我国煤矿岩石巷道掘进技术现状与展望剖析.ppt

锚杆支护机械的发展 锚喷支护在岩巷掘进中占有极为重要的地位，高效快速的锚喷支护对岩巷快速掘进非常重要，锚喷支护机械化水平的提高对提高锚喷效率、保证锚喷质量、减轻工人劳动强度和改善工作条件等起着十分重要作用。 40年代，国外在锚杆支护施工中采用普通凿岩机械钻凿锚杆孔，人工安装锚杆，用扳手拧紧螺母。到50年代初，美国、瑞典等西方国家已广泛应用伸缩式气动凿岩机钻凿顶板锚杆孔，同时，美国已研制成功钻车式锚杆钻机并在支护工程中推广使用。 * * 50年代末，随着锚杆支护理论及设计方法的不断完善，英国等国家率先将锚杆支护技术应用于煤矿巷道支护。为适应煤矿巷道断面积较小的特点，英国、波兰等国研制开发了单体电动回转式、单体液压回转式锚杆钻机。 70年代，为适应大断面巷道锚杆支护快速施工，美国英格索兰、法国赛克马、瑞典阿特拉斯等凿岩设备公司陆续推出了功能全、机械化程度高的台车式锚杆钻装机，该类钻机既能钻锚杆孔，又能安装锚杆，基本实现了锚杆孔施工、锚杆安装的机械化。 * * * * 80年代至90年代，澳大利亚克莱姆公司、阿明科公司、法福来公司、眼镜王蛇采矿设备公司轻型支腿式气动锚杆钻机研制成功并在澳大利亚、英国、中国、波兰、印度等国的煤矿得到广泛应用，这类锚杆钻机切削岩石的动力采用齿轮式风马达或柱塞式风马达，推进支腿用高强度玻璃纤维和炭素纤维缠绕而成。具有动力单一（压气）、重量轻（40~50kg），输出转矩大的特点，不仅可以钻锚杆、锚索孔，还可以搅拌树脂，拧紧螺母，是当前世界单体锚杆钻机的主要机型。 * * 90年代，当澳大利亚各大采矿设备公司推出轻型单体锚杆钻机的同时，美国的杰弗里公司、乔伊公司、英国的安德森公司、奥地利的奥钢铁公司等又相继研制了与连续式掘进机相配套的机载式锚杆钻装机，实现了掘进和锚杆支护的平行作业。新一代的锚杆钻装机不仅采用了新设计、新材料、新工艺，而且应用了计算机控制技术，使锚杆施工实现了高度的机械化、智能化，锚杆钻机的性能更先进，使用更方便，施工更安全。 要与循环作业方式相适应 合理炮孔深度最好要保正每班或每园班完成一个循环，实现正规循环作业。这样每班工作任务明确，便于生产组织与管理。 * * 要与巷道的掘支作业方式相适应 当巷道采用锚杆或锚网支护时，使循环进尺等于锚杆排距或网宽的整数倍，避免过大的空顶作业。 * * 要综合考虑其他因素 要综合考虑巷道断面的大小、岩石的坚固性、炸药作功能力、每班配备的人数、装载和转运能力等因素。 * * 在充分考虑上述因素后，再根据作业任务量来确定炮孔深度。 * * 按一定规律布置的密集炮眼，爆破后形成空洞以及相应的爆破过程统称为掏槽。掏槽的目的是为后续爆破创造新的自由面。掏槽爆破是影响岩巷掘进进尺的关键因素。要提高掘进的爆破效率，就应选择与岩性、炸药性能、起爆器材相适应的掏槽方式和掏槽参数。 * * 合理掏槽方式的一般要求： 炮眼利用率高，留下的残眼少； 掏槽形式简单，易于掌握，适应能力强； 所形成的槽腔体积大，为后续炮孔爆破提供足够的补偿空间； 最大限度利用有限的炮孔数目、减少所需的雷管段别。 * * 掏槽方式 掏槽方式一般可分为三种类型：斜眼掏槽、直眼掏槽、复合掏槽（斜眼和直眼混合型）。 * * 斜眼掏槽 斜眼掏槽就是掏槽眼与自由面（掘进工作面）倾斜成一定角度的掏槽。常用的斜眼掏槽主要有以下几种形式：单向掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽等四种，在我国煤矿的斜眼掏槽中有85～95%是使用楔形掏槽方式。 * * * * 直眼掏槽 直眼掏槽的特点是所有炮眼都垂直于工作面且相互平行，距离较近。其中有一个或几个不装药的空眼。空眼的作用是给装药眼创造自由面和作为破碎岩石的膨胀空间。常用的直眼掏槽主要有以下几种形式：缝隙掏槽或龟裂掏槽、角柱形掏槽、螺旋掏槽、爆破封口掏槽、台阶掏槽、底眼药包抛渣掏槽等几种形式。 * * * * * * * * 两种掏槽方式的优缺点 斜眼掏槽 优点： (1)适用于各种岩层，槽腔内的岩石抛掷容易； (2)掏槽眼数目较少，炮眼偏斜对炮眼利用率影响不大，不需要技术水平很高的掘进工。 * * 缺点： (1) 炮眼深度受巷道宽度限制，一次爆破进尺有限； (2) 岩石抛掷多而远，易打坏设备、管线和支护结构。 直眼掏槽 优点： (1) 炮眼垂直工作面布置，易于实现多台钻机同时作业和钻眼机械化； (2) 炮眼深度不受巷道断面限制，当炮眼深度改变时，掏槽布置可不改变，只调整装药量即可； (3) 岩石抛掷距离小，爆堆集中，不易崩坏巷道内的设备和支架。 缺点： (1) 炮眼数目和炸药消耗量大；