平巷施工2.ppt

平巷施工,一浅孔爆破在平巷掘进中的应用,,1概况,福建省潘洛铁矿洛阳坑采维简工程某一主巷，为改善通风及联络方便而开挖了一条平巷。该工程的岩性为均质坚固花岗岩，f12-14，水文地质条件良好，无地下水影响。,,2断面设计,该工程为永久性工程，服务年限长。安全性要求较高，故采用半圆弧拱，其承压能力大，施工容易。,断面形状的确定,,2断面设计,平巷宽度。为满足小型汽车的运输，确定断面净宽为3500mm;由于两侧墙采用喷射混凝土与钢筋网联合支护方式，厚为200mm，所以断面掘进宽为3900mm,平巷高度。拱高为掘进宽度的一半，即1950mm;根据工程的要求，两侧墙高为1700mm。平巷断面积。由上述数据可计算出平巷的净断面积为10.76m2;掘进断面积为12.6m2。,断面尺寸,,3施工与管理,掏槽形式及掏槽孔参数。因为掘进断面较大，为取得较好的掏槽效果，采用直孔桶形螺旋掏槽，掏槽孔为4个，空孔一个。辅助孔参数。根据可选参数0.4-0.8m，故选辅助孔间距为680mm。,炮孔布置,,3施工与管理,顶孔。根据可选参数400600mm，取顶孔间距为500mm。为优化断面成型质量，使爆破后保持壁面的光滑平整，在施爆中采用光面爆破。二圈孔。根据光面爆破公式mE/W,E600mm，W680mm，故m为0.88。底孔。孔口应比巷道底板高100mm，所以底孔间距600mm。,炮孔布置,,3施工与管理,凿岩机钻孔直径为38mm，孔深2.1m。根据公式计算出孔数41个，使用2岩石炸药，炸药单耗1.78kg/m3,每循环炸药总耗为36.6kg,爆破各项参数见表。,爆破参数的确定,,3施工与管理,爆破工艺流程,,3结语,通过严密的工程设计及严格高效的施工组织，巷道成型质量好，安全性高，并按工期要求按时完成，同时顺利通过了矿山工程处的综合验收标准.为潘洛铁矿的维简工程建设做出了贡献。,二内蒙古虎拉林金矿平巷施工工艺探讨,,1工程设计的主要情况,矿区岩体以花岗斑岩、砂岩为主，节理裂隙不发育，岩石坚硬，稳固性高。,工程赋存的矿岩条件,,1工程设计的主要情况,巷道是服务年限较短的勘探平巷，岩石稳固，承受地压不大，所以采用断面利用率最高，开挖工程量最省，支护最容易的梯形断面，断面面积为3.6m2，其中宽为1.8m,高为2m.,平巷断面形状选择,,1工程设计的主要情况,主要采用独头掘进的方式，凿岩爆破的方法。主要设备有空压机，Yt一27凿岩机，火工材料为2岩石炸药及导爆管。主要工序为凿岩、装药、爆破、通风、出渣，辅助工序为撬毛、吹眼、接风水管，每个工作循环为8h。,施工方法,,2施工过程中存在的问题,设计工作量及完成情况,,施工初期，因施工经验少，工序繁多，执行工作循环图表不严格，原有的爆破参数没有及时根据实际情况做出改进和调整其中，掏槽眼数目少，辅助眼眼距过大，装药密度不合理是造成效果差的根本原因，爆破效果不理想，导致工程进度缓慢，成本高。,施工进度缓慢的原因,2施工过程中存在的问题,,部分施工人员的质量意识差，不能严格按照设计施工，超挖和欠挖现象严重，从而造成单炮进尺少，炮效差。巷道中的污气、潮湿、照明不足、通风线路不畅等因素，对施工人员心理上造成了不良影响，工作积极性不高，一定程度上也影响了施工进度。,施工进度缓慢的原因,2施工过程中存在的问题,,针对爆破效果差的情况，在实际工作中，要及时修改爆破参数，调整眼距及装药密度，增加掏槽眼数，掏槽方式由楔型改为垂直掏槽，取得了较好效果。垂直掏槽不是以工作面作主要自由面，而是以空眼壁作为主要自由面，它的最小抵抗线是从装药眼到空眼间的距离。因为掏槽眼互相平行，故从眼口到眼底的最小抵抗线都是一样大，这种掏槽方法岩石破碎的极为均匀，并获得了较深的爆破进尺。实践证明，这种掏槽方式简便易行，效果良好。,凿岩工艺的改进,3施工方法的探索与应用,,2002年编写了详细的爆破说明书，该书根据矿区地质条件和实际施工经验，理论结合实际来编制，获得了极好的爆破效果。1基本爆破条件,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,2预期爆破效果炸药消耗总量确定的计算方法公式QqslnQ炸药消耗总量，13.65kg;s掘进断面积，3.6m2;q单位炸药消耗量，2.53kg/m3;l炮眼深度，1.5m;n炮眼利用率，90。