- 6.29 MB
- 2021-05-14 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
井巷工程
绪论
第一章 平巷设计与施工
机电安
装工程
绪 论
矿山建设
(
隧道施工
)
井巷工程,
占
50~70%
井筒、井底车场及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道、回风巷道、支护工程等设计和施工的基本原理与方法
的学科
土建工程
机电安装工程
凿岩、施工设备,爆破工艺,井筒浇灌工艺都在飞速进展;有矿山开始尝试盾构机掘进巷道
近
20
年的进展
**
凿岩、装药、爆破、通风、装运岩石、
巷道支护各工序循环作业,实行一次
成巷
掘进施工循环图表
井巷工程主要工艺技术和设备发展趋势
硬岩矿山以凿岩爆破为主要手段
深竖井成为
21
世纪的发展方向;
南非
2000-4000m
(
分区破裂
),我国
1300m
左右
普通掘进法掘进天井在大中型矿山仍广泛应用
在完善单体设备的同时,完善掘进设备的配套
预裂和光面爆破日益得到重视。炮孔深度逐步加大,爆破参数优化和高性能炸药的研制是发展方向
施工难度日益加大
井巷工程具有的特点
施工环境特殊
(阴暗、潮湿、通风差,粉尘多,劳动强度大)
施工对象多变
(随面推进,要穿各种不同的岩石)
施工方法多样,技术复杂
施工场地狭窄,地点受矿体赋存条件控制
支护结构和建井工程量必须考虑矿山服务年限
教学目的
本课程主要讨论井巷断面设计,井巷支护和井巷掘进的一般设计和施工知识;介绍矿山井巷工程实践应用的新技术和经验,使学生
掌握井巷工程设计和施工的基本理论和一般设计方法
;
熟悉设计施工图的内容
并能结合矿山的实际情况,有一定的分析解决有关矿山井巷工程问题的能力。
学习方法
本课程教学环节包括
课堂讲授
,
学生自学设计过程
,习题,课程设计与作业和期末考试。通过以上教学步骤,使学生
掌握井巷设计的基础知识和一般设计步骤
,能够进行
基本的井巷断面设计
,
掌握井巷掘进支护的一般施工工艺
。
井巷工程
第一章 平巷设计与施工
第一章 平巷设计与施工
第一节
平
巷断面形状及尺寸设计
第二节
平
巷
施工
第三 节
通风与防尘
习题
与
作业
第一章 平巷设计与施工
一、
巷道
断面设计的原则
巷道断面设计
主要是
选择断面形状和确定断面尺寸。
设计的原则
是:在满足安全、生产和施工要求的条件下,
力求提高断面利用率,取得最佳的经济效果。
二、
巷道
断面设计的内容和步骤
㈠选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸,并进行风
速验算;
㈡根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面
尺寸,并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸;
㈢布置水沟和管缆;
㈣绘制巷道断面施工图,工程量表、材料消耗量一览表。
第一节、巷道断面形状及尺寸设计
按构成的
轮廓线
分两种:
折线型
:矩形、梯形、不规则形;
曲线型
:直墙拱形
(
如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形
)
以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。见下图巷道断面形状。
形状
承受顶压由小到大顺序如下:
影响巷道断面选择的因素
㈠
作用在巷道上的
地压
大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。
㈡
巷道用途
和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。
㈢矿区的支架材料和习惯使用的支护方式,也直接影响巷道断面形状的选择;
㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。
㈤需要风量大的矿井,选择通风阻力小的断面和支护方式,有利于安全和具有经济效益。
