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1、井巷掘進技術與爆破安全,Company Logo,引言,課程目錄1、井巷掘進技術引言掘進方式支護方式2、爆破安全3、習題難點,Company Logo,井巷施工技術,什么是井巷掘進技術。,Company Logo,井巷施工技術,通過各大系統的緊密配合保證原煤安全順利出井,回采、通風運輸各大系統準備到位,設備安裝等,井巷掘進,原煤回采,井巷掘進在礦井中的作用,Company Logo,井巷施工技術,井巷掘進技術是研究井巷施工方法和施工技術的學科。核心是有效、安全、經濟地按照預定目標破碎井巷斷面內的巖體并維持圍巖的穩定性。,Company Logo,井巷施工技術,設計,井巷掘進,施工管理,掘進工藝2、設計,井巷布置設計,井巷斷面設計,設備安裝設計等,監控通訊設計,通風設計,供電設計,支護工藝設計,Company Logo,班組,掘進隊技術員,總工和各技術科室,設計院,施工,作業規程,工程設計,礦井設計,礦井井巷布置礦井井巷斷面設計,具體井巷布置、具體井巷斷面設計、掘進所需通風、壓風、瓦斯防治、機電等專項設計。礦井各工程抽檢。,具體工程實施細則、注意事項和施工監督,工程實施及現場施工組織管理,層,井巷施工中的技術層次,井巷施工技術,Company Logo,井巷施工技術,隧道、地鐵、煤礦等地下工程都存在的井巷施工。煤礦井巷施工技術的內容（根據工藝分類）。掘進工藝：鉆爆破巖掘進、懸臂式掘進機、3、連續采煤機、掘錨聯合機組、全斷面掘進機。支護工藝：木支護、砌碹支護、金屬支架、混凝土支架、錨桿、錨噴支護、液壓支架支護。,Company Logo,井巷施工技術,以下為掘進中用到的設備及配套工藝,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,煤電鉆,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,氣腿式鑿巖機,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,煤礦用全液壓掘進鉆車,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,懸臂式掘進機,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,連續采煤機,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,掘錨聯合機組,Comp4、any Logo,引言-井巷施工技術的內容,掘錨聯合機組,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,全斷面掘進機-TBM,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,探討：最適合小型煤礦的掘進方式及設備是什么？,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,掘裝錨一體機,Company Logo,引言-巷道施工技術的內容,液壓鑿巖機,點擊圖片查看鑿巖機工作演示,Company Logo,第四章巷道掘進,立爪式裝巖機,Company Logo,氣動與液壓鑿巖機的對比,第二章掘進、支護設備及工程材料,全液壓機組的施工效果對比。,Company Logo,氣動與液壓鑿巖機的對5、比,第二章掘進、支護設備及工程材料,全液壓機組的施工效果對比。,Company Logo,井巷施工技術,以下為支護中用到的設備及配套工藝,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,木支護,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,砌碹,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,金屬支架,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,錨網、錨索支護、聯合之后。