井巷掘进与支护讲义全.doc

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1、工作面基本支架形式 井巷掘进与支护井巷掘进就是矿山井巷的开掘工作。矿山井巷是联络地面与矿床，阶段，采区的通道，为采矿工作准备必要的条件，因此井巷掘进要超前于采矿工作。当必要的超前关系形成后，掘进与采矿还应同时并进，以保证矿井持续的进行生产。通常把掘进与采矿这种关系概括为“采掘并举，掘进先行”。这是矿井生产的基本规律之一，也是“开发矿业”，大打矿山之仗必须遵循的一条技术方针。 井巷掘进与支护的基本问题是破碎岩石以获得所需的井巷空间，和防止井巷围岩破坏以保证正常生产和安全。目前破岩的主要方法是凿岩爆破，而防止井巷围岩破坏的方法是支护。第一节凿岩爆破 凿岩爆破也称打眼放炮，它是在矿岩里钻凿出若干一定

2、深度和直径的炮孔，在孔装入炸药并使炸药爆炸，利用炸药爆炸所放出的巨大能量使炮孔周围的矿岩从原岩体上破落下来的过程。凿岩爆破是当前金属矿山采矿和井巷掘进最基本的矿岩破碎方法。 凿岩 凿岩就是钻凿容纳炸药的圆形炮眼。金属矿山广泛使用风动冲击式凿岩机和凿岩工具来钻凿炮眼。 冲击凿岩原理 如图3-1所示，钎子在冲击力作用下，凿到岩石上，铅子下方和旁侧的岩石被破碎，形成一条沟槽这个动作称为：冲击,是形成炮眼的主要动作。随后将钎子转动一个角度，准备承受下一次冲击，这个动作就是“转动”，它使眼底各部分岩石能较容易而均匀的被破碎。当再次进行冲击时，在眼底又形成一条沟槽，如果钎子受的冲击力足够大，则两条沟槽之间

3、的扇形岩石，在形成一一沟槽的同时就会被剪碎或震碎。破碎的岩粉用压气、压力水等将其排出眼外，这个过程称为“排粉”，它使钎子能经常顶在眼底新的岩石面上。冲击、转动、排粉不断循环的结果，就形成所需的圆形炮眼。2风动冲击式凿岩机 风动冲击式凿岩机主要有气腿式、伸缩式和导轨式三种。井巷掘进中常用气腿式和伸缩式凿岩机，如图3-2和图3-3所示。气腿式凿岩机是一种重量较轻的凿岩机，用气腿子支持和推进，适于打水平和倾斜眼，也可不安装气腿子用于钻凿下向眼。打眼深度一般为23米，不超过5米，打眼直径小于45毫米。目前国产的气腿式凿岩机主要有7655型、YT-30型、ZY-24型等。 伸缩式凿岩机也称向上式凿岩机，

4、凿岩机体重量也较轻，其尾部固定安装一个可以伸缩的气筒，以支持和推进凿岩机，适于钻凿倾斜600900的向上眼。目前国产的伸缩式凿岩机主要方YS-45型。为了提高凿岩效率、减轻工人劳动强度，提高凿岩机械化水平，在平巷掘进中也逐渐采用了凿岩台车。3凿岩工具 浅眼冲击式凿岩工具即指钎子。如图3-4所示，钎子主要由钎头、钎杆和钎尾组成。钎头的作用是直接破碎岩石，它是耗损最大的部份。为便于制作、修磨和更换，常把钎头做成能够拆卸的，这类钎子称为活头钎子。金属矿山广泛使用活头钎子，整体钎子使用甚少。“活钎头”的钎刃部位一般都镶焊耐磨，抗热、硬度大的硬质合金片。按钎刃的排列方式不同，钎头形式可分为一字形、十字形

5、、T字形等。由于一字形钎头制作简单、修磨方便，故在金属矿山获得广泛的使用。在节理和裂隙比较发育、易于夹钎和岩石极坚硬时。常采用十字形钎头或其它形式钎头。图3-5为一字形硬质合金钎头。在井巷掘进中，钎头与钎杆一般采用锥形连接，如图3-4b。 钎杆的作用是传递冲击功和扭矩。冲击式浅眼凿岩用的钎杆，大多是中空六角钢，接圆直径为25.4和22.2毫米两种。 钎尾的作用是直接承受冲击功和扭矩。钎尾的规格及特性应与所用的凿岩机的要求相符，做到长短适合，端面乎整、光洁、并与钎子中心孔垂直，端面硬度适中等。钎杆和钎尾之间有一个钎肩（钎耳），钎肩的作用是保持钎尾在凿岩机中的相对位置，有的凿岩机因有垫锤（如YS-