巷道断面尺寸确定
一、
巷道净宽度确定
二、
巷道净高度确定
三、
巷道净断面面积
四、
巷道风速验算
五、
巷道设计和计算掘进断面面积
直墙拱形巷道的
净宽度
系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。
矩形巷道的净宽度
,系指巷
道两侧内壁或锚杆露出长度终
端之间的水平间距。
梯形巷道
,当其内通行矿车、电机车时,
净宽系
指
车辆顶面水平的巷道宽度
;当其内
不通行
运输设备时,净宽系指
自底板起
1.6m
高水平的巷道宽度
。
一、
巷道净宽度
B
0
确定
B
0
=2b+b
1
+b
2
+m
双轨
单轨
=b+b
1
+b
2
b
运输设备最大宽度
b
1
运输设备到支护体的间隙
b
2
人行道宽度
m
对开列车最突出部分的间距
F
双轨中心距离,
F= b/2+b/2+m
A
、
C
分别为非人行道侧、人行道侧线路中心到支架(支护体)的距离
图
1-2
P6
转弯处内侧和外侧均要加宽
0.2m
;中心线
F
也要类似加宽;
曲线段巷道加宽范围:除曲线段外,用矿车运输时与曲线段两端相联的各长
2 m
的直线段也要加宽;
用电机车运输时曲线两端直线段加宽长度为
3.0m
。
《
矿山安全规程
》
为满足掘进机械化装载和铺设临时双轨调车,以及运输综采
支架的需要。巷道最小宽度:主
要大巷为
2.2m
;采区巷道为
2 m
。
二、
净高(
H
0
)
H
0
=
f
0
+
h
3
-
h
5
f
0
拱形巷道拱高;
h
3
拱形巷道墙高;
h
5
巷道铺轨道渣厚度。
f
0
=
(
0.35~0.40
)
B
0
;半圆拱,
f
0
=0.5
B
0
=R
;
拱形巷道墙高
h
3
的确定
:
按电机车架线要求计算,再按行人及管道架设要求验算,最后选其中的最大值。
墙高
h
3
值,必须按只进不舍的原则,以
0.1
m
进级。
图
1-2
P6
1
.
矩形巷道净断面积
:
S
=
BH
B—
巷道净宽;
H—
巷道净高。
2
.
梯形巷道净断面积:
S
=
(B
1
+B
2
)H/2
;
B
1
、
B
2
—
巷道顶梁、底板处净宽;
H—
巷道净高。
3
.
半圆拱巷道
:
S
=
B(0.39B+h
2
)
h
2
—
渣面起巷道壁的高度。
4
.
圆弧拱巷道
:
S
=
B(0.24B+h
2
)
三、
巷道的净断面面积
矩形巷道
梯形巷道
半圆拱形巷道
圆弧拱形巷道
坡度:
3~5
‰
,个别区段可达
10~15 ‰
。
四、
风速验算
v
=
Q
/
S
净
<许可风速
五、
巷道设计和计算掘进断面面积
1
.
支护参数的选择
(
后续章节讲
)
2
.
道床参数的选择
3
.
巷道掘进断面积设计
4
.
巷道掘进断面积计算
道床参数的选择
道床参数是按选取的
钢轨型号
、
轨枕规格
和
道碴厚度
确定的。
①钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。
②轨枕:轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。
③道床:一股采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴,颗粒度以
20~40mm
为宜。
巷道掘进断面积设计
巷道净尺寸加上支架、道床参数、管线并可得到巷道掘进的设计尺寸,从而求得巷道掘进断面的设计面积。
半圆拱巷道
:
S
1
=B
1
(
0.39B
1
+h
3
);
B
1
—
拱形巷道掘进宽度;
h
3
—
墙高;
圆弧拱巷道
:
S
1
=0.24B
2
+1.27BT+1.57T
2
+B
1
h
3
;
B—
巷道净宽;
T—
墙厚;
梯形巷道
:
S
1
=
(
B
3
+B
4
)
H
1
/2
;
B
3
、
B
4
—
顶梁、底梁设计掘进宽度;
H
1
——
设计掘进高度。
水沟、管线一般布置在行人一侧;水沟少穿越运输线路,平巷水沟坡度取
3‰~5‰
,或与巷道的坡度相同,但一般不小于
3‰
管线布置要求
1
.
