第4-5次課(平巷施工)

第4-5次課1.2平巷施工2012年春主要內(nèi)容1.2.1鑿巖工作1.2.21.2.31.2.4爆破工作通風(fēng)與防塵工作巖石的裝載與運輸1.2平巷施工地表有出口的平巷一般稱為平硐，平硐的施工一般包括平硐口施工和基巖施工兩部分，平硐口的施工包括明挖法和暗挖法，表1為平硐口開挖方法及適用條件。1.2平巷施工

1.2平巷施工

開挖方式開挖方法適用條件明挖法全斷面一次開挖覆蓋層較薄且松軟，頂板不易維護，明槽段工程量不大暗挖法全斷面掘進法覆蓋層厚、穩(wěn)定、堅固、整體性好，節(jié)理不發(fā)育，巖石堅固性系數(shù)f≥6導(dǎo)硐法覆蓋層厚且較破碎，穩(wěn)定性差，巖石堅固性系數(shù)f=2~4超前支架法覆蓋層為厚的巖石松散破碎帶，巖石堅固性系數(shù)f<2，或厚的土層表1平硐口開挖方法及適用條件

地表沒有出口的平巷和平硐的基巖施工是一樣的。巖巷掘進一般都采用一次成巷施工方式。按照巷道斷面的形狀及大小、圍巖性質(zhì)、水文地質(zhì)情況及技術(shù)裝備狀況等的不同，一次成巷可分為全斷面一次掘進法、超前導(dǎo)硐掘進法和臺階工作面掘進法三種方式。施工中應(yīng)盡量優(yōu)先采用全斷面一次掘進法。按照掘進與支護二者之間的關(guān)系，有平行作業(yè)和單行作業(yè)兩種作業(yè)方式。1.2平巷施工

平巷施工包括普通施工法（鑿巖爆破法）、復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工法和聯(lián)合掘進機掘進法。金屬礦山大多數(shù)采用鑿巖爆破法進行巷道掘進，其施工工序包括：鑿巖爆破、通風(fēng)、裝巖運輸和支護四個方面。輔助工序有撬浮石、鋪軌、接管線等。本章重點講解鑿巖爆破、通風(fēng)和裝巖運輸，支護將在第八章講解。1.2平巷施工

1.2.1鑿巖工作1.2.1鑿巖工作一、鑿巖機具分類及特點平巷掘進使用的鑿巖機可分為風(fēng)動鑿巖機、鑿巖臺車和鉆裝機三大類。（一）風(fēng)動鑿巖機風(fēng)動鑿巖機是以壓縮空氣為動力的鑿巖機具，按其支架方式可分為手持式、氣腿式、向上式和導(dǎo)軌式幾種；按沖擊頻率可分為低頻、中頻和高頻三種。1.2.1鑿巖工作

（1）手持式鑿巖機主要型號有：Y-24、Y-26、Y-30等，適于向下打眼。見附圖。（2）氣腿式鑿巖機機身重量由氣腿支撐，主要型號有：7655、YT-24、YT-26、YTP-26等，適于打水平眼或一定角度（與水平線小角度）傾斜眼。7655鑿巖機示意圖見1-11.（3）向上式鑿巖機為與氣腿軸線在同一軸線或平行，主要型號為YSP-45，適于向上打垂直孔。見圖1-12所示。1.2.1鑿巖工作

（4）導(dǎo)軌式鑿巖機屬于大功率鑿巖機，其質(zhì)量在35kg以上，配備有導(dǎo)軌架和自動推進裝置。主要型號有：YG-40、YG-80、YGZ-90、YGP-28等，適于在巷道和豎井內(nèi)鉆孔，在平巷內(nèi)鉆孔，需要安設(shè)在起支撐作用的鉆架上，或者與鑿巖臺車和鉆裝機配合使用；在豎井內(nèi)鉆孔，需與傘鉆或環(huán)形鉆架配合使用?？纱蚋鞣N角度孔。見附圖。解釋鑿巖機型號中各字母意義。1.2.1鑿巖工作

在平巷掘進中，當用氣腿式鑿巖機組織快速施工時，一般用多臺鑿巖機同時作業(yè)。一般每0.5~0.7m寬配備一臺。工作面風(fēng)水管路布置見圖1-13.1.2.1鑿巖工作