,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,3炮眼布置根据虎拉林矿区平巷岩石硬度和平巷断面特征，炮孔可按图1进行布设，可以达到以最少的炮孔，达到最好的爆破效果。其中0-4为掏槽眼，5-12为辅助跟,13-20为周边眼。,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,4炮眼排列说明各个不同炮眼的具体装药量，根据各炮眼应起的作用及条件的不同而加以分配。掏槽眼最重要，而且爆破条件最差，应分配最多的药量;辅助眼药量次之，周边眼药量最少。其中，0-12炮眼倾角为90,13-20炮眼倾角为80,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,3施工方法的探索与应用,,5爆破主要参数,爆破说明书的改进,3施工方法的探索与应用,,2002年以后，施工组织方法由倒班制改为滚班制表6，即在不增加人员的情况下，成立凿岩班和出渣班，采用双坑口平行作业，凿岩和出渣同时进行。实践证明，滚班制增加了一个工作循环，各生产工序间衔接更明确，施工人员工作认真负责，积极性高，从而加快了施工进度。2006年6月创造了月进尺142m的最高记录。,施工组织方法的改进,3施工方法的探索与应用,,2004-2005年，在施工任务减少、掘进工作面单一的情况下，坑口工作人员由25人减少到10人，仍然坚持滚班制，每天完成两个工作循环，日平均进尺为2.7m.,施工组织方法的改进,3施工方法的探索与应用,,虎拉林矿区日平均进尺由2000年的l.9m提高到2004年的2.7m，工作效率提高，施工时间缩短。,掘进速度提高,4取得的工作效果,,从图2可以看出，成本逐年下降趋势，幅度较大。2000年为582元/m,2002年为432元/m,2005年为364元/m,2006年为346元/m，说明施工工艺可以在下步平巷施工中推广。,工程成本降低,4取得的工作效果,,4取得的工作效果,,6年来已施工5个坑口，大部分见矿好的部位位于坑口深部，是下一步施工的重点。比如CM6801深度已超过430m,CM7601深度也已超过220m。如进一步施工，建议采用混合式通风来改进通风工艺，确保良好的工作环境。,通风工艺,5需注意的几个问题,,坑口目前的YT-27凿岩机、3m3空压机、9m3空压机均以陈旧、老化，故障率高，作业效率低，直接影响掘进进度。建议加大新设备投人，确保其工作能力，保证生产的正常进行。,设备选用,5需注意的几个问题,,通过近6年来对虎拉林矿区平巷施工工艺的探索和生产组织方法的完善，在工程质量和进度上都取得了较大的突破，其中很多地方值得与有类似条件的单位借鉴和参考，但以上工艺、方法仍需要完善和深化，这些有待于在今后的工作中继续研究与探索。,6结论,三岩石平巷快速施工技术与工艺探讨,,目前国内建井界比较关注的岩石平巷施工工艺主要有以传统施工工艺手持式风动凿岩机为凿眼并打锚杆、耙斗装岩机装渣、固定箱式矿车运输的施工方法；最近开始投入使用的以液压凿岩台车和侧卸装载机或是挖斗式装岩机配合固定箱式矿车运输的机械化作业线；还有就是岩石平巷综合掘进机配皮带转载机和皮带运输机的机械化作业线。,1岩巷施工机械化作业线现状分析,,传统施工工艺的主要工序是凿眼→装药→联线放炮→找顶→临时支护→打锚杆→喷射混凝土→出矸→矿车运输电机车或是人工。目前的进度水平一般不超过80m，国内有报道岩石平巷传统施工艺达到月进尺200m或300m的记录，其主要原因是由于围岩状况较好，不需要采用临时支护，永久支护也在耙矸机后面与迎头掘进平行作业。,1.1传统施工工艺,,该作业线的优点是主要设备构造简单、投入少、性能可靠、井下维修方便，对操作技术要求低，适用范围较广，各工序作业平行程度高、循环时间短、劳动组织灵活。该作业线的主要缺点是打眼机械化水平低，工人体力劳动强度较大，由于多人同时在迎头工作，危险性高；钻孔速度低，装岩不彻底而留有死角，作业环境较差。