现代矿山爆破与井巷掘进新技术.pdf

“ “ “ “ 第二篇 现代矿山爆破与井 巷掘进新技术 第一章现代矿山露天爆破新技术 第一节边坡开挖预裂爆破 合理有效的边坡控制爆破设计， 能够以最小的成本实现边坡的安全、 稳定。通常， 影 响边坡稳定的因素包括 工程地质条件、 边坡设计和使用特性、 边坡开掘方法等。在国 外， 靠近边坡部位的爆破作业， 与我国一样限制很严。边坡控制爆破设计一般有四种方 法， 即预裂爆破， 缓冲爆破， 减振孔， 密集空孔爆破法。这四种设计方法可单独采用或联 合采用。对于要求特别高的边坡， 也采用小孔径小台阶逐层开挖的方法。 在国外， 预裂爆破和缓冲爆破是控制边坡稳定最常用的方法， 临时性的边坡， 有的只 进行缓冲爆破。例如， 在加拿大 “ 个大中型露天矿中， 采用预裂爆破， 采用缓冲 爆破。表 1垂直缓冲爆破亦称修正爆破 “倾斜预裂爆破主要方法 ; . /*;， 改进后的气囊袋用多层双金属挤压尼龙薄膜制成， 袋内置有内含可膨胀气体的小 瓶， 当按压瓶顶之按钮后， 瓶内压缩空气即释放入袋内使之胀起， 其时间包括从地面用绳 子将袋子放至孔内及挤紧孔壁所需时间最多达 ’ ， 一次加工成 ’** 长， 绕在卷筒上， 再用平板车送到现场装入炮孔内， 加工和装药均比较简单， 且质量有保证。 在美国西部某煤矿进行的大孔径预裂爆破装药结构的改进， 炮孔直径’*， 孔 间距 AA . 4 1’’ （或 1’’） 的炸药。两条导爆索往上距孔口 1234， 5 5’“1234， 5 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 用空气间隔装药， 有助于形成凹凸不平的坡面。 缓冲爆破常常用于岩石稳固或者用于减少后冲的地方。在爆破过程中， 台阶上部的 后冲和岩体的破碎是不可避免的， 因此， 缓冲爆破常常与预裂爆破技术一起使用， 缓冲爆 破布置在预裂孔和生产炮孔之间。 可用 “ 排缓冲炮孔来帮助减少后冲。在这种情况下， 迟爆一排的装药量通常比 早爆的 “ 排的要少些。这种方法在后冲距离大于最小抵抗线距离的岩石中特别有 用。 利用炮孔填塞物或空气间隔装药可以控制爆炸能量分布。在缓冲炮孔中使用空气 间隔器比使用填塞间隔物能够更为有效地分配能量， 岩石抛离前， 炮孔内的空气空间使 高压的爆炸气体扩展为低压。在小直径炮孔中用袋子或用一个吊放到合适水平上塑料 蜘蛛架堵塞炮孔形成空气间隔， 然后堵塞剩余空间； 大直径的炮孔采用气囊堵塞。 在裂隙发育的岩石中， 不耦合装药缓冲爆破最适合用来减少后冲。在后排炮孔的上 部区段采用较大系数的不耦合装药能减少坡顶线的破坏。在大直径 （如 “ 第一章现代矿山露天爆破新技术 “6 系统 （孔内延时 51， 孔间延时靠地面的传爆雷管的 不同联结方式来实现） 。6 系统的主要优点在于其一次起爆的炮孔数可以无限， 每 段延时 （最小时差 21） 的药量可以很小， 这样既可以增大爆破规模又可以降低爆破振动。 由于可以实现逐孔顺序起爆， 有效地改善了爆破质量， 控制了爆破危害。此外， 由于 6 系统雷管所需生产的延时段数少， 可大大减少工厂的工作量。 目前， 国外产品的塑料导爆管已广泛采用多层高强度塑料导爆管， 不同用途采用不 同颜色的导爆管， 容易识别， 减少了出错的机会。此外， 国外很重视地表传爆雷管塑料联 结块的设计与改进， 极少出现由于联结块松脱而使传爆中断的现象。 