（2）鑿巖臺車鑿巖臺車是一種液壓鑿巖設(shè)備。能夠移動并支持多臺鑿巖機同時進行鉆孔作業(yè)。主要由液壓鑿巖機、鉆臂、車架、行走機構(gòu)和其它附屬設(shè)備組成。特點是配用高效率鑿巖機，保證鉆孔質(zhì)量，提高鑿巖效率，減輕勞動強度，并適合鉆鑿較深的炮孔。見附圖。（3）鉆裝機能完成鉆孔和裝載的一體機。見附圖1.2.1鑿巖工作

One-boomrigThree-boomrig國產(chǎn)CGJ-2型鑿巖臺車，配備兩臺YT－24鑿巖機，軌輪式風(fēng)動馬達絲杠推進，直流電動機驅(qū)動軌輪行走鉆裝機鉆孔1.2.2爆破工作1.2.2爆破工作1.2.2.1爆破參數(shù)確定一、炮孔深度的確定炮孔深度是指孔底到工作面的平均垂直距離。加深炮孔可以使每個循環(huán)進尺增加，相對地減少了輔助作業(yè)時間，爆破材料的單位消耗量也可相應(yīng)降低；但炮孔太深時，鑿巖速度就會明顯降低，而且爆破后巖石塊度不均勻，裝巖時間拖長，反而使掘進速度降低。采用氣腿1.2.2爆破工作式鑿巖機時，炮孔深度為1.5~2.0m；采用鑿巖臺車時，一般為2.2~3.0m。炮孔深度可根據(jù)月進度計劃和循環(huán)組織時間進行估算。（1）按月進度計劃確定炮孔深度1.2.2爆破工作

（2）按循環(huán)組織確定炮孔深度根據(jù)完成一個掘進循環(huán)的時間和勞動工作組織，計算炮孔深度：1.2.2爆破工作

二、炮孔直徑氣腿式鑿巖機，炮孔直徑以38~42mm；鑿巖臺車炮孔直徑為45~50mm。炮孔直徑一般比藥卷直徑大5mm左右。三、炸藥消耗量一茬炮的總藥量按下式計算：1.2.2爆破工作

上式中的Q和q值是平均值。實際裝藥時，掏槽孔>輔助孔>周邊孔；周邊孔的底孔>幫孔>頂孔。四、炮孔數(shù)目爆破要根據(jù)斷面形狀大小、巖層性質(zhì)和結(jié)構(gòu)和工程對爆破效果的要求進行設(shè)計，并通過爆破實踐不斷總結(jié)完善。炮孔數(shù)目是根據(jù)具體的爆破設(shè)計經(jīng)驗確定的。1.2.2爆破工作

一次爆破所需的總炸藥量也可以根據(jù)炮孔數(shù)目進行計算：1.2.2爆破工作

根據(jù)上面兩個裝藥量計算式相等求得炮孔數(shù)目計算公式為：炮孔數(shù)目也可用下式進行估算。1.2.2爆破工作

1.2.2.2爆破圖表的編制爆破圖表是指導(dǎo)、檢查和總結(jié)鑿巖爆破工作的技術(shù)文件。主要包括三部分內(nèi)容：一是爆破原始條件；二是炮孔布置圖和附表說明；三是爆破效果表。1.2.2.3光面爆破一、光面爆破要求應(yīng)達到如下三個標準：1.2.2爆破工作

（1）爆破后周邊留下的眼痕數(shù)應(yīng)不少于其總數(shù)的50%；（2）超挖尺寸不得大于150mm，欠挖不得超過質(zhì)量標準規(guī)定；（3）巖石上不應(yīng)留有明顯的炮震裂縫。二、光面爆破參數(shù)（1）炮孔密集系數(shù)炮孔密集系數(shù)是周邊孔距與最小抵抗線的比值。即：1.2.2爆破工作

（2）藥卷直徑光面爆破一般采用不耦合裝藥，炮孔直徑為40~42mm，小藥卷直徑為25mm，不耦合系數(shù)為1.6。（3）裝藥結(jié)構(gòu)見表1-17。（4）各周邊孔起爆時差一般同時起爆，效果較好。1.2.2爆破工作

三、光面爆破的施工方法施工重點是精確鑿巖，周邊孔的孔口開在設(shè)計輪廓線上，孔軸線向外偏斜3°~5°，孔底落在設(shè)計輪廓線外100mm左右處，為下茬炮開孔創(chuàng)造條件。另外，炮孔間要互相平行，孔底要落在同一平面上。這樣爆破后的實際輪廓線成緩接的階梯狀。見圖1-16.1.2.2爆破工作