因此，该作业线在一定时期内还是我国岩石平巷施工的主要选择。,1.1传统施工工艺,,液压凿岩台车和侧卸装载机或挖斗式装岩机配合固定箱式矿车运输的机械化作业线的施工工艺.主要是液压凿岩台车打眼、装药放炮、临时支护、登渣永久支护、侧装机装矸或配合耙装机倒迎头矸石。,1.2液压凿岩台车为核心的岩巷机械化作业线,,目前河北宣化华泰矿山机械厂研制出凿孔深度2.7～3.0m的全液压凿岩台车，使用该设备按上述配置的作业线在岩石条件允许的情况下可以达到月进尺170～200m。,1.2液压凿岩台车为核心的岩巷机械化作业线,,该作业线的优点是炮孔深度、角度便于控制，利于光面爆破，节约出渣费用、支护材料；降低了打眼工人劳动强度，操作者远离迎头约5m，处于支护下作业，同时，人员相对较少，提高了安全性；降低噪音、粉尘，改善了工作环境，减少职业病尘肺病的发生；由于钻孔速度的提高，加快了施工进度；相对风动凿岩，液压凿岩机能量利用率达30％～40％，动力消耗仅为风动凿岩机的l/2-l/4；采用侧卸装载机出渣清底，降低了劳动强度，改善了工作面环境；相对手抱钻配耙斗装岩机作业线降低了施工成本；综合效益达到了优质、快速、安全、高效、低消耗的目标。,1.2液压凿岩台车为核心的岩巷机械化作业线,,该作业线推广应用目前仍存在以下问题初期投资大；要求施工队伍机电维修力量强；液压钻车和侧卸式装岩机的可靠性有待进一步提高；液压钻车和侧卸武装岩机均为履带行走，使用范围有一定局限，特别在轨道运输的巷道，履带与轨道之间不是很协调；由于设备需相互错车，不适用于较窄断面，目前钻车宽1．2m，梭车的宽度为1．8m，则巷道断面宽不应小于3．8m，该作业线不适应上山、下山。,1.2液压凿岩台车为核心的岩巷机械化作业线,,我国于1986年引进掘装锚一体机，该机在主机上配备锚杆钻机，最高月进尺202m。淮南矿业集团于2006年初引进国内首台MK3岩巷掘进机，在潘二矿南翼胶带机石门进行试掘进。该作业线优点不言自喻，其缺点是掘进机庞大笨重、拆装时间长、转移运输不便，适应性低，辅助作业时间长，机器作业率低、动力消耗大、刀具寿命短，其费用占总费用的85％，掘进成本高。按安徽理工大学的测试数据，月进尺144m。,1.3岩巷全断面掘进机作业线,,追求最大效益是企业的目标，但是部分企业认为追求最大效益就是需要创水平，对于岩巷作业线来说就是要创造月进200m或300m的记录。事实上，创造施工记录或较高的施工进度只是效益的一种，更多的效益体现在社会效益、安全效益和职工工作环境等方面，综合效益才是最大的效益。改善职工工作环境，减少职业病的发生，提高施丁的安全性，减少事故的发生，这些隐形的效益才是最大的效益,2目前在岩石平巷作业线上的认识误区,,中煤第五建设公司在作业线试验中，因各种条件的限制和影响没有创造出施工记录，但是，在同样的工作环境和条件下，发现综合素质差的队伍也能很快适应液压凿岩台车，而且在人员较少的情况下月进尺依然超过综合素质好、人员多的队伍，而且安全系数明显提高，这就是最大的效益。,2目前在岩石平巷作业线上的认识误区,,根据上面的分析，可以看出，在未来的一定时期内，液压凿岩台车凿眼、侧卸式装岩机配合耙斗装岩机装岩或扒装机装岩、电机车牵引矿车出渣将成为岩石平巷机械化作业线的主流。,3平巷机械化作业线的发展方向,,①对岩巷机械化设备进行改造，使其具备一定爬坡和防止下滑的能力，提高岩巷机械化作业线的适应性；②研究使用凿岩台车或侧装机施工锚杆锚索，从而提高设备的综合性能，从根本上提高施工速度，在研究施工锚杆或锚索机具的时候应从自动接钎杆的角度考虑，以减少设备尺寸，增加设备的适应性和灵活性；③利用侧装机或台车做好工作面的安全防护临时支护或作保护平台，在安全防护的前提下进行工作面支护，提高作业线的安全陛。④研究矿车运输的调车问题，解决后配套运输。⑤研究可靠的湿式混凝土喷射设备，改善井下工作环境。,4需要研究解决的问题,山东省内多数金矿平巷不需支护，岩石破碎地段或交叉点处用间隔木棚子支护，或者混凝土支护。1978年焦家金矿-10米、-30米大巷曾由冶金工业部华北矿建公司对不稳定地段实行喷射混凝土砂浆支护，效果很好。