管线通常应部置在人行道一侧,也可布置在非人行道一侧
。管道架设可采用管墩架设、托架固定或锚杆悬挂等方式。若架设在人行道上方,管道下部与道渣面或水沟盖板面保持
1.8 m
和
1.8 m
以上的距离,若架设在水沟上,应以不妨碍清理水沟为原则。
2
.在架线式电机车运输巷道内,不要将管道直接置于巷道底板上(用管墩架设),以免电流腐蚀管道。管道与运输设备之间必须留有不小于
0.2 m
的安全距离。
3
.通信电缆和电力电缆不宜设在同一侧。如受条件限制设在同一侧时,通信电缆应设在动力电缆上方
0.1m
以上的距离处以防电磁场作用干扰通讯信号。
4
.高压电缆和低压电缆在巷道同侧布置时,相互之间距离应大于
0.1 m
以上;同时高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于
50 mm
,以便摘挂方便。
5
.电缆与管道在同一侧敷设时,电缆要悬挂在管道上方并保持
0.3 m
以上的距离。
6
.电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆,或者电缆发生坠落时,不会落在轨道上或运输设备上。
管线布置图例
巷道掘进断面积计算
考虑到巷道在施工内出现超挖观象,因此,设计掘进断面尺寸应
加上允许超挖值
δ(
矩形、梯形棚子
)
,作为计算掘进断面尺寸。并以此计
算出巷道的掘进工程量和支护材料消耗量。
例题一、
P17
某煤矿,年设计能力为
90
万
t
,低瓦斯矿井,中央分列式通风,井下最大涌水量为
320 m
3
/h
。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为
160m
3
/h
,采用
ZK10—6/250
架线式电机车牵引
1.5
吨矿车运输,该大巷穿过中等稳定的岩层,岩石坚固性系数
f
=4
~
6
,需通过的风量为
8 m
3
/s
。巷道内敷设一道直径为
200 mm
的压风管和一趟直径为
l00 mm
的水管。试设计运输大巷直线段的断面。
一、选择巷道断面形状
年产
90
万吨矿井的第一水平运输大巷,一般服务年限在
20
年以上,采用
600mm
轨距双轨运输的大巷,其净宽在
3m
以上,又穿过中等稳定的岩层,故选用钢筋砂浆锚秆与喷射混凝土支护,半圆拱形断面。
例题二
二、确定巷道断面尺寸
㈠确定巷道净宽度
B
查表知
ZK10—6/250
电机车宽
A1=1060 ㎜
,高
h=1550 ㎜
;
1.5
吨矿车宽
1050㎜
,高
1150㎜
。
根据
《
煤矿安全规程
》
,取巷道人行道宽
C=840㎜
,非人行道一侧宽
a= 400㎜
。又查表
3-2
知本巷双轨中心线
b=1300㎜
,两电机车之间的距离为:
1300-
(
1060/2+1060/2
)
=240㎜
故巷道净宽度
B=a1+b+c1=a+2A1+C+t=400+2×1060+240+840=3600㎜
。
㈡确定巷道拱高
h
0
半圆拱巷道拱高
h
0
=B/2=3600/2=1800㎜
,半圆拱半径
=h0=3600/2=1800㎜
㈢
确定巷道壁高
h
3
按架线电机车导电弓子要求确定
h
3
由半圆拱巷道拱高公式得
2.
按管道装设要求确定
h
3
3.
按人行高度要求确定
h
3
综上计算,并考虑一定的余量,确定本巷道壁高为
h
3
=1800㎜
。则巷道高度
H=h
3
-h
b
+h
0
=1800-200+1800=3400㎜
。
㈣
确定巷道净断面面积
S
和净周长
P
由表得净断面面积
S=B
(
0.39B+h
2
)
式中:
h2
为道碴面以上巷道壁高,
h
2
= h
3
-h
b
=1800-200=1600㎜
。
故
S=3600×
(
0.39×3600+1600
)
=1081400㎜2=10.8㎡
净周长
P=2.57B+2h2=2.57×3600+2×1600=12500㎜=12.5m
㈤
用风速校核巷道净断面面积
查表知
v
max
=8m/s
,已知通过大巷风量
Q=28m
3
/s
,计算得:
设计的大巷断面面积、风速没超过规定,可以使用。
m/s
㈥
选择支护参数
本巷道采用锚喷支护,根据巷道净宽
3.6m
、穿过中等稳定岩层即属
Ⅲ
类围岩、服务时间大于
l0
年等条件,得锚喷支护参数;锚杆长
1.8m
,间距
a=0.78
~
0.8m
,排距
a‘=0.8m
,锚杆直径
d=18㎜
,喷射混凝土层厚
T
1
=l00 mm