,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,垛式支架,Company Logo,引言-井巷施工技術的內容,探討：最適合小型煤礦的支護方式及設備是什么？,Company Logo,引言-井巷施工技6、術的內容,探討：什么是快速掘進？注意：設備的成套性。,Company Logo,第一部分 巷道掘進,巷道掘進簡述核心是有效、安全、經濟地按照預定目標破碎井巷斷面內的巖體并維持圍巖的穩定性。目前巷道掘進中主要的破巖方式：、機械破巖、爆破破巖、水力切割等,Company Logo,機械破巖使用TBM、懸臂式掘進機、連采機、掘錨聯合機組等。優點：自動化程度高，勞動生產率高，對圍巖產生的破壞小，在軟巖、半煤巖、煤中適用。缺點：機體龐大、動力消耗大、投資費用高、維修和事故處理困難。,巷道掘進,Company Logo,爆破破巖使用鑿巖機、炸藥。優點：操作簡單、設備靈巧、對巖性適應性強、費用低。缺點：勞動7、生產率較低、方法不當對圍巖的破壞性大、安全可靠性較差。,巷道掘進,Company Logo,二、毫秒爆破定義：把炮眼分組以毫秒級的時間間隔進行順序起爆的一種延期爆破。毫秒爆破屬控制爆破技術,對于改善爆破效果、減輕地震反應效果顯著。該技術已在眾多煤礦炮采面應用,但由于其爆破參數牽涉因素較多,難以應用公式一步到位地準確選定。結合現場實際,試驗選定毫秒爆破參數的方法,更加貼近現場,效果更優,不失為一種選定爆破參數的較好方法毫秒爆破的優點：,巷道掘進,Company Logo,巷道掘進,光面爆破工程掘進爆破后，成型規整，表面光滑，圍巖不受明顯破壞的控制爆破方法叫光面爆破。光面爆破的優點：光面爆破的質量8、標準：光面爆破基本原理：光面爆破參數：,光面爆破的效果圖,Company Logo,第二部分 巷道支護,巷道支護一、支架支護二、錨桿支護三、噴漿與噴射混凝土支護四、拱形砌碹支護,Company Logo,巷道支護,一、木支護、了解木支護的主要結構、了解木支護的主要特點重量輕、加工容易、架設方便強度低、不耐火、易腐朽、服務年限短、不可回收、浪費木材,Company Logo,巷道支護,木支護,Company Logo,巷道支護,二、金屬支架支護、梯形金屬支架主要結構同木支護注意梁和棚腿的鏈接特點：支護能力比木支護強、可復用、不可收縮、易彎曲、易銹蝕、初期投資大,Company Logo,巷道支護9、,二、金屬支架支護、拱形可伸縮金屬支架主要使用鋼材：型鋼鏈接部件為標準件特點：支護能力比梯形鋼強、可復用、可收縮、不易彎曲、初期投資大。,Company Logo,巷道支護,金屬支架,Company Logo,巷道支護,三、錨桿支護錨桿：是一種安設在巷道圍巖體內部的桿狀錨栓體系。采用錨桿支護巷道，就是巷道掘進后向圍巖中鉆錨桿眼，然后將錨桿安設在錨桿眼內，對巷道圍巖予以人工加固，以維護巷道的穩定,Company Logo,巷道支護,錨桿,Company Logo,巷道支護,錨桿的類型、結構及適用條件、木錨桿、竹錨桿、玻璃鋼錨桿、金屬錨桿、砂漿錨桿、契縫錨桿、硬水泥錨桿、樹脂錨桿。、一次性錨桿、復10、用錨桿、鉆裝一體錨桿。,Company Logo,巷道支護,、木錨桿普通木錨桿設計錨固力10KN左右，錨桿孔底充填砂漿，錨固力可達20KN左右。錨桿桿體和楔子應用雜木，墊板可用普通木材。使用前錨桿應作防腐處理。如果不作防腐處理，使用壽命僅1年左右；如果進行防腐處理，配合噴漿可使用于服務年限35年的采區巷道。木錨桿可以廣泛應用于采準巷道，也可用于煤層極易破碎的采煤工作面，可防止煤壁過早地塌落，而不影響采煤機截割，對安全生產很有幫助。,Company Logo,巷道支護,、竹錨桿竹錨桿包括竹片錨桿和百夾竹錨桿。竹片錨桿是4根厚810mm、寬3038mm的竹片，用22號鉛絲箍成圓形桿體，箍間距30011、400mm，兩端至鐵箍距離稍大于楔子長度。楔子與墊板均用木材制作，要求同普通木錨桿。竹片錨桿錨固力不夠穩定，錨固力略低于普通木錨桿。使用前應作防腐處理。