑削式任務機械用在煤和軟巖中，任務頭前端有假設干個獨立旋轉(zhuǎn)的刀盤，刀盤上裝銑削刀具。利用任務頭、刀盤各自的旋轉(zhuǎn)運動與機器的推進運動相互配合，使刀具呈螺旋線方式運動破落煤巖。1.國內(nèi)外掘進機運用情況掘進機用于巷道機掘施工，機掘速度快，效率高，巷道成型規(guī)整，巖體免遭炮震破裂，施工質(zhì)量好等諸多優(yōu)點，被越來越多的國家所認識。據(jù)統(tǒng)計，掘進機掘進巷道的速度較鉆爆法提高約2倍，工程造價可降低40%左右。國外專家以為，隨著新掘進巷道長度的添加，掘進機掘進的效果越能發(fā)揚，以為部分斷面掘進機，新掘巷道長度最好能在809m以上，而全斷面掘進機那么在3000m以上。目前國外采用最多的是部分斷面掘進機，這種掘進機比較靈敏，可使煤巖分掘。部分斷面掘進機中有70%為重型，質(zhì)量在40t以上，用于掘進抗壓強度在60MPa以上的巖石。在較軟巖層和煤層中那么采用輕型掘進機，質(zhì)量在40t以下。我國目前部分斷面掘進機僅用于煤和軟巖巷道掘進，當在?=6以上的中硬巖層中，特別是含石英量大的巖石，掘進速度很慢。我國目前的部分斷面掘進機約90%是在全煤巷道中掘進。全斷面掘進機在國外有一些運用，在我國運用較少。2.選擇截割煤巖的原那么〔1〕有利于頂板維護。〔2〕有利于鉆進開切，截割阻力小?！?〕截割任務效率高。〔4〕截齒損耗少，震動小?！?〕防止出現(xiàn)大塊，利于裝載轉(zhuǎn)運。3.不同條件下應采取的截割程序〔1〕均質(zhì)中硬煤層，采取如圖1-1所示由下向上的程序截割?！?〕半煤巖任務面，先軟后硬。沿煤巖分界限的煤側(cè)鉆進開切，沿線掏槽，如圖1-2所示?！?〕層理發(fā)育的軟煤，中心開鉆，四面刷幫?！?〕硬煤，為少出大塊，要自上而下截割?！?〕相當鞏固的煤巖，從下向上截割。〔6〕頂板較破碎，為減少空頂時間，那么應從下向上截割。4.截割質(zhì)量要求〔1〕按設計對斷面外形，支架規(guī)格和間排距的要求，截割時要一次到達夠高、夠深、夠?qū)挘员慵皶r、合格、順利地架設支架。〔2〕截割出的巷道斷面周邊輪廓規(guī)整，既不欠挖，也不超挖?！?〕截割功率耗費低、截齒損耗少無論采用哪種截割方法，都應特別留意掃底，否那么由于底板上堆積大量煤巖，會影響清底，還會使掘進機的履帶向前行走時越墊越高，截割底面隨之越掘越高。在截割過程中，裝載鏟板不應隨便抬起。5.在復雜地質(zhì)條件下破巖的操作方法及本卷須知〔1〕平巷掘進，煤層底板忽然上升，底板需起坡時，掘進機截割底板，應抬高截割頭使之稍抬高于裝載鏟板前沿。當完成一截割循環(huán)，機器前進時，裝載鏟板要稍太高，相應的在變坡點后要把掘進機履帶適當墊高，防止履帶跑空打滑。當裝載鏟板抬與所掘巷道的坡度一致時，落下裝載鏟板，繼續(xù)正常截割。〔2〕平巷掘進，煤層底板忽然下降，底板需降坡時，掘進機開場掘進下坡，應留意把裝載鏟板前面的底板截割深些，浮煤務必出清，裝載鏟板落到與巷道底板一致時，才可正常作業(yè)。當坡度忽然加大時，履帶后邊要墊木板，使掘進機后部抬高，待裝載鏟板下底煤掏凈后，即可落下鏟板繼續(xù)正常作業(yè)。〔3〕過斷層，煤層忽然上升或下降時，應根據(jù)預見的斷層位置及性質(zhì)，提早15~20m按正、負12坡度線上坡或下坡掘進，以便逐漸過渡到煤層。〔4〕煤層軟且傾角較大，掘進斷面一幫見底，另一幫不見底時，必需留意掌握好掘進機的平衡，否那么會影響平安消費。當巷道傾角大于5°時，掘進機就很易滑下低幫，為防止掘進機中心線偏離巷道中心線影響截割圍，而呵斥機件損傷，在截割機見底的一邊可正常截割，在不見底的一邊履帶處要留比底板高0.1m的底煤，以便墊平履帶，假設留底煤掘進機仍下陷傾斜時，可在履帶下面墊上木板，使掘進機堅持平衡。二、巖石巷道施工工藝巷道掘進目前還是以鉆爆法為主，包括鉆眼、爆破、裝巖、運輸和支護等主要工序以及任務面通風、排風、丈量等輔助工序。〔一〕平巷施工工藝1.程度巖石巷道施工程度巖石巷道的掘進目前還是以鉆爆法為主。2.煤巖施工煤巖掘進的工藝與巖巷掘進根本上一樣，但施工方法還有許多不同之處：〔1〕煤層比巖層的鞏固性小，除研討爆破法外，還可采用效率高的多種掘進機或掘進裝載機。由于煤層軟，易于片幫，所以掘進斷面普通不應大于設計斷面，我們經(jīng)過在1504西任務面采用的放炮震動和掘進機出矸的方法，從而大幅度提高了任務效率?！?〕煤層內(nèi)多含有瓦斯，爆破后又有大量煤層飛揚，故應慎重選擇爆破器材和爆破方法，以免引起瓦斯、煤塵爆炸。