宋宏伟-建井会议-中国煤矿巷道快速掘进技术与展望20131104.ppt

煤矿巷道快速掘进技术的发展与展望 宋宏伟 宋宏伟 电 话: 136-8510-0313 Email: hwsong163@163.com 中国矿业大学 (力学与建筑工程学院) 2013年11月5日 ，徐州 2013年 全国矿山建设学术会议 江苏省 徐州市 汇报提纲 1、概述2、巷道钻爆法快速掘进技术3、巷道机械化快速掘进技术4、巷道快速掘进技术的展望 5、总结 1.1 重要意义 1. 概述 加快煤矿巷道施工速度，对减小新井减少周期，节省投资；对于保持生产矿井的采掘平衡，进行可持续生产，都具有重要意义。 我国的煤矿巷道快速掘进支护技术，从“钻爆法”到“机械化开挖方法”不断进步。 目前我国两种方法并存，各有千秋。 地下采煤井巷工程布置示意 1.2 巷道快速掘进的条件 1950s~60s： 煤层开拓部署为主 1960s~90s： 岩巷开拓部署为主 1990s~现在： 煤层开拓部署为主 我国煤矿开拓部署“以煤巷为主”，减少了矿井巷道总工程量，特别是为大力推广巷道机械化快速掘进施工，提供了机遇。 煤岩强度 发展年代 中国“以煤巷为主”的井巷工程量的76%以上。 济宁二号煤矿设计年产400万t，服务年限67.5年，矿井采用全煤巷布置，立井多水平开拓方式，通风方式为中央并列式。 矿井第一水平共有7条大巷： 北翼4条：2条进风、2条回风，为便于运输、排水，其中有1条轨道进风巷布置在3下煤层底板岩石中，其余均布置在煤层中。 南翼3条大巷：1条进风，2条回风，均布置在煤层中。 煤矿开拓部署“以煤巷为主”例子： 潞安矿务局常村煤矿、兖州矿务局的济宁二号井和三号井的运输大巷均布置在煤层中。 2.“钻爆法”快速掘进技术 （1）钻爆法施工主要按照六大工序顺序进行，缺一不可。 掘进工序：钻眼——装药联线——放炮----通风——装岩运输——支护 工具设备：凿岩机——炸药——局部扇风机——装岩机——锚、喷、网、架 煤电钻 雷管、放炮器 风筒 矿车电机车、矿车 2.1 钻爆施工特点 （1）常用施工方法 一次成巷：成巷速度快！ 分次成巷：成巷速度慢！ 《矿山井巷工程施工与验收规范》第6.1.1条 巷道的施工，应一次成巷，并应符合下列规定： 一、凡需支护的巷道，掘进工作面与永久支护间的距离，应根据围岩情况和使用机械作业条件确定，但不应大于40m； 二、水沟应与永久支护同时完成； 三、平巷的永久轨道与掘进工作面的距离，不宜大于200m，但铺设道碴的时间可根据现场条件决定； 四、倾斜巷道永久轨道应在交付使用前，一次铺设。 2.2 钻爆施工作业方式 （掘进与永久支护的关系） （2）一次成巷的作业方式 (1) 组织掘进多工序平行作业 （1）交接班与工作面安全质量检查平行作业； （2）凿岩、装岩与永久支护可以部分平行作业； （3）测中线、腰线与准备凿岩、敷设风水管路平行作业； （4）用铲斗装岩机装岩时，装矸后阶段可与钻工作面中部以上炮眼平行作业。用耙斗机装岩时，可用装左边岩，钻右边眼，装右边岩，钻左边眼，装后边岩，钻下部眼等办法实行平行作业； （5）钻下部眼与工作面铺轨、清扫炮眼平行作业； （6）移耙斗装岩机与接长风水管路平行作业； （7）工作面打锚杆与装岩平行作业； （8）装药与搬离、保护设备和工具平行作业； （9）砌水沟与铺永久轨道平行作业。 意义：充分利用循环时间，从而提高掘进速度. 可行性： 2.3 钻爆快速掘进的技术要点总结 (2) 根据实际的优化掘进作业循环图表 分析调研，合理确定各工序作业时间和循环时间： T = 1.1（T1 + T2 + φ（t1 + t2）+ T3 + T4 + T5 ） ① T1—交接班、安全检查，10～20min； ② T2—装岩时间， ③ t1 、t2—钻上、下部眼时间， ④ φ—钻眼、装岩不平行作业系数，平行作业0.4~0.6，顺序作业1.0 ⑤ T3—装药连线时间， ⑥ T4—放炮通风时间，15~30min ⑦ T5—支护时间（包括临时支护与永久支护） 可以用现场实测各个工序时间，采用数学方法，优化工序时间，从而优化循环时间。 (3) 根据实际情况设计合理的掘进爆破图表 表 1 表 2 表 3 图 1 (4) 根据实际选择合理的掘进队组织与管理模式 掘进队的组织形式 ①专业掘进队——受辅助工影响大，工