掘進(jìn)基本知識(shí)
一、掘進(jìn)的地位和作用
采掘并舉,掘進(jìn)先行,以掘保采,以采促掘。
采煤以掘進(jìn)為前提,掘進(jìn)又服務(wù)于采采煤。
二、井巷的基本概念
從地面到井下,掘進(jìn)的工程主要包括井筒、巷道、峒室三大部分。
1、井筒
按坡度分:立井、斜井、平峒。
按功能作用分:通常有主井(出煤)、副井(材料、人員運(yùn)輸?shù)?、風(fēng)井(通風(fēng))、混合井(出煤、運(yùn)料等)等
2、巷道
1)、按坡度分:水平巷道(平巷、石門(mén)等)、傾斜巷道(上山、下山等);
石門(mén):指垂直(或斜交)于煤層走向的水平巷道。
2)、按煤巖別分:巖巷(斷面中巖層占4/5及以上)、煤巷(斷面中煤層占4/5及以上)、半煤巖巷道
3)、按巷道類(lèi)別分:開(kāi)拓巷道、準(zhǔn)備巷道、回采巷道
4)、按作用分:運(yùn)輸巷道(如工作面機(jī)巷、皮帶上山、軌道上山等)、通風(fēng)巷道(如工作面風(fēng)巷、回風(fēng)上山等)、排水巷道(如泄水巷、水倉(cāng)等)、其它巷道等。
3、峒室
礦井主要有泵房、變電所、絞車(chē)房、炸藥庫(kù)、充電峒室、信號(hào)峒室、等候室、躲避峒等。
4、斷面形狀
主要有折線形(如矩形、梯形、斜梯形等)和曲線形(拱形、圓形、馬蹄形、橢圓形等)兩大類(lèi)。
應(yīng)用多的主要有拱形、梯形、矩形(斜矩形)、圓形,其它還有馬蹄形、橢圓形、斜梯形等。我礦采用的主要有拱形、梯形、矩形(斜矩形)。
各種斷面形狀優(yōu)劣順序?yàn)椋?/p>
巷道穩(wěn)定性、承壓受力方面:圓形→馬蹄形、橢圓形→拱形→梯形、矩形;
巷道斷面利用率方面:梯形、矩形→拱形→馬蹄形→圓形;
施工難易方面:鉆爆法掘進(jìn):梯形、矩形→拱形→馬蹄形→圓形;
拱形巷道又主要分直墻半圓拱形、直墻三心拱形、直墻圓弧拱形等,對(duì)于底鼓嚴(yán)重的巷道還設(shè)底板反拱。它主要用于巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)、頂?shù)装鍓毫Υ蟮拈_(kāi)拓、準(zhǔn)備巷道或回采巷道。
梯形巷道主要用于頂?shù)装鍓毫Σ皇翘蟆?cè)壓相對(duì)較大、服務(wù)時(shí)間不是太長(zhǎng)的回采巷道或準(zhǔn)備巷道,有時(shí)也用于壓力不大的開(kāi)拓巷道(特別是小型礦井)。
矩形巷道主要用于巷道壓力不是太大、沿煤層掘進(jìn)的準(zhǔn)備巷道和回采巷道。
圓形巷道主要用于立井、煤倉(cāng)等井巷、峒室,以及壓力和變形都很大的開(kāi)拓巷道(極軟巖巷道)等。
三、巷道支護(hù)
1、支護(hù)形式
單一支護(hù):主要有錨桿支護(hù)、噴漿(噴射混凝土)支護(hù)、砌碹支護(hù)、棚式支架支護(hù);
聯(lián)合支護(hù):主要有錨噴支護(hù)、架棚噴支護(hù)、錨架支護(hù);
主動(dòng)支護(hù):錨桿支護(hù)、噴漿(噴射混凝土)支護(hù)、錨噴支護(hù)
被動(dòng)支護(hù):砌碹支護(hù)、棚式支架支護(hù)、架棚噴支護(hù);
2、支護(hù)形式的主要優(yōu)缺點(diǎn)
錨桿支護(hù)、噴漿(噴射混凝土)支護(hù)、錨噴支護(hù)等:能充分發(fā)揮圍巖自身的作用和承載能力,使圍巖和支護(hù)體形成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu),共同承擔(dān)圍巖的壓力和變形,是一種主動(dòng)的支護(hù)方式,它成本較低,便于實(shí)現(xiàn)平行交叉作業(yè),有利于組織快速施工。應(yīng)用范圍較廣,是值得推廣的主要支護(hù)形式。
砌碹支護(hù)、棚式支架支護(hù)、架棚噴支護(hù)等:是一種被動(dòng)的支護(hù)方式,它主要靠支護(hù)體被動(dòng)的承受?chē)鷰r的壓力和變形,不能有效的發(fā)揮圍巖自身的作用和承載能力。也不利于組織快速施工,應(yīng)用條件受到一定的限制,不能作為推廣的主支護(hù)形式,只能用于一些特定的巷道中。
3、各種支護(hù)的組成和施工
1)錨桿支護(hù)
⑴、錨桿分類(lèi)
按錨桿與被支護(hù)巖體錨固方式,分為機(jī)械式、粘結(jié)式和摩擦式三類(lèi)
根據(jù)錨固段位置和長(zhǎng)度,分為端頭錨固和全長(zhǎng)錨固兩類(lèi)
按桿體材料,分為木錨桿、竹錨桿、金屬錨桿、(鋼筋)混凝土錨桿、玻璃鋼錨桿等。
我礦現(xiàn)普遍使用的是屬于粘結(jié)式金屬全長(zhǎng)錨固錨桿。
⑵、粘結(jié)式金屬錨桿
粘結(jié)式錨桿主要可分為水泥砂漿鋼筋錨桿和水泥或樹(shù)脂錨固鋼筋錨桿。我礦現(xiàn)采用的是樹(shù)脂錨固鋼筋錨桿。
樹(shù)脂錨固鋼筋錨桿由樹(shù)脂膠囊、桿體、托板和螺母等組成。
錨桿桿體用于承受張拉作用。托板的作用是將圍巖壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)錨桿的拉力;螺母的作用是產(chǎn)生預(yù)緊力,預(yù)防圍巖松動(dòng)離層。樹(shù)脂膠囊的作用是將桿體與圍巖很好的粘結(jié)。
樹(shù)脂錨固劑常用的有中速、快速二種,中速錨固劑固化時(shí)間4~6min、快