5 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 第四节道路工程爆破 一、 概述 在道路工程中， 爆破主要用于铁路、 公路岩石段开挖路堑、 排水沟、 修建山坡路堤、 开 采路旁采石场修建路基、 爆破开挖大桥和高架桥的基坑以及各种管线的地槽等。这里我 们主要介绍路堑的开挖爆破和沟槽爆破。 在道路建筑工程中爆破工作受诸多因素影响， 如矿山地质、 地理地形条件、 水土环境 多样性、 作业的临时性和移动性、 对设计尺寸和路堑与基坑边坡坡脚的稳定性要求严格。 由于在道路建设工程中施工地点不断移动， 采用挖掘机的功率受到一定的限制， 从 而决定了在修筑路基时对岩石块度的工艺要求， 必须提高其破碎程度。 道路建筑中的路堑通常很浅， 深度在 “ （很少超过 6- 型 （联邦德国） 铲斗正面铲装， 在设备前方侧转 卸载， 铲斗仅有一侧挡板， 或双侧 均无挡板； 铲斗插入力大， 斗容大 （-.0,） ， 生产能力高； 铲取面宽， 不移动机器可铲 0 宽 适用于断面为 0以上的 巷道， 铲装大块硬岩最为有利 目前国内只有 ’ “ 型在使用 耙 斗 式 9 “ ,- 型 9 “ - 型 9; “ 1- 型 它是由耙斗、 装车台、 卸料槽和 绞车、 车架， 以及主、 尾绳和滑轮等 部件组成的组合机械， 具有结构简 单， 操作容易， 安全可靠， 生产率 高， 适用面广特点 除适用于一般巷道外， 还可 用于弯道和斜巷 主要在煤矿巷 道、 斜井及金属矿 的斜井掘进中应 用 铲 插 式 ’’ “ - 型 以行走前进铲斗插入和铲取相 配合进行装岩。具有结构简单， 工 作平稳， 运行可靠， 事故点少， 生产 率高等特点 适用于宽 . / ,.0， 高 0以上的巷道， 在岩石块度 大的硬岩中工作很有利 目前 ’’ “ - 型在矿山应用效 果好 立 爪 式 “ -- 型、 “ -- 型 1*A 型、 6*A 型（ 瑞 典） 具有耙碴机构简单可靠， 动作灵 活， 对巷道断面和岩石块度适应性 强， 能挖水沟和清理底板， 生产率 较高等特点， 但爪齿易磨损， 操作 亦较复杂。 动力有气动和电力两种， 行走有 轨道和履带两种 能在 0以上任何断面中 使用， 在岩石块度大时， 亦能 保证高的生产率 该类装岩机只 有几个矿山使用 蟹 爪 式 “ 6- 型、 B “ - 型、 6*A 型、 1*A 型 （美 国） 结构和动作的主要特点是前端 有一个可升降的倾斜平台， 安设皮 带， 刮板或链板运输机， 并有一对 由曲轴带动的两个耙爪， 随机体前 移， 两个耙爪连续交错耙取岩石， 形成连续装岩 能用在 0断面以上的各 种断面巷道 国内煤矿使用 较多。马万水工 程队 月 进 -,0 时采用这类装载 机 4- 第四章平巷掘进施工新技术 装岩机 类型 主 要 型 号基 本 特 点适 用 条 件备注 蟹 立 爪 组 合 式 新 “ 型 “* 9 * 9 ;* -./* “ ’; 9 * 9 ;* -./; “ ’* “ ’*** 9 9 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 掘进用风筒有金属、 帆布、 胶质、 塑料等几种。金属风筒直径一般为 ““ ““， 每 节长 ’ ， 用法兰盘连接。胶质柔性风筒的直径为 ““ ““， 每节长度有 *“、 “ 等几种。