【文章內(nèi)容簡介】 序組成一個(gè)循環(huán)，每完成一個(gè)工作循環(huán)，巷道就向前推井了一定距離。 鉆眼爆破。它是打眼、裝藥、放炮工作的統(tǒng)稱，約占一個(gè)掘進(jìn)工作循環(huán)時(shí)間的 40%～ 60%。施工前應(yīng)制定爆破說明書，其內(nèi)容包括：炮眼的數(shù)目；炮眼的深度、距離；炮眼的角度，裝藥量及聯(lián)線的順序和個(gè)數(shù)。 巖石平巷一般推廣使用光面爆破，光面爆破就是在鉆眼爆破過程中，通過采取一定措施，使爆破后的巷道斷面形狀、尺寸基本符合設(shè)計(jì)要求；表面光滑，形狀規(guī)整，并盡量使巷道輪廓以外的圍巖不受破壞。 裝巖與運(yùn) 輸。裝巖與運(yùn)輸工作是巷道掘進(jìn)中比較繁重的工作，約占掘進(jìn)工作循環(huán)時(shí)間的 35%～ 50%。因此，提高裝巖機(jī)械化水平，是縮短裝巖時(shí)間、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和加快成巷速度的關(guān)鍵。目前我國常用的裝巖機(jī)有耙斗式和鏟斗式兩種。 在運(yùn)輸這一環(huán)節(jié)中，除掘進(jìn)運(yùn)輸順槽時(shí)可以直接用溜子或皮帶機(jī)運(yùn)煤外，其他巷道掘進(jìn)應(yīng)采用礦車運(yùn)輸，用人力或蓄電池機(jī)車調(diào)車。掘進(jìn)中的運(yùn)輸問題主要是如何實(shí)現(xiàn)快速調(diào)車。 （二）煤巷掘進(jìn) 沿煤層掘進(jìn)的巷道，如果在掘進(jìn)斷面中，煤層占 80%以上，稱為煤巷。 煤巷掘進(jìn)的破煤方法為鉆眼爆破破煤法。掘進(jìn)時(shí)的炮眼深度 ，一般為 ～ 米。炮眼布置多為楔形掏槽和錐形掏槽。為防止崩倒支架，掏槽眼多位于工作面的中下部。當(dāng)掘進(jìn)斷面內(nèi)有較軟煤帶時(shí)，掏槽眼應(yīng)布置在此軟煤帶內(nèi)，可用扇形或半楔形掏槽。若炮眼較深，則可采用復(fù)式掏槽。由于煤層較松軟，周邊眼要與頂幫輪廓線保持適當(dāng)距離，并適當(dāng)減少其裝藥量，以免發(fā)生超挖現(xiàn)象。 裝煤方法。煤巷掘進(jìn)時(shí)，裝煤工作是一項(xiàng)主要的工序。除少數(shù)礦井還用人力裝煤外，大部分已采用機(jī)械裝煤，如耙斗機(jī)、蟹爪式裝煤機(jī)。 （三）半煤巖巷道掘進(jìn) 當(dāng)巖層占掘進(jìn)工作面面積的 20%～ 80%時(shí)，即稱為半煤巖巷道。由于 在巷道掘進(jìn)斷面上既有煤層，又有巖層，為保證巷道的使用高度，就必須挑頂或臥底，在施工中應(yīng)正確選擇。一般情況下為保持頂板的穩(wěn)定性，盡可能不要挑頂而采用臥底。 在半煤巖巷道掘進(jìn)的爆破工作中，掏槽眼應(yīng)盡可能布置在煤層中。半煤巖掘進(jìn)斷面上由于煤巖共存，所以在施工組織方面應(yīng)既保證煤的質(zhì)量，又能最大限度地加快掘進(jìn)速度。 巷道支護(hù) （一） 木支架 木支架所用的材料一般稱為坑木，坑木的直徑一般為 16～ 22 厘米。木支架的重量較輕，具有一定的強(qiáng)度，加工容易，特別適應(yīng)于多變的地下條件。 木支架一般可使用在地壓不大、斷面較小和服務(wù)年 限較短的回采巷道，也可用于局部巷道維修和巷道掘進(jìn)的臨時(shí)支護(hù)。隨著我國煤炭工業(yè)采掘機(jī)械化的發(fā)展，木支架很難滿足井巷維護(hù)和巷道斷面不斷加大的要求，同時(shí)木材的大量采伐也不利于環(huán)境保護(hù)，因此，目前在煤礦巷道支護(hù)中木材的應(yīng)用逐漸減少。 