,而锚杆露出长度
T2=50mm
。故支护厚度
T=T
1
=100㎜
。
㈦选择道床参数
根据本巷道通过的运输设备,选用
24kg/m
的钢轨,其道床参数
hc
、
h
b
分别为
360㎜
和
200㎜
,道渣至轨面高度
ha=hc-h
b
=360-200=160㎜
。采用筋混凝土轨枕。
㈧确定巷道掘进断面面积
巷道设计掘进宽度
B
1
=B+2T=3600+2×100=3800㎜
。
巷道计算掘进宽度
B
2
= B
1
+2δ=3600+2×75=3950㎜
。
巷道设计掘进高度
H
1
=H+h
b
+T=3400+200+100=3700㎜
。
巷道计算掘进高度
H
2
=H
1
+δ=3700+75=3775㎜
。
巷道设计掘进断面面积
S
1
=B
1
(
0.39B
1
+h
3
)
=3800×
(
0.39×3800+1800
)
=12471600㎜
2
,取
S
1
=12.5㎡
。
巷道计算掘进断面面积
S
2
=B
2
(
0.39B
2
+h
3
)
=3950×
(
0.39×3950+1800
)
=13194075㎜
2
,取
S
2
=13.2㎡
。
三、布置巷道内水沟和管线
已知通过本巷道的水量为
160m
3
/h
,采用水沟坡度为
0.3%
,查表得:水沟深
400 ㎜
、水沟宽
400㎜
,水沟净断面面积
0.16㎡
;水沟掘进断面面积
0.203㎡
,每米水沟盖板用钢筋
1.633kg
、混凝土
0.0276m3
,水沟用混凝土
0.133m
3
。 管子悬吊在人行道一侧,电力电缆挂在非人行道一侧,通信电缆挂在管子上方,如图
3-8
所示。
四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量
每米巷道拱与墙计算掘进体积
V
1
=S
2
×1=13.2×1=13.2m
3
;
每米巷道墙脚计算掘进体积
V
3
=0.2×
(
T+δ
)
×1=0.2×
(
0.1+0.075
)
×1=0.04m
3
;
每米巷道拱与墙喷射材料消耗
V
2
=[1.57
(
B
2
-T
1
)
T
1
+2h
3
T
1
]×1
=[1.57
(
3.95-0.10
)
0.10+21.80×0.10]×1=0.96m
3
;
每米巷道墙脚喷射材料消耗
V
4
=0.2T
1
×1=0.2×0.1×1=0.02m
3
;
每米巷道喷射材料消耗(不包括损耗)
V= V
2
+ V
4
=0.96+0.02=0.98 m
3
;
每米巷道锚杆消耗(仅拱部打锚杆)
式中,
P
1
’
为计算锚杆消耗周长
, P
1
’=1.57B
2
=1.57×3.95=6.2m
;
M
、
M’
为锚杆间距、排距
M=M’=0.8m
。
M
M
P
N
¢
+
1
¢
=
¢
1
)
2
/
(
2
五、绘制巷道断面施工图
编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗量表。根据以上计算结果,按
1
:
50
比例绘制出巷道断面图(图
3-8
),并附上工程量及材料消耗量表,如表
3-12
及表
3-13
。这些施工图表发至施工单位,作为指导施工的依据。
一、凿岩设备及其选择
(
第二章讲解
)
二、
岩石装载与转运
第二节 平巷施工
㈠
铲斗式装岩机
㈡
耙斗装岩机
㈢
蟹爪式装岩机
㈣
立爪式装岩机
㈤
装岩机的选择
㈠
铲斗式装载机
1
.铲斗后卸式装岩机
随工作面前移,利
用短道和爬道延伸轨
道。
2
.侧卸式铲斗装岩机
㈡
耙斗装载机
耙斗装载机在工作前,用
卡轨器
将台车固定在轨道上,并用
固定楔
将尾轮悬吊在工作面的适当位置上。
耙斗装载机
可在拐弯巷道中作业
(
三
)
蟹爪式装岩机
(
四
)
立爪式装载机
㈤
装岩机的选择
选择装岩机考虑的因素比较多,主要包括巷道断面大小;装岩机的装载宽度和生产率,适应性和可靠性,操作、制造和维修的难易程度;装岩机的造价和效率等
。
铲斗后卸式装岩机生产能力(
25~40m
3
/h
),间歇作业,效率低,容易扬起粉尘,要求有熟练的操作技术,一般应用与单轨巷道。
侧卸式装岩机,铲取能力大,生产效率高,对大块岩石、坚硬岩石适应性强;履带行走,移动灵活,装卸宽度大,清底干净;操作简单、省力,但是构造复杂,造价高,维修要求高,间歇装岩,适用于断面
12m
2
以上的巷道。
