|
第一节 钻眼爆破工作
第一节 钻眼爆破工作
一、炮眼布置
二、爆破器材和爆破参数的确定
三、装药结构与起爆
四、爆破说明书及爆破图表
五、钻眼工作
六、钻眼爆破安全技术
㈠掏槽眼
㈡辅助眼
㈢周边眼
㈣炮眼布置
㈠掏槽眼
1.斜眼掏槽法
⑴单向掏槽法
⑵多向掏槽法
2．直眼掏槽法
⑴直线掏槽
⑵螺旋掏槽
⑶角柱式掏槽
3．混合式掏槽
掏槽眼
掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石
破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由
面来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的
好坏对循环进尺起着决定性作用。
掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这
样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩
石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著
的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。
1.斜眼掏槽法
⑴单向掏槽法
1.斜眼掏槽法(续)
⑵多向掏槽法
1.斜眼掏槽法(续)
斜眼掏槽的特点是：
适用于各种岩层，可充分利用自由面，逐步扩大爆破范围；
掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，但因炮眼倾斜，
掏槽眼深度受到巷道宽度的限制， 循环进尺也同样受到限制；
碎石抛掷距离大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称
时尤其如此。
2．直眼掏槽法
⑴直线掏槽
2．直眼掏槽法(续)
⑶角柱式掏槽
三角柱掏槽
菱形掏槽
五星掏槽
2．直眼掏槽法(续)
直眼掏槽的特点是：
所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深
度不受断面限制，利于采用中、深孔爆破，便于采用高效凿岩
机和凿岩台车钻眼；直眼掏槽炮眼眼距较小，每一个装药炮眼
的爆炸都可以破坏两个炮眼之间的岩石；直眼掏槽一般都有不
装药的空眼，它起者附加自由面的作用。
空眼的作用，一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向作
用；另一方面使受压岩石有必需的碎胀补偿空间。
3．混合式掏槽
为了加强直眼掏槽的抛渣力和提高炮眼利用率，
形成了以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式
掏槽。斜眼布置成垂直楔形，与工作面的夹角为：
75~85°，装药系数不要太大，以0.4~0.5为宜。其
起爆顺序应安排在所有垂直槽眼起爆之后，以发挥抛
渣扩槽的作用。
㈡辅助眼
辅助眼又称崩落眼，既是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。
辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500~700㎜，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼长度之比）一般为0.45~0.60，如采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度要比较均匀，且等于周边眼的最小抵抗线。
㈢周边眼
周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓
的炮眼。
㈢周边眼(续)
㈣炮眼布置
除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮
眼，以取得理想的爆破效果。
炮眼的布置方法和原则如下：
⑴工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。
⑵掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能，
⑶周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。
⑷崩落眼均匀的布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。
二、爆破器材和爆破参数的确定
㈠爆破器材的选择