,凿岩凿岩设备19世纪之前，山东的黄金开采多用锤、钎手工打眼。1887年，李宗岱创办的平度金矿局首次引进了风动凿岩机。20世纪30年代中期，招远玲珑股份有限公司购进日本采掘机械，拥有电动、气动凿岩机近20台。解放战争时期，矿山用锤、钎和部分凿岩机相结合进行采掘。,新中国成立后，国产凿岩机逐步在黄金矿山推广使用。新建玲珑金矿首先配备了沈阳风动工具厂生产的01-17和01-30型凿岩机，到1958年，该矿拥有01-17型8台，01-30型17台。1959年招远的建华、胜华两金矿也开始使用机械凿岩，1960年两矿凿岩机械化进程较快。招远的新华金矿在土法凿岩的基础上，于1958年研制并首先使用了木制脚踏打眼机，比人工打眼提高工效4倍多，一天按4小时作业计算可打炮眼深合计5.6米，尤其适用人工打眼较困难的“望天眼”，但由于其笨重，效率较低，逐步被淘汰。,01-17和01-30型凿岩机最初由人工手持打眼，1963年后改加气腿子推进作业。1964年招远金矿和沂南金矿实现了机械凿岩。1970年以后，新建的黄金矿山相继配备和使用凿岩机械，手工凿岩仅在部分小矿和大矿个别地段使用。,1966年前后使用的YT-25型风钻，于1970年前后被改型的7655型风钻所取代，1985年YT-27型凿岩机面世，其性能优于7655型，至1987年广为使用。原来用于打上向眼的01-45型凿岩机因效率较低，70年代被YSP-45型风钻代替，这种钻机凿岩速度快、风水联动、气腿推进可调节，还配有消音装置。栖霞、招远一带边远小矿，1985年前后还使用过由小型发电机组带动的电钻，因其扭距小，钻凿硬矿岩速度慢，易损坏，维修困难，未能推广。1987年，三山岛金矿引进法国西格玛公司产单臂、双臂液压凿岩台车。凿岩钎具多为一字形镶硬质合金钎头，后来，招远金矿、罗山金矿以及使用凿岩台车的矿山，也使用柱齿形钎头。,凿岩方法手工凿岩，有单人作业一手扶钎，一手打锤和二人或三人作业一人扶钎，另一人或二人打锤两种方式，手工凿孔一般深60厘米左右。20世纪初，开始使用风动凿岩机，50-60年代初是干式凿岩，后来改为湿式凿岩，有效地降低了粉尘。用凿岩机作业，单人单机较少，多是两人一机或三人两机，开眼有时需人扶钎配合。机械凿岩一般每小时可钻孔7米左右，比手工操作提高工效30倍以上。,YT24型气腿式凿岩机是我国比较早的定型产品，它与同类型凿岩机比较质量轻、噪声小、效率高、经济效果好等特点。它最适合于中、小型矿山使用。,CMJ17HT履带式全液压掘进钻车主要适用于煤矿、有色金属、水电、铁路、公路等部门的巷道、隧道、涵洞的掘进工程。该钻车为双臂式，采用全液压凿岩系统，系统先进，设有自动返回及防卡钎装置，凿岩速度快，工作效率高；灵活的凿岩机构对巷道的工作面、顶板、侧帮、底板均能凿岩作业，还能很方便的钻凿向上锚杆孔。该车模块化设计，车身小、结构紧凑、重心低、机动灵活、工作稳定、爬坡能力强。可大幅度改善工作环境，提高施工效率和施工质量.,TBM英文原文TunnelBoringMachine中文即隧道掘进机。它是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。TBM（TunnelBoringMachine）隧道掘进机，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械；相对于目前常用的方法，TBM集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，使掘进过程始终处于最佳状态。在国际上，现已广泛应用于水利水电、矿山开采、交通、市政、国防等工程中。,爆破方法1966年以前，山东各金矿多采用明火单点炮法，即用火花点燃导火索以引爆火雷管。使用这种方法点燃爆破面上所有炮眼，操作危险性大，爆破事故较多。1966年，招远金矿首先采用三通起爆法，之后又采用了电阻丝起爆法。两种方法均为一次点火，前者是把爆破面的导火索每两根并为一组，用三通串联起来，再点燃从三通引出的导火索，适用于无电源的作业地点；后者通电后以电阻丝灼燃导火索起爆，作业安全，但操作复杂。