由于柔性风筒重量轻， 吊挂容易， 且漏风和阻力系数都小， 通风效率高， 故 已获得推广使用。 提高通风效率的关键在于加强通风管理工作。 二、 综合防尘 巷道施工时， 在钻眼、 爆破、 装岩、 运输、 喷射混凝土等工作中， 不可避免地要产生大 量的岩石粉尘。据测定， 这些粉尘中一般有游离的二氧化硅 ,-“. /“.， 其中大量 的是粒径小于 的粉尘， 长期呼吸这种空气， 对人体危害很大。为此， 有关安全规程规 定 井下有人工作地点和人行道的空气中， 如果粉尘中含有 *“.以上的游离 ,-， 必须采 取综合防尘措施将它降低到 01 以下， 这样就可消除矽肺病的发生。综合防尘的措 施如下 *’ 湿式钻眼， 这是降低粉尘浓度的最主要措施。 ’ 喷雾、 洒水， 对防尘和降尘都有良好的作用。如爆破前要用水冲洗岩帮， 爆破后立 即进行喷雾。装岩前应向岩堆洒水， 当耗水量为 231 时， 粉尘平均浓度即可降至 01 以下。 ’ 加强通风， 净化风源。通风工作除不断向工作面供给新鲜空气外， 还可将含尘空 气排出。若进风风流中含尘量过高， 则必须在进风口进行净化， 也可在风筒中设 * 个 喷雾器 （喷嘴逆风流方向） 。 ’ 个体防护。通过上述措施， 可以将工作面粉尘浓度降低到 01 以下， 但仍无 法根除， 作业人员一定要佩戴防尘口罩， 并要定期进行身体健康检查， 发现病情应及时治 疗。 ** 第四章平巷掘进施工新技术 第五章竖井掘进施工新技术 第一节竖井表土施工 竖井近地表部分， 在坚实的基岩之上， 常为风积土层、 冲积层、 或为山麓堆积物、 或为 风化岩层， 厚度或仅几米， 或数十米乃至更多。这部分统称为表土层。表土层一般稳定 性较差， 常为井筒施工带来一定困难。 表土层施工要根据具体情况决定。在比较稳定、 含水量不大、 没有流沙层时， 可以采 用普通挖掘法； 否则， 在涌水量大， 有流沙层以致表土层很不稳定时， 常被迫采用板桩法 （撞楔法） 、 沉井法、 冻结法等特殊掘进法施工。 下面介绍在稳定表土层的普通掘进方法。 一、 临时锁口 在表土破土挖掘以前， 用十字标桩法精确标出井筒中心， 表土向下挖掘 “ 左右时， 安装临时锁口。它的作用是固定井位、 封闭井口、 安装井盖和作为吊挂临时支架的第一 道井圈。临时锁口有木结构和金属结构。 本质临时锁口用断面为 ““ ““ 或 ““ ““ 的方木或圆木， 组成如 图 ’ ’ 的八角形框。用扒钉或螺栓联结， 框的内接圆直径与吊挂井圈相等， 圆心与 井筒中心重合。矩形断面竖井的锁口按掘进断面定， 锁口中心与矩形中心重合。在锁口 上面铺设锁口梁和木板， 木板板面标高与井口封口盘的预定标高相等。 木质临时锁口重量小， 给井口荷重较小， 但是强度小， 支撑能力也小。 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 图 “ “ 木质临时锁口 简易钢结构临时口锁如图 “ “ 所示。用四根工字钢或钢轨铺在井口， 上面安放 一道井圈， 相互间用 形钢卡固定， 再用挂钩吊挂临时支护井圈。钢梁上铺木板作为临 时封口盘。这种锁口最简单， 承载能力大， 使用普遍。 图 “ “ 钢结构临时锁口 钢轨或二字钢； 井圈； 卡子； ’挂钩； 背板 向下挖掘到基岩时， 从基岩做壁座， 向上砌井壁。靠近井口部分， 按设计位置留出永 久井架支撑框的梁窝和预埋件， 以及风道和管缆口等。