任务5 综合掘进机械化施工

《任务5 综合掘进机械化施工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《任务5 综合掘进机械化施工（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、学习情景1 水平巷道施工井巷施工与设计井巷施工与设计昆明冶金高等专科学校 杨建中 Mobil：13888217385 E-mail：任务任务5 5 综合掘进机械化施工综合掘进机械化施工井巷施工与设计 水平巷道施工综合掘进机械化施工设施是实现连续破岩（煤）、装岩（煤）、转载、支护、防尘等工序的一种联合机组。其优点是提高掘进机械化水平，加快掘进速度，减轻劳动力强度，实现矿井安全高效发展。水平巷道施工 综合掘进机械化施工（一）全断面巷道掘进机我国 1966年生产出第一台直径为3.4 m的全断面巷道掘进机，在杭州人防工程中进行试验。20世纪70年代进入工业试验阶段，80年代进入实用性阶段。先后研制的S

2、J58A，SJ58B，SJ40/45，EJ30/32，EJ50型掘进机。我国生产的全断面掘进机与国际水平相比差距甚大，主要表现在掘进速度上，国产掘进机的月平均进尺为100 m左右，仅为国际水平的 l/51/10，显示不出优越性。目前，我国研制的岩巷全断面掘进机基本上处于闲置状态。一、全断面巷道掘进机作业线水平巷道施工 综合掘进机械化施工（一）全断面巷道掘进机岩巷掘进机一般由移动部分和固定支撑推进两大部分组成，主要有破岩、行走推进、岩碴装运、驱动、动力供给、方向控制、除尘和锚杆安装等装置。全断面掘进机包括主机和后配套系统。主机由刀盘工作机构、传动导向机构、推进操纵机构、大梁、主带式输送机和司机房

3、等部件组成。主机上配备环形支架安装机、锚杆钻机。掘进机工作系统中配备激光导向、坡度指示和浮动支撑调向机构，可以不停机调向、控制掘进方向。有内喷雾和水膜除尘设施，有通风、消声装置，有瓦斯自动检测报警断电仪等。后配套系统主要由斜带式输送机、转载机和喷雾泵站组成。水平巷道施工 综合掘进机械化施工水平巷道施工 综合掘进机械化施工（二）全断面巷道掘进机作业线全断面岩巷掘进机破碎的岩石，经主带式输送机、斜带式输送机 、胶带转载机装入矿车，或在胶带转载机后配备胶带输送机。主机上配备锚杆钻机，在掘进的同时可钻锚杆眼和安装锚杆、实 现临时支护，在距工作面20 m地方进行喷射混凝土作业。当采用金 属拱形支架时，该

4、机上配备的环形支架安装机也可以在掘进破岩的 同时安装支架。上述支护形式，均可与掘进破岩平行作业。两种支 护所用时间均小于掘进破岩时间，故均不占用循环时间，能充分发 挥该机效率、实现快速掘进。存在问题：掘进机庞大笨重、拆装时间长、转移运输不便、辅助 作业时间长、机器作业率低、动力消耗大、刀具寿命短、掘进成本 高，同时要求所掘巷道的曲率半径大。对我国煤矿巷道长度，特别 是岩性变化、涌水、断层破碎等条件的适应性差，掘进速度明显偏 低，其使用受到一定限制。水平巷道施工 综合掘进机械化施工水平巷道施工 综合掘进机械化施工（一）局部断面巷道掘进机二、局部断面掘进机作业线局部断面掘进机能够把掘进中的破煤（岩

5、）、装煤（矸）、转载等工作用一台机械完成，有的掘进机上还装有锚杆钻装机，可同时完成支护工作。与钻眼爆破法相比，具有工序少、速度快、效率高、质量好、施工安全、劳动强度小等优点。各种掘进机的构造及工作原理大体相同，都属于部分断面巷道掘进机，它是用截杆（或称悬臂）前端的截头伸入煤（岩）体旋转破煤（岩），根据截割布置方式的不同，悬臂式工作机构有横轴式和纵轴式两种，其割煤方式如图l-5-1所示。水平巷道施工 综合掘进机械化施工水平巷道施工 综合掘进机械化施工由工作机构、装运机构、行走机构、喷雾系统和电气控制系统等部分组 成，其构造如图所示。水平巷道施工 综合掘进机械化施工1、 ELMB型煤巷掘进机（1）