,1978年，省内矿山开始推广三通法和电阻丝法，同时还推广使用了束把起爆法。束把起爆法是把爆破面上的导火索分成一把或数把，每把插入装有黑火药的纸筒内，再从纸筒内引出一把导火索。若为数把，再将纸筒内引出的导火索组成一把，插入另一个纸筒内，形成把与把串并联相结合的形式，点燃最后引出的一根导火索，引燃纸药筒，以黑火药发出的火引燃各条导火索，从而引起整个爆破面的爆炸。至1980年，一次点火法已在省内各金矿广泛应用，废止了明火单点炮法，杜绝了爆破事故的发生。1980年，招远罗山金矿开始试用塑料导爆管非电导爆系统。该系统是按爆破点的数量、爆破面的不同，分别选用一组簇联或多组簇联法。簇联法是把引出炮孔的多根导爆管束成一束，在导爆管端部插入一个击发雷管，点燃导火索后，以击发雷管的冲击波引爆塑料导爆管。多组簇联法适用于多炮孔多排作业面的爆破。,BlastholepatternandchargedetailsusedbyBalfourBeatty-NuttallontheVictoriahydroelectricprojectinSriLanka.Romannumeralsrefertothedetonationsequenceofmilliseconddelaysintheburncut,whileArabicnumeralsrefertothehalf-seconddelaysintheremainderoftheblast.,Developmentofaburncutusingmilliseconddelays.,Useofhalf-seconddelaysinthemainblastandsmoothblastingoftheperimeterofatunnel.,掘进通风自然通风。古代采矿以及现代一些零星开采的金矿点、小型金矿非连续作业的一些作业点，采用自然通风利用地形、风流、昼夜变化等，稀释工作面的烟尘毒气。1986年，乳山胡八庄金矿的简易竖井开拓，采用了一种简便易行的通风方法，即用薄铁板和铁筋加帆布做成喇叭状，置于井口处，喇叭口垂直于地面并迎风转动，接受地表的自然风流，再由风筒导入井下。,强制通风。古代或现代一些非正式的采金点，放炮之后，用皮囊或风箱鼓风到工作面，将炮烟排出。有的矿山还用各类手摇风车将新鲜风流送到工作面。新中国成立后，有些不便安装机械的通风地点使用压气驱散作业面上的炮烟，一些小的采金点使用各种小型电动鼓风机通风。20世纪50年代后，各金矿井下局部通风开始使用局扇，局扇为JF系列，功率有5.5千瓦和11千瓦两种。1985年以后，各金矿推广使用了K系列节能型局扇，与局扇配套使用的有铁皮风筒、胶皮风筒，风筒规格分别为直径300、400、500毫米。局部通风一般采用压入式通风，当井巷较长时，为迅速排烟，采用接力式单压或单抽以及抽压结合通风。,防尘。新中国成立前，个人防护很简单，甚至没有防护。50年代以后，党和政府关心工人健康，强调个人防护。个人防护的主要措施是戴好口罩，口罩有多层纱布的，有多层纱布衬上卫生棉的，有多孔泡沫塑料的，还有阻尘率达90％的超细纤维和送风口罩等。古代手工凿岩、50年代初期的机械凿岩，均为干打眼，50年代后期开始湿式凿岩。现代的凿岩机已制成风水联动，为避免粉尘产生，凿岩前和爆破后均在掌子面上洒水降尘。乳山县金矿自1980年以后，坚持每季度一次井巷大冲洗，降低了粉尘，到1987年底没有发现一名矽肺病人。招远金矿等在主要平巷设置脚踏或光电控制的水幕捕尘，除尘效果很好。,装运20世纪前，矿山运搬矿岩主要靠耙子、簸箕等原始工具，用人力肩挑、车推。1899年，德国人在铜锡山金矿井下用矿车轻轨人力运输。60年代，招远金矿开始应用华-1型轨道电动装岩机。此后，新城、焦家及罗山、乳山、金翅岭等矿山也相继在掘进工作面使用。在采场运搬中，招远、焦家、新城、仓上、红布等矿山使用13千瓦或7.5千瓦电耙。80年代以后，新城、焦家、河东等矿又相继引进美国瓦格纳公司生产的铲运机斗容0.5～1立方码。在坑内各中段运输作业中，招远、焦家、新城、罗山、河西等矿，均先后使用了不同型号的直流架线式电机车牵引矿车。,