如果用木材支护， 在基岩挖出基 框梁窝， 安装基框， 并将临时支架换为永久支架。 第五章竖井掘进施工新技术 表土很厚时， 第一个壁座可设在坚实的土层中， 继续用简易设备往下挖掘， 或更换凿 井大井架， 分段掘进与支护深部表土层。 二、 表土施工设备及提升方式 表土施工可以使用基岩掘进的凿井井架和提升机， 但是， 在较多的情况下都采用临 时性的简易设备， 当穿过表土层， 井颈部分的永久支架完工后， 再改用凿井井架和提升 机。这样既可提前动工， 又避免凿井井架较大的重量使井口表土不堪承受而发生坍塌。 常用的表土施工提升设备和提升方法有 （一） 汽车起重机 是一种很理想的移动式提升设备， 只要地形允许就可采用。汽车起重机的滚筒直径 小， 只适合于浅部井筒提升， 深度不超过 “。提升能力小， 只能用小吊桶， 升降时摆动 大， 提升速度必须放慢。 （二） 三角架 三角架提升如图 所示。仅用于深度不超过 “ 的浅部施工。 图 三角架 ’滑轮； 三角架； 钢绳 三角架提升虽然效率不高， 但制作与使用方便， 可用土筐人力提绞， 或用小吊桶与小 绞车 （ （“ “） *） , 提升。三角架用三根圆木 （直径 ““ ““） 或三根钢管 （直径为 ’““ ’“） 构成。 （三） 简易井架与小绞车提升 简易井架为木结构或钢结构， 配合少吊桶与小绞车， 适用于井深在 -“ 以内的井筒 施工。简易井架结构如图 . 所示。 -’’ 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 图 “ “ 简易井架 天轮； 天轮平台方木； 螺栓； 木锁口梁； 木撑基础 除上面介绍的几种简易提升设备与提升方法外， 还有使用辘轳、 绞盘， 以及龙门架形 式的井架等。 三、 表土掘进与支护 表土掘进一般不用钻眼爆破， 直接用人工挖取或机械挖取， 在必要时也可以用浅眼 及少量炸药爆破。 挖掘时可以在全断面下掘， 每下掘一段， 随即进行临时支护。根据表土稳定情况， 临 时支护要加背板。 全断面下掘适用在稳定的表土层和无水的情况， 如果表土不够稳定和有涌水时， 为 减少井帮暴露面积和暴露时间， 不采用全断面挖掘法， 而采用超前小井， 然后扩大到全断 面， 由于井底始终有一超前小井集水， 可以改善工作条件。 含水表土层施工时， 涌水现象不仅影响施工效率， 井帮淋水会造成砂土流失和坍塌 片帮。因此， 常需在背板后面填以草袋或旧麻袋滤水并防止沙土流失。 表土支护必须及时， 使用木材支护时， 首先在井口安装基框， 然后自上而下架设吊 框， 吊框借螺杆或吊钩悬挂， 间隔式支架在四角加顶柱， 表土不够稳定时用密集井框。框 木用断面为 ’ * 的方木或圆木， 背板厚可取 *， 吊钩用直径为 ’ 的 圆钢制成。基框的间距根据表土情况决定， 一般可为 ’ ,。 使用混凝土浇灌井壁时， 在没有涌水影响和稳定的表土层中， 分段高度可 ； 如果土层松软， 应采用短段掘砌法施工， 段高 ,。段高太小时， 掘进与支护工作转换 频繁， 效率不高， 但是， 段高太大， 又会出现片帮事故。 - 第五章竖井掘进施工新技术 在稳定性较差的表土层内， 将短掘短砌变为段高仅 “ ， 随掘随砌， 井壁内设有竖 向钢筋， 钢筋上端有钩， 下端有环， 中间焊两段钢筋短棒。上端的钩挂在上面一段井壁下 露出的环内， 焊接的短棒使钢筋与混凝土牢固连结， 不致发生移动。