配方1：竹材在1明礬水加2醋酸混合溶液內浸泡20h后取出陰干；配方2：竹材在0.5氟化鈉加1$磷酸銨混合溶液內浸泡48h后取出陰干,Company Logo,巷道支護,百夾竹錨桿是用2025百夾竹，截取所需長度（1500mm左右），對稱破開，經防腐處理后在竹芯中灌以1：2的水泥砂漿；桿體兩端留下木楔長度，用鉛絲捆扎一道，加上鑄鐵墊板，兩端插入用硬木加工的圓錐形木楔。錨固力可達20KN。竹錨桿的使用范圍與普通木錨桿相同。在盛產竹材的地區充分利用當12、地資源，以竹代木，可大大降低成本。,Company Logo,巷道支護,、砂漿錨桿、契縫錨桿,Company Logo,巷道支護,契縫錨桿,Company Logo,巷道支護,樹脂錨桿樹脂錨桿是以合成樹脂為粘結劑。在固化劑和加速劑的作用下，將錯桿體與孔壁巖石粘結成一個堅固整體的一種新型錨桿。樹脂錨桿由桿體、墊板、螺帽和樹脂藥包組成。當前我國使用的樹脂錨桿以金屬桿體和木桿體為主，常用的金屬桿體是用直徑1618mm的普通圓鋼加工而成，桿體長1.51.8m，插入孔底的一端做成反麻花狀，為防止安裝攪拌時樹脂外流和保證錨固長度，在距桿體頂端220mm處的麻花尾部處，焊上一個直徑38mm的擋圈。桿體的外露13、端與其它金屬錨桿一樣也車成螺紋，并用墊板和螺帽緊固。,Company Logo,巷道支護,樹脂錨桿的抗拉、抗彎、抗壓強度都此較大，抗震性能好；它的膠凝固化速率很快能在幾分鐘到幾小時內獲得很高的初錨力，可以迅速有效地控制圍巖，因此，它可用于各種不同的巖層和各種不同地質條件的巷道。近年來樹脂錨桿發展迅速，已在許多礦山和她下工程中應用。,Company Logo,巷道支護,自鉆錨桿,Company Logo,巷道支護,玻璃鋼,Company Logo,巷道支護,、錨固劑）、樹脂錨固劑）、水泥錨固劑,Company Logo,巷道支護,樹脂錨固劑樹脂錨固劑抗壓強度一般不小于60MPa，藥卷長度在30014、900mm之間具各種不同規格，為低粘度，以便桿體能很容易地穿過樹脂?？焖倌虡渲^固劑攪拌時間1015s，等待時間1015s。中速凝固樹脂錨固劑攪拌時間1530s，等待時間1015s。慢速凝固樹脂錨固劑攪拌時間1530s，等待時間60120s。,Company Logo,巷道支護,樹脂藥包樹脂藥包由內包裝（玻璃小管812mm和外藥卷組成。內包裝有固化劑和少量填料，外藥包為聚乙烯薄膜塑料袋，內裝不飽和聚脂樹脂、速凝劑和填料（瓷粉或石英粉）。Z3537、Z3539型樹脂藥包適用于422的鉆孔，規格分別為35mm370mm、35mm300mm。Z2835、Z2850型樹脂藥包適用于322的鉆孔，規格15、分別為28mm350mm、28mm500mm。Z2335型樹脂藥包適用于282的鉆孔，規格分別為23mm350mm。,Company Logo,巷道支護,樹脂錨固劑,Company Logo,巷道支護,水泥錨固劑水泥錨固劑有兩種類型，一是選用專用水泥，裝入長纖維濾水紙袋中的錨固劑，另一種是采用一般水泥，添加外加劑制成。在環境溫度203、拌和水溫202、相對濕度6070、水灰比0.3條件下，水泥錨固劑凝結時間：端錨時初凝3min，終凝7min；全錨時初凝47min，終凝811min。如在相同環境溫度、拌和水溫、水灰比條件下，相對濕度50時，0.5h時水泥錨固劑抗壓強度為：端錨時11MPa，全錨時16、8MPa；1h時水泥錨固劑抗壓強度為：端錨時16MPa，全錨時14MPa。,Company Logo,巷道支護,樹脂錨固劑和水泥錨固劑的對比樹脂錨固劑比水泥錨固劑凝結速度快，提供承載能力時間短，因而對安全生產有利。樹脂錨固劑比水泥錨固劑的錨固力大，因而錨桿支護更加可靠。樹脂錨固劑施工質量不受人力影響，安裝時，只要是采用機械攪拌，攪拌時間符合規定，錨桿的安裝質量是可靠的。而水泥錨固劑的浸水時間難以準確控制，因此水泥錨桿的安裝質量不易保證。樹脂錨固劑的價格比水泥錨固價格高許多。從上比較可以看出，樹脂錨固劑優于水泥錨固劑，在軟巖巷道錨桿支護施工中，應優先選用樹脂錨固劑。,Company Logo,巷17、道支護,7、錨索由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨桿）錨固在堅硬的巖層中（稱內錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩定巖體進行錨固，這種方法稱預應力錨索。