耙斗装载机,构造最简单,维修、操作都容易;可用于平巷、斜巷、以及煤巷、岩巷等,但是,它的体积较大,移动不方便,妨碍其它机械使用,间歇装岩,且底板清理不干净,人工辅助工作量大,耙齿和钢丝绳损耗量大,效率低,应用于单轨巷道较为合理。
蟹爪式、立爪式、蟹立爪装岩机的装岩动作连续,可与大容积、大转载能力的运输设备和转载机使用,生产效率高,但是构造较复杂,造价高,蟹爪与铲板易磨损,装坚硬岩石时,对制造工艺和材料耐磨度要求高。
三
、调车工作
㈠
固定错车场调车法
㈡
活动错车场调车
㈢
专用转载设备
固定错车场(
窄
)、活动错车场(
宽
)、胶带运输废石(
不用车场、连续运输
)
㈠
固定错车场调车法
装岩机的工时利用率只有
20
%
~30
%
缺点:
此调车方法一般需要增加道岔的铺设和加宽巷道的工作量,同时不能经常保持较短的调车距离,所以调车效率不高,不能适应快速掘进的要求
,
需要和其它调车方法配合使用,才能收到较好的效果。
优点:
简单易行,一般可以用电机车调车,或辅助以人力。
装岩机的工时利用率:
20%~30%
使用地点:工程量不大,工期要求较缓的工程。
㈡
活动错车场调车
装岩机的工时
利用率可达
30
%
~40
%。
1.浮放道岔
2
.翻框式调车器
3
.
风动吊车器调车
(三)
专用转载设备
1
、
胶带转载机
1)
悬臂式胶带转载机
长度短,结构简单,行走方便,能用于弯道装岩,辅助工作量小。
2)
悬挂式胶带转载机
胶带长度大,存放矿车较多,转载能力大,但悬挂辅助工作量大,适用于大断面的长直巷道。
3)
支撑式胶带转裁机
胶带较长,存放矿车较多,转载能力大,适用于大、中断面,长直巷道。
2
、
棱式矿车
3
、
仓式列车
式中
x——
连续装矿车数日,辆,
n——
胶带转载机下能容纳的矿车数目,辆。
采用此方法调车,倒车频繁。如果转载过长,能容纳一个循环的岩石量,倒车次数。但因转载机过长而笨重,反而会影响使用。
梭式矿车
(
梭车
)
是车身校长的大容积矿车。它的底部有一台刮板输送机。装载机向梭车的前端装载,等矿碴将溢出车外时,开动刮板输送机移动一小段距离。逐次进行,将梭车装满外运。为了把一次放炮爆破的岩碴全部装走,可用多台梭车搭接转载。被拉到卸载地点后,开动刮板输送机卸出岩碴。
仓式列车由
头部车
、
若干中部车
及
一台尾部车组成
,
链板机贯穿整个列车车箱的底部。使用时,根据一次爆破
出岩量确定中部车车箱数量。
四、提高装岩机工作效率的途径
装岩效率的单位:
㎡
/台班或
㎡
/工 ,其数值越高,成本越低。
提高其途径:
⑴
积极推广和研究装岩、运输机械化作业线
,不断提高
装岩机工时利用率,缩短循环中的装岩时间。
⑵
积极选用和研制高效能的装岩机
,在现有设备中,要
根据巷道断面大小选用装岩机。
对于双轨巷道尽量选用大
型耙斗装岩机ZC-2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型
装岩机。一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面
选用生产能力小的装岩机。
⑶
做好爆破工作
。
当岩石的块度均匀、适宜,堆放集
中,且底板平整时,装岩机的效率较高。如ZC-20B型铲斗
式装岩机当块度小于200
~
500㎜时工作效率最高。部分转载
机当岩石块度大于500㎜,则无法正常工作。
⑷
发展一机多用设备,如钻眼、装岩机,钻眼、装岩、锚
杆安装机,转载与运输和卸载合一的仓式列车。
⑸加强装岩调车的组织管理工作。
①提高钻眼、装岩机司机操作技术,加强作业线的维修保
养,以保证装岩熟练,减少事故障。
②严格执行工种岗位责任制,保证各工种密切配合,工序
衔接迅速。
③保证稳定的电压或合理提高风动装岩机风压。
④保证轨道质量,经常维护,提高行车速度,减少矿车调
道事故。
⑤坚强调度工作,及时供应空车。
1
.掘进中各
主要工序
,如钻眼、装岩、调车、运输等均
应采用机械化作业。
机械化作业线的链条不能有间断现象
。
2
.各工序使用的机械设备,在
生产能力
上要
匹配合
理、相互适应
,避免设备能力相差悬殊而影响某些设备潜力
的发挥。
3
.机械的
规格及结构形式
必须适应施工条件、巷道规
格及作业方式的要求,并且机械设备能力及数量应有适当的
富裕量和备用量。
4
.要保证施工能获得持续
高速度、高效益
以及合理的
经济技术指标,并耍确保
安全
。
5
.在保证成龙配套的前提下,尽员减少机械设备的数
量,尽量
一机多用
。
㈠
岩巷掘进机械化作业线组配的原则
五、岩巷掘进机械化作业线的选择
1.