所以这种短掘短砌 也称为吊挂井壁法。 使用吊挂井壁施工法 （见图 ） ， 一般不需临时支护。但因为接茬多， 井壁质量 差， 容易漏水。为解决这一问题， 表土施工完后， 再套砌一层井壁， 形成复壁， 最后形成的 井径应等于设计直径。 图 吊挂井壁施工法 （’） 砌壁；（） 模板；（） 接荐板；（*） 彻托盘 接荐板； 井圈； 加焊钢筋棒； ,金属模板； - 钢筋； .底托盘； /混凝土； 0 圆钢； -1 2 1 角钢； 13 厚钢板； 联结孔； 1 2 1 角钢； 厚钢板； , 厚钢板； 1 2 1 角钢 第二节竖井基岩凿岩爆破工作 破岩仍以钻眼爆破法为主。由于井筒工作面常有积水， 应选用抗水炸药。常用的炸 药是 ,14硝化甘油炸药和抗水 , 号岩石硝铵炸药。炸药引爆以采用毫秒雷管为好。井 1 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 筒穿过煤层或距离煤层 “ 以内时， 必须采用煤矿安全炸药和毫秒雷管。 炮眼内炸药的装填结构多采用连续集中装药， 为防止拒爆、 残爆， 应推广串装药 （图 ’） 。为满足光爆的需要， 周边眼应采用不偶合缓冲间隔装药 （图 ） 。 图 ’串装药 雷管脚线； 雷管； 炸药包； *蜡纸筒或塑料袋； 苇杆或竹片； ’扎紧线 图 不耦合缓冲间隔装药结构 炮泥； 雷管； 细药包； *导爆索； 竹片； ’普通药包 炮眼深度与循环时间、 钻眼设备、 爆破技术、 围岩性质等因素有关。现场主要按计划 进尺、 循环时间、 炮眼利用率来确定炮眼深度。一般为 * , “。 炸药消耗量可参照表 选取。 表 立井炸药消耗量参考表 -./ （原岩） 井筒净直径 岩石硬度 （）（普通爆破）岩石硬度 （）（光面爆破） 软岩 , 中硬岩 * , ’ 硬岩 0 , “ 坚硬岩 , * 软岩 , 中硬岩 * , ’ 硬岩 0 , “ 坚硬岩 , * 1 *“2*’02“0“’*20 1 “0*“’“0“*’0 第五章竖井掘进施工新技术 井筒净直径 岩石硬度 （）（普通爆破）岩石硬度 （）（光面爆破） 软岩 “ 中硬岩 硬岩 ’ 坚硬岩 “ 软岩 “ 中硬岩 硬岩 ’ 坚硬岩 “ * ,,“’,““,, * ,,,,““,-’- . ,,/’’,--’“ 注 表中数据系指四号岩石抗水硝铵炸药的消耗量。用一号岩石硝铵时， 应除以 -； 二号岩石硝铵除以 ； 甘油炸药除以 。 “ 涌水量 （0 1） 换算系数 * / 2 ； * 2 ,； * / 2 -； * “ 2 “； * 2 /； * / 2 ’； * , 2 “。 炮眼布置与井筒断面形状有关。圆形断面多按同心圆布置。掏槽方式依眼深而定， 一般采用锥形掏槽； 深孔爆破常用直眼掏槽。采用光面爆破时， 周边眼与相邻一圈炮眼 的间距 （ “） 为 ’； 周边眼间距 （） 为 / ,， 要求 0 “’ 。 立井打眼多采用手持式凿岩机， 工人劳动强度较大， 且钻速慢、 不易钻深孔。目前已 开始采用凿岩吊架。吊架有环形和伞形两种。 环形吊架 （图 “ 2 / 2 ’） 用三根钢丝绳悬挂在吊盘上的三台气动绞车上。工作时下放 到距工作面约 处， 调整支撑器与井壁撑紧， 找准中心， 安上凿岩机的风水管路即可进 行钻眼。 图 “ 2 / 2 ’环形吊架示意图 工字钢滑道； “滑行小车； 凿岩机； 悬吊钢丝绳； /支撑器 伞形吊架由立柱 、 操纵臂 、 千斤顶 和分水分风器 / 组成 （图 “ 2 / 2 -） 。