在長度和桿體結構上與錨桿區別,Company Logo,巷道支護,錨索,Company Logo,巷道支護,、托梁托梁是錨桿支護的關鍵構件，它將單根錨桿連接起來組成一整體承載結構，可顯著提高錨桿支護的整體效果。目前煤礦上常用的托梁有鋼板梁、鋼筋梁和W型鋼帶3種。,Company Logo,巷道支護,W鋼帶,Company Logo,巷道支護,、托板托板也稱墊板或托盤。是錨桿支護系統中的一個重要部件，它的力18、學性能直接影響整個錨桿的支護效果。選擇托板的原則是使托板的承載能力與錨桿桿體的承載能力相匹配。2.3.1木托板用于木錨桿和竹錨桿，規格一般為400mm200mm50mm，可用普通木材制作。2.3.2鑄鐵托板150mm，厚1015mm。2.3.3鋼板托板由鋼板切割而成，規格為150200mm150mm200mm，厚1010mm。,Company Logo,巷道支護,托板,Company Logo,巷道支護,、網網的作用（1）維護錨桿間比較破碎的巖石，防止巖塊的掉落。（2）提高錨桿支護的整體效果，抵抗錨桿間破碎巖塊的碎脹壓力，提高支護對圍巖的支撐能力。（3）在噴射混凝土內可提高混凝土的柔性，防止噴19、射混凝土開裂掉塊。,Company Logo,巷道支護,網的種類（1）按網格形狀可分為經緯網和菱形網(a經緯網；b菱形網)（2）按制作工藝分為焊接網和編織網。（3）按材料分為鐵絲網、鋼筋網與塑料網。,Company Logo,巷道支護,錨桿支護的主要形式,錨桿噴射混凝土支護（簡稱錨噴支護）；錨桿、金屬網、噴射混凝土支護（簡稱錨網噴支護）；錨桿、金屬網、鋼架、噴射混凝土支護（簡稱錨網噴架支護）；錨桿、噴射混凝和錨索聯合支護（簡稱錨噴索支護）；錨桿、金屬網和錨索聯合支護（簡稱錨網索支護）；錨桿、梁、金屬網聯合支護（簡稱錨梁網支護）；錨桿、金屬網、可縮性金屬支架聯合支護（簡稱錨網架支護）；錨桿、金屬20、網、桁架支護（簡稱錨網桁支護）；錨、梁、網、噴、注漿聯合支護；,Company Logo,巷道支護,錨網、錨索支護、聯合之后。,Company Logo,巷道支護,錨桿支護作用原理一、懸吊作用二、組合梁三、加固拱四、減跨作用五、圍巖補強作用,Company Logo,巷道支護,錨桿支護的缺點、設計技術、工程質量要求較高、炮掘后巷道斷面質量對其影響大、部分特殊類型巖體不能使用,錨桿支護的優點、支護強度高、適應性好、工人勞動強度低、支護成本低、巷道維護費用低、支護速度快、對回采的影響少,Company Logo,巷道支護,10、錨桿支護設計：、錨桿參數的選擇）、錨桿類型、直徑、長度）、錨桿布置，包21、括間排距和相對位置）、其他構件的使用,Company Logo,巷道支護,1、錨桿的施工、鉆眼、安裝,Company Logo,巷道支護,2、錨桿質量的檢查、錨桿孔直徑、錨桿孔深度、錨桿間排距、螺母預緊力、錨固劑、托板貼合巖壁程度7、錨桿錨固力8、錨桿外露長度,Company Logo,引言-巷道施工技術的內容,噴漿與噴射混凝土支護、定義、支護原理、材料、施工機具、施工工藝施工工藝參數：工作風壓、水壓、水灰比、噴頭和受噴面的夾角、一次噴厚、分層噴射間隔時間。,Company Logo,炸藥的爆炸性及其測定一、炸藥的爆炸作用炸藥的威力：炸藥做有效功的能力。爆力：炸藥爆炸后對周圍介質所做的總功。猛22、度：炸藥在爆轟時粉碎與其接觸介質的能力。常見炸藥威力：,巷道掘進,Company Logo,常見炸藥威力：,巷道掘進,c4,tnt,礦用乳化炸藥,Company Logo,礦用炸藥威力：,巷道掘進,乳化炸藥,水膠炸藥,硝銨炸藥,巖石炸藥,煤礦許用炸藥,低標號炸藥,高標號炸藥,Company Logo,炸藥的爆炸性及其測定三、爆炸產物與有害氣體主要氣體：CO2、H20、CO、NO、NO、N2有毒有害氣體：CO、NO、NO減少爆破有害氣體可采取的措施：,巷道掘進,Company Logo,巷道掘進,礦用炸藥,Company Logo,巷道掘進,Company Logo,一、硝酸銨類炸藥主要成分：硝23、酸銨、梯恩梯、木粉、食鹽、抗水劑特性：價格較低、威力普通、安全性較低、抗水性較差常見型號：,巷道掘進,Company Logo,二、漿狀炸藥與水膠炸藥漿狀炸藥：是以氧化劑溶液為連續相，可燃劑和敏化劑為分散相，經稠化和交聯而成的懸浮體或凝膠狀炸藥。