凿岩台车、侧卸式装载机为主的机械化作业线
㈡
岩巷掘进机械化作业线
2
.
气腿凿岩机、耙斗装岩机为主的机械化作业线
3
.
气腿式凿岩机、蟹爪式装载机、耙斗式装载机或侧卸式装载机、梭式矿车机械化作业线
。
4
.
以钻装机为主的机械化作业线
。
总之
,机械化作业线设备配套
均衡各工序间的设备能力,留有备用设备而便于维修,紧密安排工序尽量争取平行作业时间
实例
:
豫灵万米长巷道掘进
六、 岩巷掘进机
㈠
岩巷联合掘进机的主要结构
㈡
岩巷掘进机的优缺点
㈠
岩巷联合掘进机的主要结构
1
.破岩装置
2
.行走推进装置
3
.岩渣转运装置
4
.驱动装置
5
.动力供给装置
6
.方向控制装置
7
.除尘装置
8
.锚杆支护安装装置
㈡
岩巷掘进机的优缺点
用岩巷掘进机掘进是实现巷道掘进机械化的重要途径
。它使破、装、运等主要工序实现了综合机械化。与常规的钻眼爆破法相比,具有掘进速度快、效率高、作业人员少、工作安全、施工质量好,对围岩影响小等优点,
l 967
年美国罗宾斯岩巷掘进队创造了岩巷
(
页岩
)
掘进
2089m
的纪录。
但目前,它还存在一些问题和缺点,主要有:
使用范围有一定的局限性,只适用于较长的直巷道及曲率半径很大的拐弯巷道
,
特别是遇到涌水大、断层破碎等复杂地质条件时,适应性更差
;
机器重量大,灵活性差,井下组装难度大
;由于动力容量大,
造成动力费用大
,掘进成本较高;
刀具材质和结构虽有改进
,
使用寿命仍不够长
等等。
第三节 掘进通风与综合防尘
一、
通风方式
二、
掘进通风设施
三、
独头长距离巷道通风
四、
综合防尘
一、通风方式
㈠
压入式通风
㈡
抽出式通风
㈢
混合式通风
㈠
压入式通风
p28
1.
优点
:这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒,能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。
<10m
>10m
2.
缺点:
排出的炮烟在巷道中蔓延扩散,时间较长,工
人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。
3.
局扇、风筒的布置要求
㈡
抽出式通风
1.
优点
:其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出,不污染巷道。
2.
缺点
:风筒有效吸程小,工作面排除炮烟等有害气体的时
间长。污浊风流通过局部通风机,安全性差。在有瓦斯涌出的
工作面不宜采用。
<6m
>10m
3.
特点:
这种通风方式一般要采用金属风筒
㈢
混合式通风
≥10m
1.
特点:
这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用,为了达到快速通风的目的,可利用一辅助局扇作压入时通风,新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。
≥10m
2.
局扇、风筒的布置要求
混合式时,抽出风量要大于压入风量
20-25%
。
荡平钨矿
≥10m
<10m
二、掘进通风设施
1
.
局部通风机
2
.
风筒
3
.
