与绪论5平巷设计与施工

与绪论5平巷设计与施工

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。