6、工作机构 工作机构由截割头、减速器、电动机、导轨架、回转座、回转油缸 ，升降油缸和推进油缸等部件组成。水平巷道施工 综合掘进机械化施工（2）装运机构装运机构由组合铲板、耙爪式装载机、双边链刮板输送机和装运油马达等 组成，装运机构的最大特点是装载和运输是联动的。 （3）转载机构为使掘进机能向不同配套的运输设备卸煤，机器后面安装了胶带转载机， 转载机构由胶带输送机、输送机转座、升降油缸和回转油缸组成。 （4）行走机构行走机构为履带式油履带板、主链轮、导向轮、托链轮、支重轮、履带架 及主机架等组成。 （5）喷雾系统为了防尘和降温的需要，该机装备了喷雾系统，包括内喷雾、外喷雾和引 射器三部分。 （6）

7、液压系统掘进机的装运、行走、转载等各机构都采用液压传动。 （7）电气系统电气系统由KBJM-125/660矿用隔爆型兼安全火花型电气箱和LHJM矿用安 全火花型操作箱组成。电气系统具有失压、过载、断相、短路、漏电闭锁保 护和显示以及截割功率负荷显示功能，可保证掘进机安全可靠地使用。水平巷道施工 综合掘进机械化施工EBZ系列掘进机是我国在消化引进国外设备技术的基础上自主开 发的集截割、装运和行走于一体的新型悬臂式纵轴掘进机，适用于煤 及半煤岩巷道施工。目前佳木斯、三一重工、天地科技、太原、南京 晨光等企业均生产该系列产品。它有以下主要特点：采用电机和液压混合传动，主要液压件为进口产品，机身矮，结

8、 构紧凑，操作方便、可靠，运转平稳；截割臂可伸缩，其回转、升降可实现联动，能进行弧形截割；采用圆锥台形小直径截割头，单刀力量大，截齿布置合理，破岩 过断层能力强，切割振动小，工作稳定性好；采用独特的分装分运系统，降低了截割煤岩过程中装运机构的故 障发生率，改善了装运效果，提高了装运能力；配备内喷雾及外高压喷雾装置，可有效抑制截割时产生的粉尘；可选装液压锚杆钻机驱动装置，驱动一台或两台液压锚杆钻机作 业。水平巷道施工 综合掘进机械化施工2、其他局部断面掘进机水平巷道施工 综合掘进机械化施工（二）局部断面掘进机作业线煤巷、半煤巷在采用局部断面掘进机进行掘进时，必须有一套与之相适应 的机械运输设备，

9、通常称之为“后配套”，后配套的合理性是影响巷道掘进 速度和劳动生产效率的重要因素。常用的作业线有以下几种。水平巷道施工 综合掘进机械化施工1、掘进机刮板输送机机械化作业线主要设备：综合掘进机和刮板输送机。作业线：掘进机截割下来的煤（岩）经装载机构，转载机卸给其 下方的刮板输送机，经刮板输送机输送卸载到煤仓或其他运输设备 上。特点：在机器工作时能连续运输，但由于频繁接长刮板输送机， 仍然存在间断运输，劳动强度大，占用人员多的问题，该作业线主 要用于坡度变化大、长度较短的巷道。水平巷道施工 综合掘进机械化施工2、掘进机可伸缩双向胶带输送机机械化作业线主要设备:煤巷掘进机和可伸缩双向胶带输送机 。作

10、业线：掘进机切割下来的煤（岩）经装运机构、桥式转载机、可伸缩双向胶带机再卸至其他运输设备上，胶带输送机向外送煤的同时，胶带输送机的下胶带可向工作面运送各种材料，使上胶带出煤（矸）和下胶带（回空胶带）进料形成一个运输系统。特点：该作业线可充分发挥掘进机的生产效率，切割、装载、运输生产能力大，掘进速度快，上胶带出煤，下胶带运料，胶带延长速度快（每延长12 m胶带仅需30 min）并可利用伸缩胶带接长时间进行工作面永久支架安设工作，有效地利用掘进循环时间。该机械化作业线主要适用于连续掘进的长度大于800 m的独头巷道。水平巷道施工 综合掘进机械化施工水平巷道施工 综合掘进机械化施工3、掘进机梭式矿车

