倾斜巷道施工技术.pptx

倾斜巷道施工技术倾斜巷道施工技术云南能源职业技术学院2024/4/3 周三2一、斜井开拓方式论述一、斜井开拓方式论述斜井开拓在技术上和经济上要比立井有利的多，斜井开拓在技术上和经济上要比立井有利的多，具有投资少，速度快、成本低的优点。具有投资少，速度快、成本低的优点。近年来，随着矿井集中化、大型化、机械化和近年来，随着矿井集中化、大型化、机械化和自动化程度的不断提高，要求发展连续运输工艺，自动化程度的不断提高，要求发展连续运输工艺，增大提升能力。国内外许多新建和改扩建的矿井，增大提升能力。国内外许多新建和改扩建的矿井，包括开采深度较深的大型矿井，都趋向于采用斜井包括开采深度较深的大型矿井，都趋向于采用斜井开拓方式或斜井开拓方式或斜井立井综合开拓方式。例如：年产立井综合开拓方式。例如：年产27.5Mt的南非博杰斯普鲁特矿井；年产的南非博杰斯普鲁特矿井；年产11Mt的前的前2024/4/3 周三3苏联萨拉姆斯卡亚矿井；年产苏联萨拉姆斯卡亚矿井；年产10Mt的英国塞尔比矿的英国塞尔比矿井；年产井；年产9Mt山西阳泉三井；年产山西阳泉三井；年产5Mt的大同四台沟的大同四台沟矿井；年产矿井；年产4Mt的大同燕子山矿井等，均为大型斜井的大同燕子山矿井等，均为大型斜井或斜井立井综合开拓方式的矿井。或斜井立井综合开拓方式的矿井。目前国内外斜井施工仍较多采用钻爆法。国外大目前国内外斜井施工仍较多采用钻爆法。国外大断面斜井施工最高月成井达断面斜井施工最高月成井达397m（加拿大），国内（加拿大），国内在小断面掘进中也曾创下单孔月进在小断面掘进中也曾创下单孔月进705.3m的记录。的记录。斜井按用途分类有：提升矿石或煤炭的主斜井；斜井按用途分类有：提升矿石或煤炭的主斜井；提升矸石、下放材料、设备和行人通风的副斜井；提升矸石、下放材料、设备和行人通风的副斜井；2024/4/3 周三4出风和兼作安全出口的斜风井；对特大涌水的矿井，出风和兼作安全出口的斜风井；对特大涌水的矿井，还有专门敷设管路的排水斜井；采用水砂充填处理采还有专门敷设管路的排水斜井；采用水砂充填处理采空区的矿井还有专门的注砂斜井等。其中主斜井按其空区的矿井还有专门的注砂斜井等。其中主斜井按其提升方式又有矿车单车或串车提升斜井；箕斗提升斜提升方式又有矿车单车或串车提升斜井；箕斗提升斜井；胶带运输提升斜井和无极绳提升的斜井；而副斜井；胶带运输提升斜井和无极绳提升的斜井；而副斜井作为辅助提升，多为串车提升斜井。井作为辅助提升，多为串车提升斜井。2024/4/3 周三5二二.上山快速施工技术上山快速施工技术自运输水平向上倾斜的巷道称为上山，向下倾斜自运输水平向上倾斜的巷道称为上山，向下倾斜的巷道成为下山。上山和下山都是采区中的倾斜巷道。的巷道成为下山。上山和下山都是采区中的倾斜巷道。若从掘进方向而言，上、下山均可由下向上施工（常若从掘进方向而言，上、下山均可由下向上施工（常称为上山掘进），也可以自上向下施工（常称为下山称为上山掘进），也可以自上向下施工（常称为下山掘进）。但在有瓦斯突出的煤层中施工上、下山，如掘进）。但在有瓦斯突出的煤层中施工上、下山，如无专门的安全措施，上山只能由上水平向下掘进，这无专门的安全措施，上山只能由上水平向下掘进，这时的掘进特点就和下山掘进相同了。下山掘进与斜井时的掘进特点就和下山掘进相同了。下山掘进与斜井施工基本相同，所以，下面仅讲述由下向上施工（即施工基本相同，所以，下面仅讲述由下向上施工（即上山掘进）的特点。上山掘进）的特点。2024/4/3 周三6（一）钻眼爆破（一）钻眼爆破上山掘进的钻眼爆破中，由于巷道具有向上倾斜上山掘进的钻眼爆破中，由于巷道具有向上倾斜的特点，因此要求爆出的巷道，符合上山倾角的要求，的特点，因此要求爆出的巷道，符合上山倾角的要求，防止底板的防止底板的“上飘上飘”和和“下沉下沉”。上山掘进时，倾角。上山掘进时，倾角较大的上山，其底板倾角容易较大的上山，其底板倾角容易“下沉下沉”，使上山倾角，使上山倾角变小；倾角较小的上山，施工中其底板容易变小；倾角较小的上山，施工中其底板容易“上飘上飘”，超过上山的设计倾角。，超过上山的设计倾角。上山掘进中，抛掷出来的矸石容易将临时支架或上山掘进中，抛掷出来的矸石容易将临时支架或后面的悬挂物崩倒或崩掉。因此爆破时除对这些设施后面的悬挂物崩倒或崩掉。因此爆破时除对这些设施加以保护和加固外，还应改为底部掏槽。槽眼的加以保护和加固外，还应改为底部掏槽。