木支架 （二）鋼筋混凝土支架 鋼筋混凝土支架 利用鋼筋混凝土制作的巷道支架稱為“鋼筋混凝土裝配式支架”，簡稱為鋼筋混凝土支架，可分為普通混凝土支架和預(yù)應(yīng)力混凝土支架兩大類。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支架與普通鋼筋混凝土支架相比，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件強(qiáng)度大、斷面尺寸小、節(jié)約材料、減 輕重量、降低成本。 普通鋼筋混凝土支架和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支架均適用于地壓穩(wěn)定、服務(wù)年限長及斷面小于 12 平方米的巷道，但均應(yīng)避免用于受采動(dòng)影響的巷道，也不應(yīng)兩者混合使用。 （三）金屬支架 金屬支架的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：強(qiáng)度大、體積小、堅(jiān)固耐用、防火，在結(jié)構(gòu)上可以制成各種形式的構(gòu)件，并且可以回收復(fù)用。 金屬支架可分為： 可縮性金屬支架。 拱形可縮性支架 煤礦常用的可縮性金屬支架形式有：拱形、封閉形、梯形等。 封閉型可縮金屬支架雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是承載能力大，能夠有效地控制巷道底鼓和兩幫移近，適宜在兩 幫壓力大、底鼓嚴(yán)重的巷道中使用。 梯形可縮性金屬支架，適用于側(cè)壓和底鼓不太嚴(yán)重，且壓力和圍巖變形量不大的巷道。特別是當(dāng)圍巖在中等穩(wěn)定以上、不破頂、支架與圍巖能接觸較為嚴(yán)密時(shí)，使用梯形支架比使用拱形支架更為有利。 剛性金屬支架。煤礦常用的剛性金屬支架有梯形和拱形兩種。材料一般都使用礦用工字鋼，剛性支架只能適用在圍巖比較穩(wěn)定、變形小、頂?shù)装逡平啃∮?100～ 200 毫米的巷道。 （四）砌碹支護(hù) 砌碹支護(hù)，是指用磚、各種料石、混凝土及鋼筋混凝土等砌筑或現(xiàn)場(chǎng)澆制而成的巷道支架。 砌碹支護(hù) 砌 碹支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在： 與木支架、金屬支架相比，它是連續(xù)的、整體的，對(duì)控制地壓有一定的優(yōu)越性。 對(duì)巷道圍巖全部或頂幫大部分能起到封閉作用，防止圍巖風(fēng)化。 砌體的堅(jiān)固、耐久、防火、防水性比木支架和金屬支架優(yōu)越。 巷道壁面比較光滑，通風(fēng)阻力小。 材料來源廣泛，多數(shù)可以就地取材。 砌碹支護(hù)的適用條件為： 當(dāng)圍巖松動(dòng)破碎，用錨噴加金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，優(yōu)越性已不顯著時(shí)； 圍巖十分不穩(wěn)定，頂幫巖石極易塌落，噴射混凝土噴不上，粘不牢，也不容易打錨桿時(shí)； 大面積淋水或部分涌水、處理無效的地 區(qū)， 有化學(xué)腐蝕的地段； 服務(wù)年限長的巷道、硐室。 （五）錨桿支護(hù) 錨桿支護(hù)就是把錨桿安裝在巷道的圍巖中，使層狀的、塊狀的、整體的、軟質(zhì)的巖體以不同的形態(tài)得到加固，形成一個(gè)完整的支護(hù)結(jié)構(gòu)，提供一定的支護(hù)抗力，共同阻抗其外部圍巖的位移和變形。 錨桿具有以下特點(diǎn)：節(jié)約材料和鋼材；降低支護(hù)成本；掘進(jìn)斷面?。幌锏谰S修費(fèi)用較少；可以改變頂板力學(xué)性質(zhì)減少冒頂、片幫；錨桿輕便，施工工藝簡單，有利于機(jī)械化施工；可以減少通風(fēng)阻力；有利于一次成巷施工和提高掘進(jìn)速度；使用范圍廣，適用性強(qiáng)；減少材料運(yùn)輸量，有利于礦 井的運(yùn)輸和提升。 