1.2.3通風(fēng)與防塵工作1.2.3通風(fēng)與防塵工作1.2.3.1通風(fēng)工作

掘進巷道通風(fēng)目的：排除有害氣體和粉塵、提供新鮮空氣、降溫。通風(fēng)方式有三種：壓入式、抽出式和混合式。一、壓入式通風(fēng)

定義：局部通風(fēng)機把新鮮空氣經(jīng)風(fēng)筒壓入工作面，污濁空氣沿巷道流出。

1.2.3通風(fēng)與防塵工作要求：通風(fēng)機吸風(fēng)口距巷道口距離不得小于10m；風(fēng)筒出風(fēng)口距工作面不超過10m。（《安全規(guī)程》6.4.4.2條規(guī)定，下同）

優(yōu)點：可采用柔性風(fēng)筒，吊掛方便，漏風(fēng)少；有效射程大。

缺點：長距離掘進排出炮煙需要的風(fēng)量大；工人進入工作面需穿過污濁空氣。具體形式見圖1。1.2.3通風(fēng)與防塵工作二、抽出式通風(fēng)

定義：局部通風(fēng)機把工作面的污濁空氣經(jīng)風(fēng)筒抽出，新鮮風(fēng)流沿巷道流入。

要求：風(fēng)筒的排風(fēng)口必須設(shè)立主要巷道風(fēng)流的下方，距掘進巷道口不得小于10m；風(fēng)筒的入風(fēng)口距工作面的距離應(yīng)不超過5m。

優(yōu)點：排煙與巷道長度無關(guān)；在有效吸程內(nèi)的排塵效果好，排除炮煙所需風(fēng)量小，回風(fēng)流不污染巷道。1.2.3通風(fēng)與防塵工作缺點：只能采用剛性風(fēng)筒或剛性骨架的柔性風(fēng)筒；有效吸程短，平巷掘進中很少采用。1.2.3通風(fēng)與防塵工作三、混合式通風(fēng)

定義：是壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)的聯(lián)合應(yīng)用。

要求：壓入風(fēng)筒的出口應(yīng)不超過10m，抽出風(fēng)筒的入口應(yīng)滯后壓入風(fēng)筒的出口5m以上（6.4.4.2條規(guī)定）；壓入式局部通風(fēng)機的吸風(fēng)口與抽出風(fēng)筒入口距離應(yīng)不小于15m，以防止造成循環(huán)風(fēng)流；一臺局部通風(fēng)機不能滿足通風(fēng)要求時，可在距局部通風(fēng)機為1/3風(fēng)筒長度處串1.2.3通風(fēng)與防塵工作聯(lián)一臺抽出式局部通風(fēng)機，要求抽出式局部通風(fēng)機的抽出風(fēng)量比壓入式局部通風(fēng)機吸入風(fēng)量大20%~25%。

優(yōu)點：兼有壓入式和抽出式通風(fēng)優(yōu)點。

缺點：通風(fēng)機多、通風(fēng)材料消耗大。見圖1-19。1.2.3通風(fēng)與防塵工作1.2.3.2防塵工作巷道掘進時，在鉆孔、爆破、裝巖及運輸?shù)冗^程中，都會產(chǎn)生粉塵。而粒徑小于5μm以下的粉塵危害性最強，過多的吸入時間久了，就會得塵肺或矽肺病，尤其矽肺（SiO2粉塵），會造成呼吸功能減退，甚至造成死亡。防塵措施：（1）濕式鑿巖；1.2.3通風(fēng)與防塵工作（2）生產(chǎn)中采用噴霧灑水降粉塵、用水炮泥爆破；（3）加強通風(fēng)排塵工作；（4）加強個人保護工作，戴防塵口罩。1.2.3通風(fēng)與防塵工作1.2.4巖石的裝載與運輸1.2.4巖石的裝載與運輸裝運工序是掘進中的主要環(huán)節(jié)，是最繁重、最費工時的工序，占掘進循環(huán)總時間的35%～50%，有待于進一步提高。1.2.4.1裝巖設(shè)備裝巖設(shè)備主要包括裝巖機、裝運機和鏟運機。其中裝巖機包括：鏟斗后卸式裝巖機、鏟斗側(cè)卸式裝巖機、蟹爪式裝巖機、立爪式裝載機、立爪-蟹爪式裝巖機、耙斗裝巖機等種類。1.2.4巖石的裝載與運輸一、裝巖機（一）裝巖機各種類介紹（1）鏟斗后卸式裝巖機