11、（或仓式列车）机械化作业线主要设备：该作业线由煤巷掘进机、梭式矿车（或仓式列车）、电机车 等几部分组成。作业线：掘进切割下来的煤经胶带转载机卸入梭式矿车（仓式列车）， 然后通过梭式矿车（或仓式列车）车厢底板上刮板输送机逐渐远向后部， 直至均匀装满仓车，然后由电机车牵引至卸载地点。特点：该机械化作业线不能连续作业，掘进机效率不能充分发挥，因此 ，它适用于装卸地点距离较短的巷道，此外要求井下设有卸载点。水平巷道施工 综合掘进机械化施工4、掘进机吊挂式胶带转载机矿车、电机车机械化作业线该作业线对采用金属永久支护、矿车运输的小断面巷道较为适用。为了 提高掘进效率，减少调车次数和调车停机时间，在巷道转弯

12、半经允许的前 提下尽量先用长度较大（可容810辆矿车）的吊挂式胶带转载机。吊挂 式胶带转载机一端与掘进机相连，另一端通过行走导轮吊挂在巷道顶板专 设的单轨梁上，随掘进机向前掘进，吊挂胶带转载机随着一起向前移动。 该作业线不能实现连续作业，掘进机工时利用率低，掘进速度与其他机 械化作业线相比较低，辅助工程量较大。三、施工案例1）基本情况27021北风巷布置在K21煤层中。该区域东以Fl大断层为界北以23041 和23052采面为界，西以27012采面为界。27021北风巷在已形成的27煤层探巷巷道北帮开口，北以23052采面 为界，南以 27煤层探巷为界。27采区共含煤两层，分别为K11和K21

13、； 煤层，层间距为11.65m，其中K11；煤层平均厚度为0.85 m，K21煤 层平均厚度为1.53 m，27021北风巷布置在K21煤层中。由于该巷道距较近的23052采空区 10 m，距23041采空区 184 m， 270121作面尚未形成，在掘进过程中水、火、瓦斯无大的影响。水平巷道施工 综合掘进机械化施工1、工程概况李子垭煤矿270211作面北风巷综合机械化掘进施工2）煤层产状该区域内有K11；和K21煤层，层间距为ll.65 m，其中K11煤层平均厚度为 0.85 m，K21煤层平均厚度为1.53 m。K21含夹矸一层，夹石为深灰色泥岩， 含煤屑。K11和K21煤层产状为614。

14、K21煤层局部有伪顶，厚度为0.3 05 m，直接顶为深灰色砂质泥岩（f35），基本顶为灰色石灰岩（f9） ，底板为深灰色泥岩（f23）。 3）煤尘爆炸、煤层自然发火与瓦斯涌出情况K21煤层火焰长度1030 mm，具有煤尘爆炸性，煤炭的自燃发火倾向应 属级（自燃发火的煤）。该巷道处于F和F大断层附近，压扭性断层地 应力集中，瓦斯不易释 放，在掘进时必须采取 防突措施。 4）煤层顶底板特征水平巷道施工 综合掘进机械化施工1）巷道断面形状与断面设计根据该区域原岩应力及煤层赋存情况，27021北风巷设计为矩形断面。为 满足27021北风巷通风、行人、运输及设备安装等要求，27021北风巷巷道宽 为3.5 m，高2.4 m，巷道净断面积 为8.4 m2。 2）巷道支护设计 （1） 永久支护巷道永久支护采用锚网索 支护。当顶板无法施工锚网 索支护时，顶板铺设金属网 后直接进行金属支架支护， 如图l510所示。水平巷道施工 综合掘进机械化施工2、巷道断面及支护（2）临时支护每循环掘进后及时对磕头未打锚杆部分采用单体液压支柱、铰接顶梁或木 枕木做临时支护。在进行临时支护后，先将金属网勾连，连网必须在锚网支 护完好的顶板下或单体液压支柱支护下进行。 顶板破碎段允许空顶距不得超过措施及