㈡爆破参数的确定
㈠爆破器材的选择
㈠爆破器材的选择
我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳
化炸药、浆状炸药、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应
采用煤矿硝铵炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采
用粉状高威力炸药。硝铵类炸药价格较为低廉，为煤矿普遍
使用，一般装成直径32㎜、35㎜、38㎜，重量100g、150g、
200g的药卷，有效使用期为6个月。
㈡爆破参数的确定
1．炮眼直径
2．炮眼深度
3．炮眼数目
4．炸药消耗量
1．炮眼直径
炮眼直径的大小对钻眼效率、全断面炮眼数目、单位炸药消耗量和
爆破岩石块度与岩壁平整度等均有影响，因此，应根据巷道断面大小、
块度要求、炸药性能和凿岩机性能等综合考虑，进行选择。炮眼直径
大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，也可提高爆破效率，但钻速
下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。
2．炮眼深度
影响炮眼深度的主要因素有：岩石性质、巷道断面大小、循环作业方
式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素来确定。确定合理的炮眼
深度的依据是：炮眼利用率比较高（一般根不低于８5~90%）；钻眼和掘进
速度快；掘进成本低。据此分三个方面来讨论炮眼深度的合理性：
3．炮眼数目
合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率不小
于85~90%)，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。
另外，也可以按一个循环的总装药量平均装入所有炮眼的原则进行
估算，作为实际排列炮眼的参考。
4.炸药消耗量
炸药消耗量q是爆破1m3实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆
破所需的总炸药量Q和工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即
4.炸药消耗量（续）
三、装药结构与起爆
1．掏槽眼与辅助眼的装药结构
2．周边眼装药结构
3．炮眼的填塞
4．起爆要求
1．掏槽眼与辅助眼的装药结构
⑴正向连续装药 (a)
2．周边眼装药结构
3．炮眼的填塞
炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用。
因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用1：3的
泥沙混合炮泥，湿度为18~20%。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大
的摩擦系数。
第三百二十八条 炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用
粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、
块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼
严禁爆破。禁裸露爆破。
第三百二十九条 炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求： ㈠炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、
刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于
0.6m，但必须封满炮泥。 ㈡炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。 ㈢炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。 ㈣炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。 ㈤光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。 ㈥工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，