槽眼的2024/4/3 周三7角度均应小于上山的倾角，槽眼的眼口距设计上山底角度均应小于上山的倾角，槽眼的眼口距设计上山底板约为板约为1.0m。槽眼的数目应视岩性而定。若沿煤或。槽眼的数目应视岩性而定。若沿煤或软岩层掘进，可采用三星掏槽，其中下面两个炮眼的软岩层掘进，可采用三星掏槽，其中下面两个炮眼的角度和深度要掌握好。当岩石较硬时，底眼可插入底角度和深度要掌握好。当岩石较硬时，底眼可插入底板板200mm左右，适量装药，上方的一个槽眼应沿上左右，适量装药，上方的一个槽眼应沿上山方向稍向下倾斜，其布置如图山方向稍向下倾斜，其布置如图12-1所示。所示。121上山掘进掏槽方法上山掘进掏槽方法2024/4/3 周三8在煤或软岩中掘进，同样要采用光面爆破，以利在煤或软岩中掘进，同样要采用光面爆破，以利永久支护；周边眼的位置应略微离开设计掘进断面轮永久支护；周边眼的位置应略微离开设计掘进断面轮廓线，以保证永久支护后的断面尺寸。廓线，以保证永久支护后的断面尺寸。（二）装岩与提升运输（二）装岩与提升运输上山掘进时，由于爆破下来的煤或岩石能借助自上山掘进时，由于爆破下来的煤或岩石能借助自重下滑，所以，装岩和排矸比较容易，而向上供料比重下滑，所以，装岩和排矸比较容易，而向上供料比较困难。较困难。1.装岩工作装岩工作当采用人工装岩时，配合人工装岩的运输设备，当采用人工装岩时，配合人工装岩的运输设备，可选择刮板输送机或溜槽。刮板输送机可用在可选择刮板输送机或溜槽。刮板输送机可用在2024/4/3 周三9倾角小于倾角小于25的上山掘进，铁溜槽可用于的上山掘进，铁溜槽可用于2535的上山掘进，搪瓷溜槽可用于的上山掘进，搪瓷溜槽可用于1528的上山掘的上山掘进。溜槽的使用和安装都很方便，生产能力大，但粉进。溜槽的使用和安装都很方便，生产能力大，但粉尘量也大，一般尚需配水冲刷。为了防止矸、煤飞起尘量也大，一般尚需配水冲刷。为了防止矸、煤飞起伤人，应在溜槽一侧设置档板，并在上山下口设置临伤人，应在溜槽一侧设置档板，并在上山下口设置临时贮矸仓，以便装车。图时贮矸仓，以便装车。图122所示。在倾角大于所示。在倾角大于35的上山，煤的上山，煤(矸矸)可沿巷道底板自溜，这时应在巷道两可沿巷道底板自溜，这时应在巷道两侧做出一个密闭的溜矸间，专供煤侧做出一个密闭的溜矸间，专供煤(矸矸)下溜，以免伤下溜，以免伤人或破坏设备。人或破坏设备。规程规程第四十七条：第四十七条：由下向上掘进由下向上掘进25以上以上2024/4/3 周三10 图图122上山掘进利用溜槽运输上山掘进利用溜槽运输2024/4/3 周三11的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道分的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤人。人行道应设扶手、梯子开，防止煤（矸）滑落伤人。人行道应设扶手、梯子和信号装置。斜巷与上部巷道贯通时，必须有安全措和信号装置。斜巷与上部巷道贯通时，必须有安全措施。施。上山掘进时，若采用机械装岩。当上山倾角上山掘进时，若采用机械装岩。当上山倾角10时，可以使用时，可以使用ZMZ-3型装煤机，配合刮板运输型装煤机，配合刮板运输机运输；当上山倾角机运输；当上山倾角30时，还可采用耙斗装岩机。时，还可采用耙斗装岩机。耙斗装岩机在上山掘进中的下滑问题比斜井掘进时更耙斗装岩机在上山掘进中的下滑问题比斜井掘进时更为突出，不仅增加了爆破冲击产生的下滑力，而且耙为突出，不仅增加了爆破冲击产生的下滑力，而且耙斗装岩机后部是光滑的轨道，没有堆积矸石的斗装岩机后部是光滑的轨道，没有堆积矸石的2024/4/3 周三12阻挡，比斜井掘进更容易下滑；由于耙斗装岩机沿上阻挡，比斜井掘进更容易下滑；由于耙斗装岩机沿上山坡度安置，其重心后移，也增大了下滑力。因此，山坡度安置，其重心后移，也增大了下滑力。因此，耙斗装岩机在安设时，除自身的四个卡轨器以外，还耙斗装岩机在安设时，除自身的四个卡轨器以外，还需另添防滑加固装置。如图需另添防滑加固装置。如图11-3所示，是广泛应用的所示，是广泛应用的一种简单的防滑加固装置。它是在耙斗装岩机后立柱一种简单的防滑加固装置。它是在耙斗装岩机后立柱1上装上两个可以转动的防滑斜撑上装上两个可以转动的防滑斜撑2。斜撑用。斜撑用18kg/m钢轨加工制作，长度为钢轨加工制作，长度为1.0m左右，下部做成锐角状，左右，下部做成锐角状，上部在轨道腹板钻孔，用销轴与耙斗装岩机后立柱连上部在轨道腹板钻孔，用销轴与耙斗装岩机后立柱连接。