平时， 伞 形吊架悬吊在地面井架的斜架上， 打眼时将斜架转到井盖门处， 用提升钩头将吊架送至 工作面进行对中、 固定和打眼。打完眼， 将吊架收拢起来， 用提升钩头提至井口， 挂在井 架的斜架上转离井筒。 ““ 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 图 “ “ 伞形吊架 立柱； 凿岩机； 操纵臂； ’千斤顶； 分水分风器； 提升钩头 使用吊架钻眼， 大大提高了打眼速度， 减轻了工人的劳动强度， 深受现场欢迎。 立井爆破网路， 因雷管数量较多， 通常采用并联、 串并联， 如图 “ “ 所示。 图 “ “ 立井爆破网路 （*） 并联；（） 串并联 雷管脚线； 爆破基线； 放炮母线 立井爆破作业必须严格遵守 煤矿安全规程 的有关规定。装药前工作面的工具、 设 备要提至安全地点。放炮前全部人员要撤出井筒离开井棚， 打开井盖门， 由专职放炮员 进行放炮待炮烟排出后， 要进行安全检查， 排除一切不安全因素后， 方可下井工作。 第五章竖井掘进施工新技术 第三节竖井掘进装岩提升工作 立井掘进装岩常采用 “ ’ 型抓岩机， 它由抓斗、 起重器和操纵架三部分组 成 （图 ） 。此机的装岩生产率较低， 操作费力， 噪音很大。目前， 已开始推广使用 抓斗容积大 （’* ’,-*） 、 机械化程度高、 生产能力大的靠壁式和中心回转式抓 岩机。 图 “ ’ 型抓岩机 机体； 抓斗气缸； *活塞； .双层活塞杆； 铰链板； ,抓片； /小轴； 0起重器气缸； 1活塞； 活塞杆； 护绳环； 钢丝绳； *、 .配气阀 靠臂式抓岩机由悬吊固定装置、 操纵机构和抓斗组成 （图 ） 。它由地面的凿 井绞车悬吊， 抓岩时下放到工作面附近， 用四根张紧螺栓紧固在四根锚杆上， 抓岩结束后 将它提至安全高度。 凿井时的提升容器采用吊桶 （图 *） ， 其容积为 *-*， 国外已有采用 0 米* 吊桶的。 . 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 图 “ “ 靠壁式抓岩机示意图 抓斗； 抓斗钢绳； 斜架； 拉杆； 悬吊钢绳； ’提升油缸； 折臂油缸； 回转油缸； *固定锚杆 图 “ “ 吊桶 图 “ “ 吊桶钩头联接装置 装岩时， 吊桶摘挂钩频繁， 必须采用操作简便、 安全可靠的联接装置 （图 “ “ ） 。 吊桶在吊盘以上借助于滑架 （图 “ “ ） 沿两根稳绳运行。稳绳的上端， 通过天轮 固定在凿井绞车上； 下端固定在吊盘上。双层吊盘结构如图 “ “ ’ 所示。掘砌单行 作业时， 吊盘也就是稳绳盘。如掘、 砌平行作业， 则在砌壁双层吊盘之下， 掘进工作面上 方， 还应设稳绳盘。稳绳盘距工作面的高度不得超过 ,。 第五章竖井掘进施工新技术 图 “ “ 滑架 图 “ “ 双层吊盘 吊盘悬吊绳； 双叉支绳； 稳绳； ’稳绳双叉支绳； 吊桶喇叭口； 上层盘； 悬吊装置； 立柱； *折页； 下层盘 吊桶装满矸石后， 提至地面卸矸平台卸载。卸矸方式有人工卸矸、 翻笼自动卸矸和 座钩自动卸矸等多种方式。 人工卸矸 （图 “ “ ） 吊桶提至卸矸台水平后， 关闭卸矸门， 工人将卸矸吊钩挂住 桶底铁环， 然后放松提升钢丝绳， 使吊桶缓缓倾倒而卸矸， 矸石卸尽后， 再提起钢丝绳， 使 吊桶复位， 人工卸矸稳妥可靠、 设施简单， 但需专人操作、 效率低、 速度慢。 