〔3〕在煤巷掘進時，巷道內(nèi)經(jīng)常積有浮煤，車輪式裝巖機容易在軌道上打滑，鏟斗式裝巖機裝煤時會引起大量煤塵。所以，在煤巷掘進時應選擇履帶式裝載機或其他不致引起煤塵大量飛揚的裝載機?！?〕采用雙巷掘進時，每隔一定間隔要開風眼貫穿，但是勞動組織復雜。實行單巷掘進時，采用長間隔通風等有效的平安技術措施，實行單巷經(jīng)濟也獲得了良好的技術經(jīng)濟效果?！?〕對于效力年限短的煤巷，普通可以在掘進的同時，架設永久支架。3.半煤巖程度巷道施工半煤巖程度巷道掘進的特點：〔1〕巷道鑿巖位置的選擇。在半煤巖巷道開掘上，必需仔細選擇在巷道斷面內(nèi)的鑿巖位置，即挑頂，臥底或挑頂兼臥底。鑿巖位置根據(jù)煤層傾角，頂?shù)装鍘r性以及巷道用途等條件來選擇。同時應留意做到：盡量防止破壞頂板，堅持巷道穩(wěn)定，盡能夠掘鑿軟巖，并力求掘煤面積最大，減少開掘困難和費用，充分滿足巷道運輸、裝車的要求。在普通情況下，緩傾斜煤層的半煤巖巷道，通常開采用臥底；傾斜煤層，多采用挑頂兼臥底；急傾斜煤層，普通采用臥底，根據(jù)每個煤礦的地質(zhì)條件不同、可根據(jù)實踐去設計施工?！?〕煤巖的開鑿順序。在半煤巖巷道掘進中，煤半、巖的開掘順序?qū)蜻M速度和效率有很大影響。在通常情況，應實行全斷面一次開掘，并盡能夠?qū)嵭忻?、巖分別采用倒臺階任務面或正臺階任務面的掘進方法，使煤層超前于巖層超前于巖層開掘。〔3〕排水。巷道一側(cè)要設置排水溝、假設順煤層掘進不能設置水溝就及時敷設排水管路及設備，以便泄出井下涌水，保證消費平安，并且發(fā)明較好的行人、運輸?shù)热蝿諚l件，有利于巷道的維護。〔二〕斜巷施工工藝1〕上山掘進〔1〕掘進上山時應特別留意通風任務。由于瓦斯的相對密度小，經(jīng)常積聚在上山掘進任務面附近，假設不采取措施，能夠會發(fā)生瓦斯爆炸。因此，在瓦斯礦井上山掘進時，必需加強通風，采取雙巷掘進〔一個進風，一個回風〕，甚至采取自上而下的掘鑿方式。〔2〕在近程度或緩傾斜煤層中，上山掘進普通用礦車或運保送機運輸。上山掘進運用的絞車，當提升斜長小于150m左右時，可將絞車布置在上山一側(cè)的小硐室內(nèi)，假設斜長過大，一臺絞車提升才干不夠，即應安設多臺〔普通為兩臺〕絞車，實行分段接力提升。當上山傾角大于25゜時，可用搪瓷溜槽抓裝運。但必需將溜煤〔矸〕道與人行道隔開，防止煤〔矸〕滑落傷人、我們在09年施工的一采回風上山時為采用機械掘進和保送機運輸，從而提高了掘進速度、我建議為提高掘進速度盡量采用保送機運輸。2〕下山〔斜井〕掘進掘進下山因瓦斯可沿巷道上升，故通風比較容易。然而，運輸和排水較為復雜?！?〕掘進下山時，普通都采用礦車運輸〔巷道坡度小時也可采用保送機運輸〕。為了防止發(fā)生斷繩和脫鉤事故，可在巷道上部和巷道內(nèi)設置防止跑車的防護安裝。〔2〕下山掘進時，上部平巷道滲水，煤層或巖層本身及其頂?shù)装宓挠克寄軌蛄髻|(zhì)掘進任務面。為了減少掘進任務面的排水任務量，有利于掘進施工，可以采取將上部平巷靠下山一段水溝加以封鎖，在下山巷道中，每隔一定間隔〔如10～15m〕開掘一條橫水溝等措施，攔截上部平巷滲水和煤巖涌水。下山掘進的排水方式，根據(jù)下山傾角和長度大小及涌水地點，可采用單段排水或分段排水。當下山傾角不超越25°，長度不超越300m，有水直接從任務面涌水時，可采用單段排水。單段排水是將水泵設置在任務面附近，直接把水排到上部程度，隨著任務面的推進，每當水泵的吸水高度到達最大吸水高度〔5～7m〕后要向下移置水泵。當下山傾角大于25°，長度很大，且水沿巷道全長涌出時，適于采用分段排水。采用分段排水時，在巷道中應設置中間水倉。中間水倉應能包容水泵從任務面排出的和縱橫水溝流入的水量。隨著下山掘進的延伸，中間水倉和水泵亦應向下移設、假設涌水量小或者是全煤巷道、坡度小于18°那么盡量采用掘進機掘進、防止在平安方面帶來隱患。3〕<規(guī)程>相關規(guī)定：〔1〕開鑿或延伸斜井、下山時，必需在斜井、下山的上口設置防止跑車安裝，在掘進任務面的上方設置鞏固的跑車防護安裝。跑車防護安裝與掘進任務面的間隔必需在施工組織設計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定，斜井〔巷〕施工期間兼作行人道時，必需每隔40m設置躲避硐并設紅燈。設有躲避硐的一側(cè)必需有暢通的人行道。上下人員必需走人行道。行車時紅燈亮，行人立刻進入