斜撑底脚插入上山底板或用卡轨器与轨道相连。接。斜撑底脚插入上山底板或用卡轨器与轨道相连。2024/4/3 周三13图图123上山掘进时耙斗机防滑装置上山掘进时耙斗机防滑装置1耙斗机的后立柱；耙斗机的后立柱；2钢轨斜撑；钢轨斜撑；3枕木；枕木；4卡轨器卡轨器2024/4/3 周三14为了防止爆破岩石砸坏耙斗装岩机和尽量减少为了防止爆破岩石砸坏耙斗装岩机和尽量减少爆破对其产生的冲击力，耙斗装岩机安设的位置，距爆破对其产生的冲击力，耙斗装岩机安设的位置，距上山掘进工作面的最近距离以不小于上山掘进工作面的最近距离以不小于8m为宜。随着为宜。随着掘进工作面向上推进，耙斗装岩机每隔掘进工作面向上推进，耙斗装岩机每隔3050m需需向上移动一次。每移动一次约需向上移动一次。每移动一次约需816小时，其主要小时，其主要工作是清底、铺轨、移机、固定、调试。移动时，可工作是清底、铺轨、移机、固定、调试。移动时，可以利用提料小绞车向上牵引。若向上角度大，可用提以利用提料小绞车向上牵引。若向上角度大，可用提升机和耙斗装岩机自身绞车联合牵引上移。移机时，升机和耙斗装岩机自身绞车联合牵引上移。移机时，工作面上的定滑轮必须固定牢固，机后严禁有人。工作面上的定滑轮必须固定牢固，机后严禁有人。2024/4/3 周三15为提高装岩生产率，耙斗装岩机可以与刮板输为提高装岩生产率，耙斗装岩机可以与刮板输送机或溜槽配套使用，这时需在耙斗装岩机的卸载口送机或溜槽配套使用，这时需在耙斗装岩机的卸载口下接一节斜溜槽，使矸石进入溜矸道或刮板输送机上。下接一节斜溜槽，使矸石进入溜矸道或刮板输送机上。如图如图12-4所示。所示。2.提升运输工作提升运输工作上山掘进时的排矸方式与上山倾角有关，当上山上山掘进时的排矸方式与上山倾角有关，当上山倾角大于倾角大于30时，矸、煤可沿上山底板借自重下滑，时，矸、煤可沿上山底板借自重下滑，只在上山下口装运矸石即可；当倾角为只在上山下口装运矸石即可；当倾角为2030时，时，可用铁溜槽溜矸，在矸石仓下口装运矸石；当倾角为可用铁溜槽溜矸，在矸石仓下口装运矸石；当倾角为1520时，可用刮板运输机或搪瓷溜槽溜矸时，可用刮板运输机或搪瓷溜槽溜矸2024/4/3 周三16 图图124耙斗装载机与链板运输机或溜槽配套使用耙斗装载机与链板运输机或溜槽配套使用1耙斗；耙斗；2耙斗装载机；耙斗装载机；3斜溜槽；斜溜槽；4刮板输送机或溜槽；刮板输送机或溜槽；5矸石仓；矸石仓；6一矿车；一矿车；7挡板；挡板；8立柱；立柱；9防滑钢轨斜撑；防滑钢轨斜撑；10卡轨器卡轨器2024/4/3 周三17到矸石仓内。为防止矸石下滑中飞起伤人，溜矸道一到矸石仓内。为防止矸石下滑中飞起伤人，溜矸道一侧要设挡板，上山下口的临时矸石仓应设专人管理，侧要设挡板，上山下口的临时矸石仓应设专人管理，向矿车内放矸时注意不要窜矸。向矿车内放矸时注意不要窜矸。在上山掘进中，向工作面运送材料，如是单巷掘在上山掘进中，向工作面运送材料，如是单巷掘进，既要铺设刮板运输机又要铺设轨道，如图进，既要铺设刮板运输机又要铺设轨道，如图125所示。若是双巷同时掘进时，甲巷铺设刮板输送机，所示。若是双巷同时掘进时，甲巷铺设刮板输送机，则乙巷可铺设轨道，用矿车或专用材料车向工作面运则乙巷可铺设轨道，用矿车或专用材料车向工作面运送材料。这时，甲巷所需的材料可通过联络巷搬运过送材料。这时，甲巷所需的材料可通过联络巷搬运过去。乙巷的煤、矸石可直接装矿车下运，亦可由铺设去。乙巷的煤、矸石可直接装矿车下运，亦可由铺设在联络巷内的刮板输送机转运到甲巷的刮板输送机在联络巷内的刮板输送机转运到甲巷的刮板输送机2024/4/3 周三18 图图125单巷掘进上山的提升运输方式单巷掘进上山的提升运输方式1压气管；压气管；2一刮板输送机；一刮板输送机；3一滑轮；一滑轮；4一矿车；一矿车；5一风筒一风筒2024/4/3 周三19上，集中下运。上，集中下运。凡是倾角小于凡是倾角小于30的上山，均可用矿车提升材的上山，均可用矿车提升材料和运出煤、矸。提升用的小绞车应根据上山的长度、料和运出煤、矸。提升用的小绞车应根据上山的长度、绞车滚筒的容绳量来确定。一般用绞车滚筒的容绳量来确定。一般用JD11.4或或JD25型。型。小绞车应设在上山下口与平巷衔接处一侧的巷道内，小绞车应设在上山下口与平巷衔接处一侧的巷道内，并偏离上山轨道中心线的位置，以策安全。