在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封
泥长度都不得小于0.3m。
4．起爆要求
岩巷掘进多采用发爆器起爆，网路连接多采用串
联，雷管不能使用不同种类、不同工厂、不同期出
厂的雷管，并且要求康铜丝雷管的电阻差不能超过
0.3Ω ，镍铬桥丝雷管电阻差不能超过0.5Ω。
起爆方法，起爆时差及起爆系统的可靠性，是影
响爆破安全和爆破效果的重要因素。在煤矿巷道掘进
中，最好使用多段毫秒雷管，按照爆破图表规定的起
爆顺序全断面一次起爆。在有瓦斯爆炸危险的地点，
只能使用毫秒雷管，且总延期时间不能超过130ms。
四、爆破说明书及爆破图表
爆破说明书是井巷施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检
查和总结爆破工作的技术文件。爆破说明书的主要内容有：
⑴爆破工程的原始资料，包括掘进井巷名称、用途、位置、断面形状和
尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况；
⑵选用的钻眼爆破器材，包括炸药、雷管的品种，凿岩机具的型号和性
能；
⑶爆破参数的计算选择，包括掏槽方法，炮眼的直径、深度、数目、炸
药单位消耗量；
⑷爆破网路的计算和设计；
⑸安全措施。
爆破作业图表是在爆破说明书基础上，编制出来的指导和检查钻眼爆
破工作的技术文件，包括炮眼布置图，装药结构图，炮眼布置参数、炸
药参数的表格，预期的爆破效果和经济指标。爆破作业图表的编制，首
先要调查原始条件，然后根据所用钻眼设备和爆破器材，进行综合分
析，确定出一个初步的爆破作业图表，经过若干个循环的爆破实践，发
现问题加以改进，使之不断完善，然后才能正式作为指导钻眼爆破工作
的依据。
四、爆破说明书及爆破图表（续）
三表一图
五、钻眼工作
1．测量定向工作
2．凿岩机的选择
3．工作面供风、供水设备
4．建立工作面钻眼岗位责任制
合理分区进行作
1．测量定向工作
为了在工作面上正确布置炮眼位置和掌握巷道的方向和坡度，钻眼前应
将巷道的中线和腰线引到工作面，根据中线定出周边眼、辅助眼和掏槽
眼的位置，巷道坡度可用腰线来控制。
1)巷道中线的延长方法
三点延线法
2)巷道腰线的延长方法
延长腰线的方法可用倾斜仪挂在腰线上延至工作面
1．测量定向工作（续）
近年来已研制生产了供井巷掘进定向用的矿用激光指向仪。利用矿用
激光指内仪指示中线位置既准确又省时。
2．凿岩机的选择
当采用气腿式凿岩机钻眼时，一
般每台凿岩机所占面积为1.5~2.0
㎡，在坚硬岩石中减到1.0~1.5㎡，
目前在我国现场广为采用。
采用凿岩台车并配以重型凿岩机
钻眼，具有凿岩速度快，作业人员
少，钻眼工效高，劳动强度低，钻眼
质量高等优点。
采用钻装机并配以重型凿岩机钻
眼，除具备凿岩台车全部优点外，它
本身带有装岩设备，不需花费凿岩白
车与装岩机更换进出的调动时间，
并实现了钻眼、装岩综合机械化，同
时一机多用，提高了设备利用率，
是今后的发展方向。但钻眼与装岩不
能平行，结构也较复杂。
3．工作面供风、供水设备
掘进工作面特别是多台凿岩机同时作业时，使用风、水的设备较
多，并且装卸、移动频繁。为了提高钻眼工作的效率和使各种工序互不
影响，必须配备专用的供风、供水设备，并且予以恰当布置，下图是多
台凿岩机同时作业时工作面风、水管路的布置图。特点是在工作面集中
供风、供水，将分风、分水器设置在巷道两侧，这样既方便了钻眼，又
不影响其它工作。
4.建立工作面钻眼岗位责任制，合理分区进行作业
根据多年的经验，应采用定人、定凿岩机、定位置、定眼数、定时
间的岗位责任制。通常将工作面以中心线为基准，分为左右两部和中心
区，将每区内的炮眼由上到下划分成若干组，并尽量使各组的炮眼数目
相等。同时工作的凿岩机编号并使它在各自的固定区域里进行钻眼，如
图4-15所示。这样做既利于工人熟悉炮眼的设计位置、深度，角度，又
利于对凿岩机的保养。
六、钻眼爆破安全技术
钻眼爆破工作必须严格按《煤矿安全规程》和《矿山井巷工程及验
收规范》有关规定执行，一般 应注意以下几点：
1．钻眼安全注意事项
⑴开眼时必须使针头落在实岩上，如有浮矸，应处理好后再开眼。
⑵不允许在残眼内继续钻眼。
⑶开眼时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后在开大风门。
⑷为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛，更不要横向用力；凿岩
时钻工应站稳，应随时提防断钎。
⑸一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人。