座钩式自动卸矸 在活动溜矸槽上架设一个带钩子的偏心托架， 钩尖正对提升中心， 借助平衡尾架使钩尖始终保持垂直向上的位置， 平衡尾架与钩身略向上跷起。吊桶的桶 底应改装成带一个直径 ,, 的中心圆形空穴。矸石吊桶提至卸矸台高度再向下落 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 时， 桶底首先压迫平衡尾架和钩身， 使钩尖可靠地进入桶底空穴， 当吊桶完全坐落在偏心 托梁上时， 立即随偏重倾覆而钩子牢牢钩住桶底， 实现自动卸矸 （图 “ “ ） 。这种翻 矸装置具有结构简单、 加工安装容易、 安全可靠、 冲击力小、 翻矸迅速等优点， 但应注意防 止吊桶底孔部分存矸掉落的危险。 图 “ “ 人工卸矸图 溜矸槽； 提升钢丝绳； ’吊桶； 卸矸吊钩； 卸矸门； 卸矸平台 图 “ “ 座钩式自动卸矸 翻矸溜槽； 支架； ’横轴； 座钩； 吊桶底 第五章竖井掘进施工新技术 第四节竖井掘进支护 立井基岩掘进时采用的井圈背板式临时支架， 和表土施工所用的相同。 永久支护可用料石井壁、 混凝土井壁或锚喷支护。料石砌壁， 劳动强度大， 效率低， 整体性、 封水性差， 除小型矿井， 岩层涌水量不大， 料石又可就地取材时仍可采用外， 已逐 渐被混凝土井壁所取代。 混凝土井壁施工， 都是在地面搅拌站将混凝土搅拌好， 经输料管或用吊桶送到井下 浇注在井壁模板内。模板有木模板、 装配式金属模板和伸缩式金属整体移动模板三种。 为了节约木材， 加快砌壁速度， 应尽量采用金属模板。经验表明， 短段掘砌时采用整体移 动模板， 效果很好。其结构如图 “ “ 所示。它由两大扇弧形模板组合而成， 呈一可 伸缩的圆筒结构。伸缩缝隙由活动小模板 封填， 其上固定脱模螺栓 。脱模时， 利用脱 模螺栓先径向收回活动小模板， 而后旋动切向伸缩螺栓 ， 使两扇模板收缩靠拢。撑开模 板使它呈工作状态的操作顺序与此相反。 图 “ “ 伸缩式金属整体模板示意图 活动小模板； 伸缩螺栓； 脱模螺栓； ’浇灌门； 接茬口盒 近几年， 开始使用喷射混凝土支护 （有的配合锚杆） ， 施工工艺见图 “ “ 。喷射 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 机也可设在井口， 这时要特别注意防止堵塞管道。锚喷支护作为永久井壁， 不仅工作简 单， 便于机械化施工， 而且降低了水泥用量和掘进工程量， 在安全上也是可靠的， 值得推 广使用。 图 “ “ 喷射混凝土井壁施工示意图 搅拌机； 压风管； 吊桶； ’溜槽； 喷射机； 吊盘； 喷射平台； *井壁； 喷嘴； 供水管 第五节竖井掘进通风及安全工作 与平巷掘进通风相比， 竖井掘进通风的特点有 , 爆破后炮烟温度高， 有自然上升的趋势。 , 由于井壁岩石与空气的温度差， 造成井筒中央空气柱的重量与近岩壁处空气柱重 量不同， 有或大或小的自然通风作用。 , 竖井掘进时涌水下淋， 不仅造成自然风流， 还能溶解某些可溶性毒气。 根据上述特点， 采用压入式通风， 无论对于排尘或稀释、 排除炮烟， 效果都更好一些。 当井深超过 - . 时， 可以采用混合式通风。 竖井掘进通风风量的计算 平巷通风的一般规律仍然适用， 按照压入式通风的沃洛 宁公式 第五章竖井掘进施工新技术 “ “ ’ ’ （ *） （, - .） 