其布置方并偏离上山轨道中心线的位置，以策安全。其布置方式如图式如图12-6所示。所示。如果上山斜长超过提升绞车缠绳量时，则需要随如果上山斜长超过提升绞车缠绳量时，则需要随着上山掘进工作面向前推移，不断在向上山中开凿的着上山掘进工作面向前推移，不断在向上山中开凿的躲避硐躲避硐(3050m开凿一个开凿一个)内增设提升绞车，分段提内增设提升绞车，分段提2024/4/3 周三20图图126上山掘进时提升绞车及导上山掘进时提升绞车及导绳轮的布置绳轮的布置1一绞车；一绞车；2一立轮；一立轮；3一滑轮一滑轮图图127上山掘进时的上山掘进时的多段提升方式多段提升方式2024/4/3 周三21升，如上图升，如上图127所示。所示。0.80.8、1.21.2米矿用防爆调速提升绞车。米矿用防爆调速提升绞车。本绞车是一种经济适本绞车是一种经济适用的矿用提升设备用的矿用提升设备,主要适用于煤矿井下主要适用于煤矿井下(防爆型防爆型),),也用于金属也用于金属矿、非金属矿及煤矿地面（非防爆型）提放物料矿、非金属矿及煤矿地面（非防爆型）提放物料2024/4/3 周三22由于上山掘进中，用矿车提升运输是依靠工作面由于上山掘进中，用矿车提升运输是依靠工作面附近安设的定滑轮反向牵引实现的，所以滑轮必须安附近安设的定滑轮反向牵引实现的，所以滑轮必须安设简便而牢固。若上山倾角小（设简便而牢固。若上山倾角小（20以下），用以下），用1t矿矿车提升时，定滑轮通常固定在耙斗装岩机机架尾部；车提升时，定滑轮通常固定在耙斗装岩机机架尾部；当上山倾角大（当上山倾角大（20以上）或用以上）或用3t矿车提升时，为减矿车提升时，为减少耙斗装岩机的下滑力和振动，常在耙斗装岩机的簸少耙斗装岩机的下滑力和振动，常在耙斗装岩机的簸箕口下安设一个定滑轮，同时在其后箕口下安设一个定滑轮，同时在其后22.5m处的近处的近绞车绳一侧打上锚杆安装导向轮。若底板岩石稳固，绞车绳一侧打上锚杆安装导向轮。若底板岩石稳固，也可用锚杆直接将定滑轮固定在上山底板上。也可用锚杆直接将定滑轮固定在上山底板上。（三）支护工作（三）支护工作2024/4/3 周三23在上山施工过程中，由于顶板岩石受重力作用，在上山施工过程中，由于顶板岩石受重力作用，有沿倾斜向下滑动的趋势，因此在架支架时，支架腿有沿倾斜向下滑动的趋势，因此在架支架时，支架腿要向倾斜上方与顶板、底板垂线问呈一夹角，这个夹要向倾斜上方与顶板、底板垂线问呈一夹角，这个夹角称为迎山角角称为迎山角(图图128中的中的角角)，其角度大小取决于，其角度大小取决于上山的倾角上山的倾角及围岩的稳定性。当上山倾角及围岩的稳定性。当上山倾角30 45时，一般每倾斜时，一般每倾斜68，便应具有，便应具有1的迎山角。为了的迎山角。为了防止爆破时崩倒支架，对支架还应加固，一般是在支防止爆破时崩倒支架，对支架还应加固，一般是在支架之间设拉杆及撑木，岩上山倾角架之间设拉杆及撑木，岩上山倾角45时，为了防时，为了防止底板岩石下滑，尚需设底梁，这时支架就变成一个止底板岩石下滑，尚需设底梁，这时支架就变成一个封闭的框式结构了。封闭的框式结构了。2024/4/3 周三24图图128上山支架的迎山角上山支架的迎山角 2024/4/3 周三25采区主要上山或其它的服务年限较长的上山掘进采区主要上山或其它的服务年限较长的上山掘进和支护工艺与斜井和平巷基本相同。若采用锚喷、锚和支护工艺与斜井和平巷基本相同。若采用锚喷、锚索支护时，锚杆要垂直上山顶板和侧帮布置，顶锚杆索支护时，锚杆要垂直上山顶板和侧帮布置，顶锚杆施工比平巷和斜井都容易，施工质量会更好。喷射混施工比平巷和斜井都容易，施工质量会更好。喷射混凝土工序可滞后掘进工作面一段距离（凝土工序可滞后掘进工作面一段距离（2040m）与）与掘进平行作业。若采用掘支单行作业时，可视岩石性掘进平行作业。若采用掘支单行作业时，可视岩石性质，供料情况和喷射机能力，确定合适的喷射段距。质，供料情况和喷射机能力，确定合适的喷射段距。现场多采用现场多采用“两掘一喷两掘一喷”，即两班掘进，一班喷射混即两班掘进，一班喷射混凝凝土。支护班的任务，不仅限于喷射混凝土，还要补打土。支护班的任务，不仅限于喷射混凝土，还要补打上山两帮的锚杆，因为掘进班只打了顶部锚杆。此上山两帮的锚杆，因为掘进班只打了顶部锚杆。此2024/4/3 周三26外，支护班还要对上次喷过的地段进行复喷。混凝土外，支护班还要对上次喷过的地段进行复喷。