⑹缺水或停水时、应立即停止钻眼。
⒄工作面全部炮眼钻完以后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定地点存放。
六、钻眼爆破安全技术（续）
2．爆破安全注意事项
⑴装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照
明以外的一切设备的电源，照明灯和导线也应撤离工作面一定
距离。
⑵放炮母线要妥善的挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物
体、电缆、电线离开一定距离；放炮前检查放炮母线是否导
通。
⑶在规定的地点装配引药。
⑷检查工作面20m范围内的瓦斯含量，按《煤矿安全规程》
有关规定处理。
⑸装药时要细心的将药卷送到眼底，防止擦破药卷，装错雷
管段号，拉断脚线。有水的炮眼，尤其是底眼，必须使用防水
药卷或给药卷加防水套，以免受潮拒爆。
第二节 掘进通风与综合防尘
一、通风方式
二、掘进通风设施
三、独头长距离巷道通风
四、综合防尘
一、通风方式
㈠压入式通风
㈡抽出式通风
㈢混合式通风
㈠压入式通风
㈡抽出式通风
1.优点：其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出，不污染巷道。
2.缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时
间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的
工作面不宜采用。
㈢混合式通风
二、掘进通风设施
1．局部通风机
局部扇风机分为轴流式和离心式两种，由于轴流式扇风机的体积
小、效率高、使用方便，在巷道掘进中得到了广泛使用。但这种风机的
噪音较大，还有待进一步改进。国产较新型的BKJ66—1子午加速型系列
局部通风机效率更高，噪声低，该系列有多种规格，其中BKJ型局部通
风机性能数据,见表。
２.风筒
掘进通风用的风简有刚性和柔性两类。
刚性风筒有铁风筒、玻璃钢风筒等．
常用的柔性风筒为胶布风筒、软塑料风筒等，只能用于
压入式通风。
近几年来又研制出一种带有刚性骨架的可塑性风筒，即
在柔性风筒风筒内每隔一定距离，加上了圆形钢丝圈或螺旋
型钢丝圈，既可用于抽出式通风，又有可收缩的特点。
常用的风筒规格见表。
选择风筒直径的主要依据是送风量和通风距离。根据现
场经 验，通风距离在200m以内可选用直径400㎜的风筒，通
风距离在200~600m可选用直径500㎜的风筒，通风距离在
500~1000m以内可选用直径600～800㎜的风筒，通风距离
1000m以上可选用直径800～1000㎜的风筒。
3．引射器
利用引射器产生的负压通过风筒导风的通风方法，引射器
有水力引射器和压气引射器两种。
水利引射器无电气部件，能降温、除尘、消烟，适用于
瓦斯大，供风量不大的煤巷掘进，但效率较低，能力有限，
只有在特定条件下考虑使用。
压气引射器是利用压缩空气为动力的一种通风设备，特
别适用于高瓦斯区，小断面巷道掘进通风。
三、独头长距离巷道通风
搞好长距离独头巷道筒风，最主要的措施是最大限度
的减少风简阻力和防止风简漏风。
我国在独头长距离巷道通风方面积累了丰富的经验。在
现有通风设备的基础上，只要加强通风管理工作就可提高通
风效率实现单机独头长距离筒风。我国山东枣庄煤矿在1972
年10月，以一台11千瓦的局部扇风机和直径580㎜的胶质风
筒，在巷道掘进中创独头通风345米的新记录，远远越过了
苏联191米、加拿大174.6米和法国147米的记录。
独头长距离巷道通风的关键是最大限度的保持风筒平、
直、紧、稳，减少漏风和降低阻力，并保证风机的正常运
转。
四、综合防尘
掘进岩石巷道时，产生大量的岩石粉尘，根据测定这些粉尘
中含有游离二氧化硅30～70%，其中大量的是粒径小于5μm的
粉尘。这些粉尘极易在空气中游浮被人吸入体内，时间久了就
易患矽肺病严重地影响工人的身体健康。
第三节 装岩与转运
一、装岩设备
二、调车工作
三、提高装岩机工作效率的途径
四、岩巷掘进机械化作业线的选则
一、装岩设备
㈠铲斗式装岩机
㈡耙斗装岩机
㈢蟹爪式装岩机
㈣立爪式装岩机
㈤装岩机的选择
㈠铲斗式装载机
㈡耙斗装载机
(四)立爪式装载机
㈤装岩机的选择
选择装岩机考虑的因素比较多，主要包括巷道断面大小；装岩机的装载宽度
和生产率，适应性和可靠性，操作、制造和维修的难易程度；装岩机的造价和效
率等。
铲斗后卸式装岩机生产能力（25~40m3/h），间歇作业，效率低，容易
扬起粉尘，要求有熟练的操作技术，一般应用与单轨巷道。
侧卸式装岩机，铲取能力大，生产效率高，对大块岩石、坚硬岩石适