錨桿支護(hù) 常用錨桿的類型有：木錨桿、金屬錨桿、樹脂錨桿、鋼筋和鋼絲繩砂漿錨桿。各種錨桿的錨固方式不同，但支護(hù)原理及效果基本一致。 錨桿支護(hù)的配套形式有：錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)、錨梁支護(hù)以及錨桿鋼帶支護(hù)。 錨噴支護(hù)，就是使用錨桿和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)； 錨噴網(wǎng)支護(hù)，即在打錨桿之后，緊貼墻面鋪一層金屬網(wǎng)，然后噴射混凝土或砂漿。 錨網(wǎng)帶支護(hù)，是使用錨桿金屬網(wǎng)和鋼帶加錨索的聯(lián)合支護(hù)，這種支護(hù)方式目前在大斷面的煤巷掘進(jìn)中已被廣泛使用。 采煤技術(shù) 采煤方法概述 采煤方法包 括兩方面的內(nèi)容，即采煤系統(tǒng)和回采工藝。 采煤系統(tǒng)是指采區(qū)巷道的布置方式，掘進(jìn)和回采工作的順序安排以及采區(qū)的通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)。 回采工藝是指人們根據(jù)煤層賦存條件在采煤工作面運(yùn)用某種技術(shù)裝備進(jìn)行落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及采空區(qū)處理等工作，以及這些工作如何配合的生產(chǎn)方式。 不同的采煤系統(tǒng)和回采工藝相配合，就形成了不同的采煤方法。 按照開采規(guī)劃，井田進(jìn)行了所必須的開拓、準(zhǔn)備、回采巷道的掘進(jìn)后，可大量開采煤炭的場(chǎng)所已經(jīng)形成，這些場(chǎng)所稱為采場(chǎng)，又稱采煤工作面。采場(chǎng)設(shè)備安裝完畢后，即可進(jìn)行煤炭開采，又稱回采。 不同的煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，應(yīng)選用與之相適應(yīng)的采煤方法。合理的采煤方法應(yīng)最大限度的滿足生產(chǎn)安全、產(chǎn)量大、效率高、煤質(zhì)好、成本低和煤炭回采率高等基本要求。 壁式體系采煤法 采煤工作面 壁式體系采煤法中主要是長壁采煤法。它的主要特征是采煤工作面長度為一、二百米或更長。每個(gè)工作面兩端必須有出口，一端出口為回風(fēng)平巷，用來回風(fēng)及運(yùn)送材料；另一端出口為運(yùn)輸平巷，用來進(jìn)風(fēng)和運(yùn)煤。在工作面內(nèi)安設(shè)有采煤機(jī)械設(shè)備和支架，隨著煤炭被采出，工作面不斷向前移動(dòng)，并始終保持成一條直線。 如果將長壁工作面沿煤層布置 ，采煤時(shí)工作面沿走向推進(jìn)，工作面的傾斜角度等于煤層的傾角，叫做走向長壁采煤法。如果將工作面沿走向布置，工作面呈水平狀態(tài)，采煤工作面可以沿傾斜向上或向下推進(jìn)，叫做傾斜長壁采煤法。工作面向上推進(jìn)時(shí)叫做仰斜布置；向下推進(jìn)時(shí)叫做俯斜長壁，工作面還可以沿偽傾斜布置，“偽傾斜”是指工作面傾斜方向與煤層的真傾向斜交，偽傾斜工作面的傾角比煤層的傾角小，此時(shí)工作面仍沿走向推進(jìn)時(shí)，叫做偽傾斜走向長壁采煤法。 柱式體系采煤法 柱式體系采煤法的主要特點(diǎn)是：采煤工作面長度較短，但數(shù)目較多；采場(chǎng)內(nèi)煤的運(yùn)輸方向垂直于采煤工作面； 回采工藝較簡單；沒有采空區(qū)處理工序；采煤工作面通風(fēng)條件較差。 