混凝土喷射机，可设在上山下口处的适当位置，亦可设在躲喷射机，可设在上山下口处的适当位置，亦可设在躲避洞或联络巷内。避洞或联络巷内。如砌筑石材支护，则砌碹工作应由下沿倾斜方向如砌筑石材支护，则砌碹工作应由下沿倾斜方向向上进行。向上进行。（四）通风工作（四）通风工作上山掘进时，由于瓦斯比空气轻，容易积聚在工上山掘进时，由于瓦斯比空气轻，容易积聚在工作面上方，通风工作尤为重要。为保证上山掘进的安作面上方，通风工作尤为重要。为保证上山掘进的安全，必须加强通风和瓦斯检查工作，严格遵照全，必须加强通风和瓦斯检查工作，严格遵照煤矿煤矿安全规程安全规程的规定，通风设施要齐全，运转要正常。的规定，通风设施要齐全，运转要正常。2024/4/3 周三27无论何时都不准停风。如因检修停电等原因不得已停无论何时都不准停风。如因检修停电等原因不得已停风时，全体人员必须撤出，待恢复通风及检查瓦斯之风时，全体人员必须撤出，待恢复通风及检查瓦斯之后，才允许人员进入工作面。进入时瓦斯检查人员在后，才允许人员进入工作面。进入时瓦斯检查人员在前，逐段检查前进，直到工作面为止。在高沼气矿井前，逐段检查前进，直到工作面为止。在高沼气矿井的上山掘进时，均要求压入式通风，风筒接到工作面，的上山掘进时，均要求压入式通风，风筒接到工作面，风筒口距工作面的距离必须远远小于其有效射程。若风筒口距工作面的距离必须远远小于其有效射程。若上山过长，远距离通风有困难时，应选用合理的局扇，上山过长，远距离通风有困难时，应选用合理的局扇，减少风筒漏风和降低风筒阻力。必要时采用两台局扇减少风筒漏风和降低风筒阻力。必要时采用两台局扇集中串联通风，以提高风压。若瓦斯量大，亦可集中串联通风，以提高风压。若瓦斯量大，亦可采用双通风机、双风筒压入式通风，加大通风能力，采用双通风机、双风筒压入式通风，加大通风能力，2024/4/3 周三28提高通风效果。国外曾采用一种脉冲式通风方式，以提高通风效果。国外曾采用一种脉冲式通风方式，以求达到有效排除瓦斯的目的。其实质是，在靠近掘进求达到有效排除瓦斯的目的。其实质是，在靠近掘进工作面的风筒上装一个风流断续器，其内的旋转闸片工作面的风筒上装一个风流断续器，其内的旋转闸片在风流的作用下转动，定时遮断风筒的风流，风筒相在风流的作用下转动，定时遮断风筒的风流，风筒相应鼓胀，当闸片开启后，风流又射入工作面。因此，应鼓胀，当闸片开启后，风流又射入工作面。因此，能保证上山内一定长度上空气流动的脉冲性，提高大能保证上山内一定长度上空气流动的脉冲性，提高大瓦斯量的独头上山工作面风流的紊流程度，有利于稀瓦斯量的独头上山工作面风流的紊流程度，有利于稀释瓦斯浓度，所以通风效果较好。释瓦斯浓度，所以通风效果较好。（五）掘进机械化作业线配套（五）掘进机械化作业线配套在大断面上山掘进中，根据排矸方式的不同，有在大断面上山掘进中，根据排矸方式的不同，有2024/4/3 周三29以下三种机械化作业线配套方案：以下三种机械化作业线配套方案：风动凿岩机风动凿岩机耙斗装岩机耙斗装岩机矿车矿车在上山掘进中，多年来广泛应用气腿式风动凿岩在上山掘进中，多年来广泛应用气腿式风动凿岩机，耙斗装岩机装岩，提升小绞车直接将矿车提至卸机，耙斗装岩机装岩，提升小绞车直接将矿车提至卸矸口下装岩排矸。在上山不太长（矸口下装岩排矸。在上山不太长（300m以内），倾以内），倾角在角在1525时，应用该作业线施工，能取得较好的时，应用该作业线施工，能取得较好的效果。效果。风动凿岩机风动凿岩机蟹爪装岩机蟹爪装岩机刮板输送机刮板输送机矿车矿车与上条作业线不同之处在于装岩机械和转载机械，与上条作业线不同之处在于装岩机械和转载机械，蟹爪装岩机可连续装岩，生产能力较大，在上山蟹爪装岩机可连续装岩，生产能力较大，在上山2024/4/3 周三30较长（较长（500m以上）时，上山倾角在以上）时，上山倾角在15以下时，可以下时，可应用该作业线。应用该作业线。风动凿岩机风动凿岩机耙斗装岩机耙斗装岩机溜槽溜槽矸石仓矸石仓矿矿车车这条作业线适用于大倾角（这条作业线适用于大倾角（30以上）上山的掘以上）上山的掘进。进。