式中 压入式通风风量， / *； “ 通风时间， *； 一次爆破的炸药量， 0； 井筒断面积， ’； 井筒长度， ； 由于井筒淋水使炮烟浓度降低的系数， 见表 ’ - , - ’。 表 ’ - , - ’井筒淋水炮烟浓度降低系数 井筒淋水特征 井筒干燥或有淋水， 但井深小于 ’11.11 井筒含水， 井深大于 ’11， 涌水量小于 2/ 3 121 井筒含水， 井深大于 ’11， 涌水如雨 2 4 .,/ 3 11 井筒含水， 井深大于 ’11， 降水如暴雨 大于 .,/ 31., 混合式通风的风量仍可按平巷掘进的公式进行计算。 通风风量要满足排尘风速不低于 1.,/5 的要求。 第六节竖井掘进涌水综合处理 井筒涌水是影响掘进速度、 井壁质量、 劳动条件和劳动生产率的重要因素， 甚至关系 到井筒施工的成败。对井筒涌水的处理， 不外排水或注浆堵水两种方法。 一、 排水 吊桶排水 装岩时将工作面积水用压气泵排入吊桶， 混同矸石一起提到地面。此法 最为简便， 但涌水量不能超过 2 / 3。 吊泵排水 利用悬吊在井内的吊泵， 将积水直接排至地面或排至中间泵房， 再转排至 地面。此法适合于涌水量不超过 61/ 3， 否则井筒内需增设吊泵， 对施工不利。 为了减少工作面的积水和淋水， 常采取截水措施。就是在含水层下方设置截水槽， 将截住的水导入水箱或中间泵房内， 再用水泵排至地面 （图 ’ - , - ’.） 。 1. 第二篇现代矿山爆破与井巷掘进新技术 图 “ “ 截水槽排水系统 截水槽； 导水管； 水箱； 水泵； 排水管； ’固定盘 二、 注浆堵水 注浆堵水， 就是利用注浆泵将浆液注入含水岩层内， 使其充满岩层的裂隙并凝结硬 化， 堵住地下水流入井筒的通路， 从而减少井筒涌水。注浆堵水有两种方式 一种是为了 打干井， 在并筒掘进前打钻注浆堵水， 叫做预注浆， 它又可分为地面预注浆和工作面预注 浆； 一种是为了避免并壁渗水， 而在井筒掘砌后向含水层注浆封水， 称为壁后注浆。 壁后注浆， 都是自上而下分段进行， 分段高度一般为 。在各分段内则采取 自下而上的注浆顺序， 这是为了防止后注浆液向下渗漏而影响注浆质量。 注浆管应在砌筑井壁时在出水处埋设好， 为了避免管路因注浆压力过大而被顶出， 管子埋入井壁的部分应焊上法兰状铁板。管端孔口还应采用卵石围砌， 避免孔口被混凝 土堵塞。管口需带丝扣， 以便安装阀门。采用单液注浆的管路装置如图 “ “ 所示。 图 “ “ 单液注浆管路装置 注浆管阀门； 压力表； 进浆管阀门； 卸浆阀门 我国煤矿采用壁后注浆的并筒很多， 混凝土井壁经注浆后， 堵水效果都很好。 第五章竖井掘进施工新技术 第六章斜井掘进施工新技术 第一节斜井表土的施工 斜井表土施工方法与斜井倾角、 表土层的性质以及地形等因素有关。当斜井井口位 于山岳地带而表土又较硬时， 只需在井口附近进行一些必要的场地整理， 保证边坡稳定， 即可破土开工 （图 “ “ ） 。在这种情况下， 掘进井口前的露天土方工程量最小。在地 形平坦地区， 如要直接开挖井口， 则井口顶板不易维护， 必须先挖明槽 （井口坑） ， 直至使 暗槽门脸上部岩层 （土层） 的厚度大于 为止 （图 “ “ ） 。明槽坑底坡度一般与井筒 倾角一致。坑底宽度应比井筒的掘进宽度每侧再宽出 ’ 左右。井口坑的深度取决于 表土层的稳定性， 一般不宜超