具有抗水性強、密度高、使用和生產安全等優點。其爆轟的臨界直徑較大，有時達到96130mm,經不斷研究也出現臨界直徑小的漿狀炸藥，目前漿狀炸藥大多使用于大炮孔的露天礦。,巷道掘進,Company Logo,二、漿狀炸藥與水膠炸藥水膠炸藥：是采用硝酸甲胺為主的水溶性敏化劑和密度調節劑，保證其在小直徑條件下具有雷管感度的含水炸藥。其組成和結構與漿狀炸藥大致相24、同，外觀也呈凝膠狀。所以有的國家將其歸屬于漿狀炸藥。水膠炸藥出現于20世紀50年代中期，60年代后已發展完善，得到廣泛使用。它抗水性強、密度高、威力大、生產使用安全,尤其可做成小直徑（50mm以下）藥卷,作為各種礦山爆破用藥，已逐漸取代硝化甘油系炸藥和銨梯炸藥而成為工業炸藥的重要品種之一。水膠炸藥的組分有氧化劑、可燃劑、敏化劑、膠凝劑、交聯劑、表面活性劑和水。與漿狀炸藥的主要差別在于它所采用的敏化劑為水溶性的硝酸甲胺和硝酸三甲胺等，這樣的敏化劑分散均勻，提高了藥卷的起爆感度和降低了爆轟的臨界直徑，從而可制成小直徑的雷管敏感的藥卷。其制造工藝與漿狀炸藥基本相似。,巷道掘進,Company Log25、o,水膠炸藥,巷道掘進,Company Logo,三、漿狀炸藥與水膠炸藥乳化炸藥：是借助乳化劑的作用，使氧化劑鹽類水溶液的微滴，均勻分散在含有分散氣泡或空心玻璃微珠等多孔物質的油相連續介質中，形成一種油包水型的乳膠狀炸藥，是20世紀70年代發展起來的新型工業炸藥。是密度高、爆速大、猛度高、抗水性能好、臨界直徑小、起爆感度好，小直徑情況下具有雷管敏感度，一般密度可控制到1.051.25g/cm3，爆速為35005000m/s。它通常不采用火炸藥為敏化劑，生產安全，污染少目前研制出的品種很多，有用于露天礦的露天型乳化炸藥，用于中硬巖石爆破的巖石型乳化炸藥和用于煤礦井下的許用型乳化炸藥，還有用于光面26、爆破的小直徑低爆速的乳化炸藥。乳化炸藥現已廣泛應用于各種民用爆破工作中，在有水和潮濕的爆破場合更顯示其優越性。但其貯存穩定性和質量穩定性還較差，需進一步研究改善。乳化炸藥的組分有：氧化劑、可燃劑、乳化劑、敏化劑和發泡劑（或稱密度控制劑）、穩定劑等。,巷道掘進,Company Logo,三、乳化炸藥,巷道掘進,Company Logo,五、起爆炸藥、雷汞：,巷道掘進,Company Logo,、起爆材料主要有：導火索、導爆索、繼爆管、雷管煤礦只許使用：瞬發電雷管和毫秒延期雷管。,巷道掘進,Company Logo,雷管：雷管是爆破工程的主要起爆材料，它的作用是產生起爆能來引爆各種炸藥及導爆索、傳27、爆管。雷管分為火雷管和電雷管兩種。煤礦井下放灮均采用電雷管。電雷管分為瞬發電雷管和延期電雷管。而延期電雷管又分為秒延期電雷管和毫秒延期電雷管。,巷道掘進,Company Logo,巷道掘進,Company Logo,雷管常用參數：、全電阻、最大安全電流、最小發火電流、毫秒發火電流、標稱發火沖能、橋絲熔斷沖能、起爆能、延期時間,巷道掘進,Company Logo,巷道掘進,Company Logo,電爆網絡一、電爆網路的聯線方式與計算電爆網絡定義：由雷管、母線共同組成的電路、串聯、并聯、并串聯和串并聯,巷道掘進,Company Logo,電爆網路的計算：計算在既定條件下通過各雷管的電流值。公式：28、串聯：并聯：,巷道掘進,Company Logo,二、起爆電源和準爆條件、發爆器,巷道掘進,Company Logo,電爆網路的準爆條件、點雷管的發火時間與傳導時間、準爆條件毫秒平均等效電流,巷道掘進,Company Logo,巷道掘進,爆破安全一、起爆器材二、電雷管起爆法三、安全起爆技術1、正確進行電爆操作2、正確排除爆破網路電阻故障3、裝藥結構4、爆破主要參數5、安全裝藥程序和方法6、一炮三檢和三人連鎖放炮制7、其他。,Company Logo,巷道掘進,井下爆破事故的預防1、早爆的原因及預防2、拒爆的原因、預防及處理3、雜散電流的產生及對爆破工作的危害和預防。4、殘爆的原因、預防及處理5、炮煙熏人的原因及預防6、處理瞎炮的有關規定7、發生殘爆和燃爆的原因及預防8、放空炮的原因及預防9、爆破崩人的原因及預防其他,