2024/4/3 周三31（一）概述（一）概述我国斜井施工，从我国斜井施工，从19721972年湖南建井三处创月成井年湖南建井三处创月成井364.5 m364.5 m以来，陕西煤炭基建公司二处、四处又分别以来，陕西煤炭基建公司二处、四处又分别创造了创造了452452，504504，605605，705.3 m705.3 m的月成井速度，使的月成井速度，使我国斜井施工速度在世界上保持领先地位；鸡西、开我国斜井施工速度在世界上保持领先地位；鸡西、开滦、阜新、涟邵等矿区，也都创造了斜井施工速度的滦、阜新、涟邵等矿区，也都创造了斜井施工速度的较高水平，并总结出了具有我国特色的较高水平，并总结出了具有我国特色的“两光三斗两光三斗”（激光定向、光面爆破、耙斗装岩、箕斗提升、漏激光定向、光面爆破、耙斗装岩、箕斗提升、漏斗排矸斗排矸）机械化配套作业线施工经验。近）机械化配套作业线施工经验。近1010多年来，多年来，阳阳三、斜井施工三、斜井施工2024/4/3 周三32泉、丰城、大同等矿区在大断面斜井施工中又有了突泉、丰城、大同等矿区在大断面斜井施工中又有了突破性进展，取得了优异成绩。破性进展，取得了优异成绩。但是，全国斜井年平均施工速度却较低：但是，全国斜井年平均施工速度却较低：5050年代年代平均为月进平均为月进303045 m45 m，6060年代为年代为303055 m55 m，7070年代年代为为353555 m55 m，8080年代以来为年代以来为505060 m60 m。斜井开拓的优点：投资省、出煤快、效率高、成斜井开拓的优点：投资省、出煤快、效率高、成本低。本低。山西年产山西年产500万吨的大同四台沟矿、年产万吨的大同四台沟矿、年产400万吨万吨的燕子山矿和阳泉贵石沟矿，陕西年产的燕子山矿和阳泉贵石沟矿，陕西年产300万吨的桑万吨的桑树坪矿。树坪矿。2024/4/3 周三33 英国年产英国年产10001000万吨的赛尔比矿，南非年产万吨的赛尔比矿，南非年产27502750万吨博杰斯普鲁特矿，阳泉三矿万吨博杰斯普鲁特矿，阳泉三矿900900万吨及四台沟矿万吨及四台沟矿和贵石沟矿采用斜井和贵石沟矿采用斜井立井联合开拓。立井联合开拓。19741974年，陕西铜川基建公司二处，下石节矿二年，陕西铜川基建公司二处，下石节矿二采区回风斜井，创造采区回风斜井，创造705 m/705 m/月世界记录。月世界记录。世界最高月进度：日本，世界最高月进度：日本，352 m/352 m/月；加拿大，月；加拿大，397 m/397 m/月。月。阳阳泉泉贵贵石石沟沟矿矿斜斜井井（S=19.03 S=19.03 mm2 2，倾倾角角1616），1984.10121984.1012，三月，三月306.7 m306.7 m，平均，平均102.23 m/102.23 m/月。月。大同燕子山工程处，大同燕子山工程处，马脊梁矿新高山主斜井马脊梁矿新高山主斜井（2024/4/3 周三34S=15.02 mS=15.02 m2 2，倾角，倾角16160 0），），1991.571991.57，三月累计，三月累计825.5 m825.5 m，平均，平均275.2 m/275.2 m/月月。1.斜井施工特点斜井施工特点由于斜井井筒的倾角从几度到几十度不等，所由于斜井井筒的倾角从几度到几十度不等，所以其施工方法、施工工艺和施工设备介于立井和平以其施工方法、施工工艺和施工设备介于立井和平巷之间。巷之间。斜井井颈施工特点斜井井颈施工特点斜井井颈的施工方法，应根据地形、表土、岩斜井井颈的施工方法，应根据地形、表土、岩石的水文地质条件来确定。当在山岳地带开凿斜井石的水文地质条件来确定。当在山岳地带开凿斜井井口时，由于表土很薄或仅有岩石风化带，则井颈井口时，由于表土很薄或仅有岩石风化带，则井颈2024/4/3 周三35施工比较简单。只需将井口位置的表土和风化石清施工比较简单。只需将井口位置的表土和风化石清除干净，而后按斜井方向、倾角用钻爆法掘进，以除干净，而后按斜井方向、倾角用钻爆法掘进，以临时支护保护施工安全。待掘进到设计的井颈深度临时支护保护施工安全。待掘进到设计的井颈深度后再由下向上砌碹。斜井的门脸必须以混凝土或坚后再由下向上砌碹。斜井的门脸必须以混凝土或坚硬料石砌筑，并在门脸的顶部修筑横向排水沟，以硬料石砌筑，并在门脸的顶部修筑横向排水沟，以防汛期山洪涌入井内，影响施工，危害安全。防汛期山洪涌入井内，影响施工，危害安全。当斜井口位于平原地区时，一般将井颈段一定当斜井口位于平原地区时，一般将井颈段一定深度内的表土挖出，使井口呈坑状，待明硐砌完后深度内的表土挖出，使井口呈坑状，待明硐砌完后做好防水、回填土并夯实。人们把这种开挖的方法做好防水、回填土并夯实。人们把这种开挖的方法称为明槽开挖。若表土中含有薄层流砂且距地表的称为明槽开挖。