分類：按裝載方式分為鏟斗直接裝巖和鏟斗裝巖皮帶轉(zhuǎn)運兩種類型。按動力方式分為風(fēng)動和電動兩大類。

基本特點：鏟斗直接向后卸載，鏟斗容積0.13～0.5m3，生產(chǎn)能力15～90m3/h。1.2.4巖石的裝載與運輸適用條件：適用比較小的巷道斷面為1.8×1.8m～3.5×3.2m；裝巖塊度300～700mm；所有的有軌中、小斷面巷道均可使用。1.2.4巖石的裝載與運輸Z-30B型電力鏟斗裝巖機（2）鏟斗側(cè)卸式裝巖機

基本特點：鏟斗正面鏟裝，在設(shè)備前方側(cè)轉(zhuǎn)卸載，鏟斗僅有一側(cè)擋板或雙側(cè)均無擋板；鏟斗插入力大，斗容大（0.8m3），生產(chǎn)能力高；鏟取面寬，不移動機器可鏟4m寬。

適用條件：適用于斷面為12m2以上的巷道，鏟裝大塊硬巖最為有利。見圖1-24及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸（3）蟹爪式裝巖機

基本特點：一般為電力驅(qū)動，液壓控制，履帶行走。前端有一個可升降的傾斜平臺，安設(shè)皮帶，刮板或鏈板運輸機，并有一對由曲軸帶動的兩個耙爪，隨機體前移，兩個耙爪連續(xù)交錯耙取巖石，形成連續(xù)裝巖。缺點是蟹爪容易壓死不能工作。

適用條件：6m2以上的各種斷面巷道。見圖1-25及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸（4）立爪式裝巖機

分類：動力有氣動和電力兩種，行走有軌道和履帶兩種。

基本特點：具有耙渣機構(gòu)簡單可靠，動作靈活，對巷道斷面和巖石塊度適應(yīng)性強，能挖水溝和清理底板，生產(chǎn)率較高等特點。但爪齒易磨損，操作較復(fù)雜。

適用條件：能用在5m2以上的各種斷面巷道，在巖石塊度大時也能保證高的生產(chǎn)率。見圖1-26及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸（5）立爪-蟹爪式裝巖機

基本特點：克服了立爪和蟹爪的各自缺點。

適用條件：能用在6m2以上的各種斷面巷道，但塊度在500mm以下為宜。見圖1-27及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸（6）耙斗裝巖機

基本特點：由耙斗、裝車臺、卸料槽和絞車、車架，以及主尾繩和滑輪等部件組成的組合機械，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、安全可靠，生產(chǎn)率高，適用面廣特點。

適用條件：除適用一般巷道外，還可用于彎道和斜巷。見圖1-28及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸P30B型耙斗裝巖機