应性强；履带行走，移动灵活，装卸宽度大，清底干净；操作简单、省
力，但是构造复杂，造价高，维修要求高，间歇装岩，适用于断面12m2以
上的巷道。
耙斗装载机，构造最简单，维修、操作都容易；可用于平巷、斜巷、
以及煤巷、岩巷等，但是，它的体积较大，移动不方便，妨碍其它机械使
用，间歇装岩，且底板清理不干净，人工辅助工作量大，耙齿和钢丝绳损
耗量大，效率低，应用于单轨巷道较为合理。
蟹爪式、立爪式、蟹立爪装岩机的装岩动作连续，可与大容积、大转
载能力的运输设备和转载机使用，生产效率高，但是构造较复杂，造价
高，蟹爪与铲板易磨损，装坚硬岩石时，对制造工艺和材料耐磨度要求
高。
二、调车工作
㈠ 固定错车场调车法
㈡ 活动错车场调车
㈢ 专用转载设备
㈠固定错车场调车法
装岩机的工时利用率只有20％~30％
缺点：
此调车方法一般需要增加道岔的铺设和加宽巷道的工作量，同时不能经常保持较短的调车距离，所以调车效率不高，不能适应快速掘进的要求,需要和其它调车方法配合使用，才能收到较好的效果。
优点：
简单易行，一般可以用电机车调车，或辅助以人力。
装岩机的工时利用率：20%~30%
使用地点：工程量不大，工期要求较缓的工程。
㈡ 活动错车场调车
装岩机的工时
利用率可达30％~40％。
2．翻框式调车器
（三）专用转载设备
1、胶带转载机
1) 悬臂式胶带转载机
长度短，结构简单，行走方便，能用于弯道装岩，辅助工作量小。
2) 悬挂式胶带转载机
胶带长度大，存放矿车较多，转载能力大，但悬挂辅助工作量大，适用于大断面的长直巷道。
3) 支撑式胶带转裁机
胶带较长，存放矿车较多，转载能力大，适用于大、中断面，长直巷道。
2、棱式矿车
3、仓式列车
三、提高装岩机工作效率的途径
装岩效率的单位：㎡/台班或㎡/工 ，其数值越高，成本越低。
提高其途径：
⑴积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高
装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间。
⑵积极选用和研制高效能的装岩机，在现有设备中，要
根据巷道断面大小选用装岩机。对于双轨巷道尽量选用大
型耙斗装岩机ZC-2型侧卸式装岩机或蟹爪式装岩机等大型
装岩机。一般情况下应避免同时使用两台装岩机或大断面
选用生产能力小的装岩机。
⑶做好爆破工作。当岩石的块度均匀、适宜，堆放集
中，且底板平整时，装岩机的效率较高。如ZC-20B型铲斗
式装岩机当块度小于200~500㎜时工作效率最高。部分转载
机当岩石块度大于500㎜，则无法正常工作。
四、岩巷掘进机械化作业线的选择
1．掘进中各主要工序，如钻眼、装岩、调车、运输等均
应采用机械化作业。机械化作业线的链条不能有间断现象。
2．各工序使用的机械设备，在生产能力上要匹配合
理、相互适应，避免设备能力相差悬殊而影响某些设备潜力
的发挥。
3．机械的规格及结构形式必须适应施工条件、巷道规
格及作业方式的要求，并且机械设备能力及数量应有适当的
富裕量和备用量。
4．要保证施工能获得持续高速度、高效益以及合理的
经济技术指标，并耍确保安全。
5．在保证成龙配套的前提下，尽员减少机械设备的数
量，尽量一机多用。
1.凿岩台车、侧卸式装载机为主的机械化作业线
第四节 岩巷掘进机
㈠ 岩巷联合掘进机的主要结构
㈡ 岩巷掘进机的优缺点
㈠岩巷联合掘进机的主要结构
1．破岩装置
2．行走推进装置
3．岩渣转运装置
4．驱动装置
5．动力供给装置
6．方向控制装置
7．除尘装置
8．锚杆支护安装装置
㈡ 岩巷掘进机的优缺点
用岩巷掘进机掘进是实现巷道掘进机械化的重要途
径。它使破、装、运、等主要工序实现了综合机械化。与常
规的钻眼爆破法相比，具有掘进速度快、效率高、作业人员
少、工作安全、施工质量好，对围岩影响小等优点，l 967年
美国罗宾斯岩巷掘进队创造了岩巷(页岩)掘进2089m的纪
录。
但目前，它还存在一些问题和缺点，主要有：使用范围
有一定的局限性，只适用于较长的直巷道及曲率半径很大的
拐弯巷道，特别是遇到涌水大、断层破碎等复杂地质条件
时，适应性更差；机器重量大，灵活性差，井下组装难度
大；由于动力容量大，造成动力费用大，掘进成本较高；刀
具材质和结构虽有改进，使用寿命仍不够长等等。
第四章 习题
良好的钻眼爆破应满足哪些要求？掏槽眼布置有哪几种，优缺点？
周边眼，辅助眼布置有什么要求，爆破参数主要包括哪些，选择时主要考虑哪些因素，掏槽眼，辅助眼装药结构有哪些，周边眼如何装药？
巷道掘进通风方式有哪几种，优缺点，如何做到综合防尘？
装岩设备有哪些，如何选择，调车方式有哪几种，如何提高装岩工作效率？
岩巷掘进机的 优缺点，适用条件？
|
发表评论 