引射器
1
.局部通风机
局部扇风机分为
轴流式
和
离心式
两种,由于轴流式扇风机的体积
小、效率高、使用方便,在巷道掘进中得到了广泛使用。但这种风机的
噪音较大,还有待进一步改进。国产较新型的
BKJ66—1
子午加速型系列
局部通风机效率更高,噪声低,该系列有多种规格,其中
BKJ
型局部通
风机性能数据
,
见表。
适用于有爆炸性危险气体(甲烷类)和煤尘的矿井中,用交流
50Hz
、电压至
660V
电路中,做矿井井下采掘和采煤巷道局部通风之用。
2
.
风筒
掘进通风用的风简有
刚性
和
柔性
两类。
刚性风筒有
铁风筒、玻璃钢风筒
等.
常用的柔性风筒为
胶布风筒、软塑料风筒
等,只能用于
压入式通风。
近几年来又研制出一种带有刚性骨架的可塑性风筒,即
在柔性风筒风筒内每隔一定距离,加上了圆形钢丝圈或螺旋
型钢丝圈,既可用于抽出式通风,又有可收缩的特点。
常用的风筒规格见表。
选择风筒直径的主要依据是送风量和通风距离。根据现
场经 验,通风距离在
200m
以内可选用直径
400㎜
的风筒,通
风距离在
200~600m
可选用直径
500㎜
的风筒,通风距离在
500~1000m
以内可选用直径
600
~
800㎜
的风筒,通风距离
1000m
以上可选用直径
800
~
1000㎜
的风筒。
正压风筒具有抗静电、阻燃、强力高、风阻小、漏风率低、连接方便、柔软轻便等特点
负压风筒结构示意图
1—
端圈;
2—
螺旋钢丝;
3—
压条;
4—
吊环;
5—
涂覆布;
6—
连接软带
3
.引射器
利用引射器产生的负压通过风筒导风的通风方法,引射器
有
水力引射器和压气引射器
两种。
水力引射器
无电气部件,能降温、除尘、消烟,适用于
瓦斯大,供风量不大的煤巷掘进,但效率较低,能力有限,
只有在特定条件下考虑使用。
负
压气引射器
是利用压缩空气为动力的一种通风设备,特
别适用于高瓦斯区,小断面巷道掘进通风。
1.
引射器
2.
风筒
三、独头长距离巷道通风
搞好长距离独头巷道筒风,
最主要的措施是最大限度
的减少风简阻力和防止风简漏风
。
我国在独头长距离巷道通风方面积累了丰富的经验。在
现有通风设备的基础上,只要加强通风管理工作就可提高通
风效率实现单机独头长距离筒风。我国山东枣庄煤矿在
1972
年
10
月,以一台
11
千瓦的局部扇风机和直径
580㎜
的胶质风
筒,在巷道掘进中创独头通风
345
米的新记录,远远越过了
苏联
191
米、加拿大
174.6
米和法国
147
米的记录。
独头长距离巷道通风的
关键是最大限度的保持风筒平、
直、紧、稳,减少漏风和降低阻力,并保证风机的正常运
转。
四、综合防尘
掘进岩石巷道时,产生大量的岩石粉尘,根据测定这些粉尘
中含有游离二氧化硅
30
~
70%
,其中大量的是粒径小于
5μm
的
粉尘。
1
.
湿式钻眼
是综合防尘最主要的技术措施。
2
.喷雾、洒水对防尘和降尘都有良好的作用。
3
.加强通风排尘工作。
煤矿还多用水泡泥
4
.加强个人防护工作。
习 题
巷道断面设计的原则、内容和步骤?
巷道形状选择的因素?
净宽、净高、拱形巷道墙高?
水沟设计应注意的问题?
管线布置应符合哪些要求?
装载与转运应注意什么?
巷道掘进通风方式有哪几种,优缺点,如何做到综合防尘?
装岩设备有哪些,如何选择,调车方式有哪几种,如何提高装岩工作效率?
岩巷掘进机的优缺点,适用条件?
作业:
某运输大巷年生产能力为
60
万吨,铺双轨,穿
f=8-10
的岩石,涌水量为
140m
3
/h
,压风管直径
200mm
,供水管路
100mm
,内设
2
条动力电缆,
3
条通讯电缆,通过风量
50m
3
/s
。试设计该巷道断面。
水沟尺寸可以查表也可以计算。