P-15B型耙斗裝巖機

（二）影響裝巖機生產(chǎn)率因素（1）調(diào)車，使等車時間加長，尤其單軌運輸影響更大；（2）巖石性質(zhì)，主要指巖石塊度、密度、濕度、硬度等，一般隨著以上指標的增大而增大；（3）爆破效果；（4）工作條件和生產(chǎn)組織。1.2.4巖石的裝載與運輸（三）裝巖機生產(chǎn)率的計算以鏟斗式裝巖機為例。（1）純理論小時生產(chǎn)率：1.2.4巖石的裝載與運輸（2）考慮滿斗系數(shù)：普西（3）考慮裝巖機時間利用率：1.2.4巖石的裝載與運輸（4）裝滿一輛礦車實際所需時間：（5）實際生產(chǎn)率為：1.2.4巖石的裝載與運輸（6）實際裝巖時間：裝巖工序的總時間：（四）提高裝巖機生產(chǎn)率措施（1）結(jié)合施工條件合理選擇高效裝巖機；（2）改善爆破效果；（3）減少裝巖間歇時間；（4）提高調(diào)車效率，縮短調(diào)車時間。1.2.4巖石的裝載與運輸二、裝運機裝運機是本身帶有鏟斗和車廂，屬于輪胎式無軌運輸。主要分類如下：（1）車廂后卸的氣動式裝運機：逐漸被淘汰；（2）車廂后卸的柴油式裝運機：運輸效率高，在長距離運輸時可代替無軌運輸設(shè)備。（3）推出車廂卸載的柴油式裝運機：車廂可伸縮，車廂內(nèi)有推板，既可改變車廂容積，又可推卸礦巖。（4）廂底卸載式柴油裝運機。1.2.4巖石的裝載與運輸三、鏟運機分為電動和柴油驅(qū)動兩種，目前已經(jīng)國產(chǎn)化。國外主要有芬蘭Sandvik公司和瑞典Atlas公司兩大品牌。無論是巷道掘進還是采場出礦，已被廣泛使用。一般巷道掘進采用柴油鏟運機。鏟運機斗容為0.76～9m3，適用各種巷道斷面。鏟運機有四個輪子，均為驅(qū)動輪。轉(zhuǎn)向方便，爬坡能力大，生產(chǎn)效率高。見圖1-29、30、31及附圖。1.2.4巖石的裝載與運輸1.2.4.2工作面調(diào)車與轉(zhuǎn)載一、工作面調(diào)車（一）固定錯車場調(diào)車法錯車道不能緊跟工作面，裝巖機工時利用率低，只能達到20%-30%，適用于工程量不大，進度較慢的巷道工程。見圖1-32。1.2.4巖石的裝載與運輸（二）活動式錯車場調(diào)車法分為平移式調(diào)車器、浮放道岔等專用調(diào)車器。調(diào)車器可緊跟工作面前移，裝巖機工時利用率可達30%-40%。見圖1-33。1.2.4巖石的裝載與運輸（1）平移調(diào)車器常用的有翻框式調(diào)車器。距工作面15-20m處將翻框式調(diào)車器的活動盤浮放在軌道上，空車推入調(diào)車器上然后橫向推到固定盤上，把活動盤翻起，重車推出，再放下活動盤，把空車推入工作面。見圖1-34。1.2.4巖石的裝載與運輸（2）浮放道岔分為單線和雙線浮放道岔兩種。距工作面30-40m處將浮放道岔浮放在軌面上，一般需要爬坡軌道，使礦車能爬上浮放道岔。結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，方便使用。見圖1-35。1.2.4巖石的裝載與運輸二、轉(zhuǎn)載設(shè)備及裝、轉(zhuǎn)、運作業(yè)線為進一步減少調(diào)車時間，提高裝巖機效率，采用裝巖機裝巖，轉(zhuǎn)載設(shè)備轉(zhuǎn)載，電機車帶動礦車運輸?shù)穆?lián)合作業(yè)線。可將裝巖機工時利用率提高到60%-70%。（一）膠帶轉(zhuǎn)載機作業(yè)線見圖1-36及附圖。（1）分類①懸臂式：見圖1-37a。1.2.4巖石的裝載與運輸

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，長度較短，行走方便，適用于彎道。

缺點：一次裝礦車數(shù)量少，連續(xù)裝載能力小，裝巖機裝巖利用率較低。②支撐式：見圖1-37b。設(shè)有輔助軌道，專供支撐架行走。

優(yōu)點：裝載機較長，可存放較多礦車，連續(xù)裝載能力大，輔助工作量相對懸掛式小。

缺點：適于長直巷道，不適于彎道。1.2.4巖石的裝載與運輸③懸掛式：見圖3c。轉(zhuǎn)載機懸掛在巷道頂部單軌架空軌道上。

優(yōu)點：容納礦車多，移動靈活，裝巖機基本連續(xù)作業(yè)。

缺點：輔助工作量大，不適于彎道。（2）作業(yè)方法為縮短轉(zhuǎn)載機長度，礦山多采用反復(fù)調(diào)車法。見圖1-38。1.2.4巖石的裝載與運輸裝車數(shù)目為：

式中x——連續(xù)裝車的礦車數(shù)量；

n——轉(zhuǎn)載機下可容納的礦車數(shù)量。由于生產(chǎn)組織復(fù)雜，已不被采用，一般采用一臺支撐式配合一臺懸臂式進行作業(yè)，一次完成裝車。1.2.4巖石的裝載與運輸（二）轉(zhuǎn)載斗車作業(yè)線作業(yè)線設(shè)備構(gòu)成：鏟斗后卸式裝巖機、轉(zhuǎn)載斗車（有時配兩臺）、一列礦車和電機車。金屬礦山使用較多，適用于中