柱式體系采煤法可分房式、房柱式及巷柱式三種類型。典型的房式和房柱式采煤法的實(shí)質(zhì)，是將煤層劃分為若干條形塊段，在每一塊段內(nèi)開辟一些寬為 米～ 7 米的煤房，煤房之間留有一定寬度的煤柱并以聯(lián)絡(luò)巷道相通。房式采煤法只開煤房而不回收煤柱。房柱式采煤法是既開煤房，又回收房間煤柱。 礦井通風(fēng) 一、地面空氣與井下空氣的區(qū)別 地面空氣進(jìn)入礦井后，其成分和性質(zhì)發(fā)生變化，主要包括： 氧氣濃度減少。井下人員的呼吸、煤和其他物質(zhì)的氧化、 坑木腐爛、井下火災(zāi)及瓦斯、煤塵爆炸都會(huì)直接消耗氧氣。另外，在井下生產(chǎn)過程中，煤巖層中不斷釋放出的各種氣體，也相應(yīng)地降低了空氣中氧氣的濃度。 混入了各種有害和爆炸氣體。井下使用的許多材料會(huì)發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生有害氣體；地下也賦存了大量的有害氣體，在條件適宜時(shí)會(huì)大量逸出，造成井下有害氣體的種類和含量增加。 混入了煤塵、巖塵等固體微粒。井下進(jìn)行采掘作業(yè)和運(yùn)輸過程等工作環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵、巖塵，使井下空氣中固體微粒含量增加，對(duì)人身安全和健康造成危害。 空氣的溫度、濕度和壓力發(fā)生變化。地面空氣進(jìn)入井下 后由于空氣受壓縮和膨脹，會(huì)造成溫度的升高和降低。在采掘工作面由于機(jī)電設(shè)備放熱，人員身體放熱及爆破作業(yè)，使井下溫度升高。在礦井風(fēng)流中，由于地面和進(jìn)風(fēng)井巷溫度的差異，造成進(jìn)風(fēng)流空氣中水蒸氣含量夏天逐漸增加，冬天逐漸降低，因而礦井進(jìn)風(fēng)路線上有冬干夏濕的現(xiàn)象。由于礦井通風(fēng)動(dòng)力主要來源于通風(fēng)機(jī)，便形成了進(jìn)回風(fēng)井之間的壓力差，使地面空氣得以進(jìn)入井下。采用壓入式通風(fēng)的礦井，井下空氣壓力大于地面空氣壓力，稱為正壓通風(fēng)。采用抽出式通風(fēng)的礦井，井下空氣壓力小于地面空氣壓力，稱為負(fù)壓通風(fēng)。 二、井下空氣中常見的有毒有害氣體 在煤礦井下，除了甲烷以外，還有一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫等有害氣體。 一氧化碳是一種毒性很強(qiáng)的氣體。空氣中只要含有萬分之五的一氧化碳，一小時(shí)內(nèi)就可以使人中毒。如果含量達(dá)到了千分之五，短時(shí)間內(nèi)就可以使人中毒死亡。井下一氧化碳的主要來源是煤炭的自燃。 二氧化碳沒有毒性，但空氣中二氧化碳含量高時(shí)，人會(huì)感到呼吸困難，甚至把人憋死。井下二氧化碳的主要來源是坑木的氧化腐爛，也有的煤層或巖層本身含有大量二氧化碳。它比空氣重，常在老巷、水倉等巷道底部積存。 硫化氫氣體賦存于煤層中，在落煤 過程中自然泄出，有機(jī)物腐爛和含硫礦物遇水時(shí)也可以分解出硫化氫。這種氣體無色、微甜、有臭雞蛋味。它是一種有強(qiáng)烈毒性的氣體，對(duì)人的眼、鼻、喉的粘膜有刺激作用。當(dāng)空氣中硫化氫濃度達(dá)到 %時(shí)，短時(shí)間內(nèi)會(huì)使人死亡。 二氧化氮是一種紅棕色氣體，有劇毒，對(duì)眼、鼻、呼吸道及肺有刺激作用。它主要是在炸藥爆炸后生成的。所以在每次放炮后，一定要等炮煙吹散了才能進(jìn)入工作面，不要一聽到炮響，就頂著炮煙進(jìn)入工作面，這樣是很容易中毒的。 二氧化硫是一種無色氣體，易積聚于巷道底部，易溶于水，有強(qiáng)烈硫磺氣味及酸味，有劇毒，能強(qiáng)烈 刺激眼及呼吸道粘膜。 