若表土中含有薄层流砂且距地表的2024/4/3 周三36深度小于深度小于10m时，为确保施工安全，需将井坑范围时，为确保施工安全，需将井坑范围扩大，人们把这种开挖的方法称作大揭盖开挖方式。扩大，人们把这种开挖的方法称作大揭盖开挖方式。明槽挖掘和斜井井口临时支护完成后，视表土明槽挖掘和斜井井口临时支护完成后，视表土稳定情况，将井筒再向下掘进稳定情况，将井筒再向下掘进510m，并由下向上，并由下向上进行永久支护，一直砌到井口设计标高。明槽回填进行永久支护，一直砌到井口设计标高。明槽回填后，再进行井颈暗挖段的施工。暗挖段的施工方法后，再进行井颈暗挖段的施工。暗挖段的施工方法主要取决于井筒倾角和表土层的稳定情况。其中稳主要取决于井筒倾角和表土层的稳定情况。其中稳定表土是指主要由粘土或砂质粘土组成的粘结表土定表土是指主要由粘土或砂质粘土组成的粘结表土及主要由黄土组成的多孔性表土。稳定表土可采用及主要由黄土组成的多孔性表土。稳定表土可采用普通法施工，即风镐挖掘或爆破掘进。普通法施工，即风镐挖掘或爆破掘进。2024/4/3 周三37当表土层土质密实、坚固，涌水不大，井筒掘当表土层土质密实、坚固，涌水不大，井筒掘进宽度小于进宽度小于5m时，可采用全断面一次掘进，金属拱时，可采用全断面一次掘进，金属拱形支架作为临时支护，段高取形支架作为临时支护，段高取24m。当井筒掘进。当井筒掘进跨度大于跨度大于5m时，全断面一次掘进有困难，可采用两时，全断面一次掘进有困难，可采用两侧导硐施工法。侧导硐施工法。当斜井井筒进入风化带后，上部土层逐渐变薄当斜井井筒进入风化带后，上部土层逐渐变薄而风化岩层逐渐加厚，在该过渡区段内，采用土、而风化岩层逐渐加厚，在该过渡区段内，采用土、岩分别短段掘砌施工法。即先掘完断面上部土层后，岩分别短段掘砌施工法。即先掘完断面上部土层后，在风化基岩上刷出临时壁座，将部分侧墙和拱顶砌在风化基岩上刷出临时壁座，将部分侧墙和拱顶砌好，然后再掘进断面下部的风化岩石，并补齐好，然后再掘进断面下部的风化岩石，并补齐2024/4/3 周三38剩余的侧墙，这种方法称为先拱后墙短段掘砌施工剩余的侧墙，这种方法称为先拱后墙短段掘砌施工法。采用该法施工时，段高不超过法。采用该法施工时，段高不超过1m，可以不用临，可以不用临时支护。若土质较差，则仍需两侧导硐施工。当工时支护。若土质较差，则仍需两侧导硐施工。当工作面全部进入风化带以后，即可改为全断面掘进，作面全部进入风化带以后，即可改为全断面掘进，但要打浅眼、少装药、放小炮，严格支护管理，预但要打浅眼、少装药、放小炮，严格支护管理，预防片帮、冒顶事故发生。当井颈段表土稳定且无水防片帮、冒顶事故发生。当井颈段表土稳定且无水时，也可采用锚网喷作为永久支护或采用钢纤维喷时，也可采用锚网喷作为永久支护或采用钢纤维喷射混凝土作为永久支护。在这方面我国有成功的先射混凝土作为永久支护。在这方面我国有成功的先例，如南京某人防工程；陕西陈家山水库净宽例，如南京某人防工程；陕西陈家山水库净宽8.6m的半圆拱形大断面溢洪洞。的半圆拱形大断面溢洪洞。2024/4/3 周三39对于不稳定表土则可以根据不同的地质条件和对于不稳定表土则可以根据不同的地质条件和水文条件而分别选用板桩法、混凝土帷幕法、沉井水文条件而分别选用板桩法、混凝土帷幕法、沉井法、注浆法、冻结法等特殊施工法。法、注浆法、冻结法等特殊施工法。2024/4/3 周三40斜井基岩段施工的特点斜井基岩段施工的特点以往斜井施工中，施工方法、施工工艺、施工设以往斜井施工中，施工方法、施工工艺、施工设备，基本上沿用岩石平巷的。但由于斜井具有一定的备，基本上沿用岩石平巷的。但由于斜井具有一定的倾角，因此，装岩、提升、支护、排水和防跑车等各倾角，因此，装岩、提升、支护、排水和防跑车等各项工作都比岩石平巷施工困难，所以斜井施工的机械项工作都比岩石平巷施工困难，所以斜井施工的机械化水平、施工速度、工效等都不及岩石平巷。化水平、施工速度、工效等都不及岩石平巷。随着大型提升机的出现，斜井掘进提升开始使用随着大型提升机的出现，斜井掘进提升开始使用斜井箕斗，工作面排水应用喷射泵和潜水泵，耙斗装斜井箕斗，工作面排水应用喷射泵和潜水泵，耙斗装岩机应用于斜井施工并与箕斗提升配套使用，到岩机应用于斜井施工并与箕斗提升配套使用，到70年年代初已突破月成井代初已突破月成井300m。