三、井巷中的風(fēng)速 在礦井井巷中，風(fēng)流在單位時(shí)間內(nèi)所流經(jīng)的距離，稱為井巷中的風(fēng)速，簡稱風(fēng)速。在井巷中風(fēng)速過高或者過低都是不行的，風(fēng)速過高會(huì)對(duì)礦工的身體健康不利。同時(shí)，風(fēng)速過高會(huì)增加巷道的通風(fēng)阻力，增加風(fēng)機(jī)的耗電量，而且風(fēng)速過高還會(huì)揚(yáng)起煤塵，增加礦塵爆炸的可能性。但是風(fēng)速過低會(huì)使巷道和工作面中的風(fēng)量不足，不但達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的每人每分鐘 4 立方米的標(biāo)準(zhǔn)，而且還會(huì)造成瓦斯聚集，從而引起瓦斯爆炸和窒息事故，所以必須對(duì)井巷中的風(fēng)速做出限制。 整潔的大巷 《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定 ：無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐的風(fēng)速不大于 15 米 /秒；專為升降物料的井筒的風(fēng)速不大于 12 米 /秒；風(fēng)橋中的風(fēng)速不大于 10 米 /秒。升降人員和物料的井筒，風(fēng)速不大于 8 米 /秒；主要進(jìn)、回風(fēng)巷的風(fēng)速不大于 8 米 /秒；架線電機(jī)車巷道的風(fēng)速在 米 /秒～ 8 米 /秒之間；運(yùn)輸機(jī)巷，采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷的風(fēng)速在 米 /秒～ 6 米 /秒之間；采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷的風(fēng)速在 米 /秒～ 4 米 /秒之間；掘進(jìn)中的巖巷的風(fēng)速在 米 /秒～ 4 米 /秒之間；其他通風(fēng)人行巷道的風(fēng)速不得低于 米 /秒。 四、礦井通風(fēng)的基本任務(wù) 煤礦 中有一句話，礦井通風(fēng)是礦工的生命線。什么是礦井通風(fēng)呢？礦井通風(fēng)就是把地面空氣不斷送入井下，同時(shí)把污濁的空氣排出井外的過程。礦井通風(fēng)的基本任務(wù)是：連續(xù)供給井下人員足夠的新鮮空氣，滿足呼吸需要；稀釋井下有害氣體及礦塵到安全濃度，并排出作業(yè)地點(diǎn)；排除井下的熱量與水蒸氣，創(chuàng)造適宜的溫度條件；保證通風(fēng)系統(tǒng)可靠、風(fēng)流穩(wěn)定、抗災(zāi)變能力強(qiáng)。 五、礦井通風(fēng)系統(tǒng) （一）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的概念 礦井風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入井下，經(jīng)過各用風(fēng)場(chǎng)所，然后由回風(fēng)井排出礦井，所經(jīng)過的整個(gè)路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方 法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方面的內(nèi)容。 為了保證通風(fēng)系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定的向各用風(fēng)地點(diǎn)供給所需風(fēng)量，即