1974年三部会战以后，又年三部会战以后，又2024/4/3 周三41将激光定向、深孔光面爆破、微差爆破、锚喷支护、将激光定向、深孔光面爆破、微差爆破、锚喷支护、斗式矸石仓排矸等先进技术用于斜井施工中，到斗式矸石仓排矸等先进技术用于斜井施工中，到80年年代初期，我国斜井施工已形成了具有中国特色的机械代初期，我国斜井施工已形成了具有中国特色的机械化作业线和设备配套模式。化作业线和设备配套模式。近几年来随着矿井大型化、集中化，不仅矿井深近几年来随着矿井大型化、集中化，不仅矿井深度加深而且斜井断面也越来越大。与之相适应的施工度加深而且斜井断面也越来越大。与之相适应的施工设备也得到进一步完善和发展，设备配套更加合理，设备也得到进一步完善和发展，设备配套更加合理，管理水平不断提高。我国的大断面深斜井的成井速度管理水平不断提高。我国的大断面深斜井的成井速度稳定在每月稳定在每月150m左右，左右，15m2以下的中小断面成井速以下的中小断面成井速度稳定在度稳定在300m左右，最高斜井月进度为左右，最高斜井月进度为705.3m。2024/4/3 周三42斜井凿岩机具仍多为气腿式凿岩机，尽管机械化斜井凿岩机具仍多为气腿式凿岩机，尽管机械化程度不高，但小巧、灵活、方便等优点，使其在斜井程度不高，但小巧、灵活、方便等优点，使其在斜井掘进中仍占有一定优势。掘进中仍占有一定优势。随着打眼机具、锚杆锚索、喷射混凝土机具的改随着打眼机具、锚杆锚索、喷射混凝土机具的改进，斜井基岩段支护简单化，使掘进和支护平行交叉进，斜井基岩段支护简单化，使掘进和支护平行交叉作业成为现实。作业成为现实。在管理上，很多建井处实行了定任务不定时间的在管理上，很多建井处实行了定任务不定时间的“滚班制滚班制”和四八交叉作业和四八交叉作业，提高了工时的利用率。，提高了工时的利用率。在施工组织上，坚持正规循环作业，便于各工序平行在施工组织上，坚持正规循环作业，便于各工序平行交叉进行。组织综合工作队，明确工种岗位责任制，交叉进行。组织综合工作队，明确工种岗位责任制，使使2024/4/3 周三43工种之间要密切协作，工作之间密切配合。以小班循工种之间要密切协作，工作之间密切配合。以小班循环为基本形式，合理安排各项工作，使斜井的成井速环为基本形式，合理安排各项工作，使斜井的成井速度保持了较高的水平。度保持了较高的水平。保持斜井快速施工的措施是：表土段施工应采用保持斜井快速施工的措施是：表土段施工应采用短段掘砌；基岩段施工采用掘支平行作业；钻爆作业短段掘砌；基岩段施工采用掘支平行作业；钻爆作业采用激光定向、多台风钻凿岩、全断面一次深孔光爆；采用激光定向、多台风钻凿岩、全断面一次深孔光爆；排矸作业采用大容积耙斗装岩机装岩、大型斜井箕斗排矸作业采用大容积耙斗装岩机装岩、大型斜井箕斗提升；工作面采用喷射泵或潜水泵排水；在支护作业提升；工作面采用喷射泵或潜水泵排水；在支护作业中采用锚网喷支护；在安全上设安全挡，防止跑车；中采用锚网喷支护；在安全上设安全挡，防止跑车；作业中采用综合防尘和独头长距离通风；管理上作业中采用综合防尘和独头长距离通风；管理上2024/4/3 周三44采用正规循环作业和多工序平行交叉作业，坚持工种采用正规循环作业和多工序平行交叉作业，坚持工种岗位责任制和组织综合工作队等。目前我国的斜井施岗位责任制和组织综合工作队等。目前我国的斜井施工技术水平，已进入世界先进行列。工技术水平，已进入世界先进行列。（二）斜井表土施工（二）斜井表土施工由于表土层土质松软、稳定性较差、一般有涌水，由于表土层土质松软、稳定性较差、一般有涌水，地质条件变化较大，斜井过表土距离长，因此安全快地质条件变化较大，斜井过表土距离长，因此安全快速地通过表土层尤其重要。斜井表土施工，一般采用速地通过表土层尤其重要。斜井表土施工，一般采用明槽开挖的方法，应用该法时，最好要避开雨季，以明槽开挖的方法，应用该法时，最好要避开雨季，以免给施工带来困难。免给施工带来困难。1.明槽挖掘明槽挖掘2024/4/3 周三45明槽几何尺寸的确定明槽几何尺寸的确定在明槽施工之前，应根据具体的地质条件、土层在明槽施工之前，应根据具体的地质条件、土层状况、斜井倾角、地下水位、施工设备等条件确定斜状况、斜井倾角、地下水位、施工设备等条件确定斜井井口明槽的有关尺寸。井井口明槽的有关尺寸。明槽边坡角明槽边坡角当表土层薄或者表土层虽厚，但具有自立性时，当表土层薄或者表土层虽厚，但具有自立性时，明槽侧壁可以是竖直的。但端壁和侧壁的上部，为防明槽侧壁可以是竖直的。但端壁和侧壁的上部，为防止滑塌可做成仰坡，如图止滑塌可做成仰坡，如图12-9所示。所示。当表土层厚且不稳定时，明槽应有一定的坡度