6、45型）故钎子可无钎肩。 从钎头到钎肩为钎杆的比度。井巷掘进中一般均是一根钎子打到底，因此钎杆长度应比炮眼深度大10-20厘米左右。有时由于钎头的磨损和工作空间的限制，随着炮眼的加深需几根钎头直径和钎子长度不同的钎子完成一个炮眼的钻凿工作，这些钎子组成钎子组，钎子组中相邻钎子长度差为400600 毫米，钎头直径差为12毫米 ，钎子长度递增时，相应的钎头直径递减。 二、爆破 爆破是指把炸药及起爆器材装人炮眼，并使其爆炸。 1炸药 炸药是一种固体或液体的化合物或混合物，这种物质受到一定的外界能量（热、冲击、摩擦等）作用时，就能迅速分解，同时产生大量的气体和热量。在炸药迅速分解的过程中，由于气体的膨

7、胀作用对周围介质产生突然的冲击压力，致使介质破坏，同时发生巨大的音响和振动，这种现象称为爆炸。 炸药种类较多，目前我国冶金矿山主要使用硝铵类炸药，其中以铵油炸药使用最多，其次为2#岩石铵梯炸药。 铵油炸药是硝酸铵加燃料油（如柴油）和木粉混合而成。其配比为92：4：4。铵油炸药加工简单，便于各矿自制，原料来源丰富，成本低，安全性好，不含军工原料（梯恩梯）。但按油炸药贮存期短、易吸湿结块，不抗水，威力和敏感度也较低。 2#岩石按梯炸药是由硝酸馁、梯恩梯、木粉组成，配比为 85：11：4。梯恩梯是一种烈性炸药，它使梯炸药的威力和敏感度都比按油炸药高，在坚固的岩石中爆破效果较好。同时铵梯炸药中梯恩梯含

8、量不多，因此其敏感度仍符合安全要求。由于铵梯炸药还是以硝酸铵为主要成份，所以仍有抗水性差、吸湿、结块等缺点。 2起爆器材 炸药虽为不稳定物质，但没有一定外界能量的作用是不能引起爆炸的。供给炸药一定外界能量以引起爆炸称为起爆。起爆器材就是能引起炸药爆炸的器材。井巷掘进中所用的起爆器材主要有雷管和导火线。 （1）雷管：雷管是最常用的起爆器材它能直接起爆炸药。有火雷管和电雷管两种。火雷管是用导火线产生的火焰来引爆的。其结构如图3一6a， 管壳的开口端用来插入异火线。当导火线燃烧时，导火线产生的火焰，通过加强帽2中心的小孔， 引起敏感度极高的正起爆药3爆炸。正起爆药的爆炸又引起敏感度稍低但威力高的副起

9、爆药4爆炸，从而引起炸药药包的爆炸。 在金属矿山的井巷掘进中，火雷管被广泛地使用，但火雷管不能在有瓦斯、矿尘爆炸危险的矿井中使用。 电雷管是用电能来引爆的雷管，它除多了一个电力点火装置外，其他部分的结构与火雷管相同，如图3一6b所示。电力点火装置通电后，桥丝灼热使发火药球发火，从而引爆雷管起爆炸药药包。 电雷管分即发电雷管和延期电雷管，即发电雷管通电后立即爆炸，如图3-6b。延期电雷管通电后经一定时间才爆炸，按延期时间分为秒延期电雷管和毫秒延期电雷管，如图3-6c和d。延期电雷管的发火药球与正起爆药间装有缓燃剂，缓燃技能精确地控制延缓起爆时间。秒延期电雷管用精制的导火线作缓燃剂，现有7段，各段

10、间秒差约1秒。毫秒电雷管的缓燃剂是配制的延期药，现有段数达20段，微差时间从25毫秒到300毫秒。 雷管威力的大小用它的号数表示（110），号数愈大，起爆能力愈大，矿用雷管一般用6号和8号。（2）导火线：导火线用来传导火焰引爆火雷管。由药心和包皮两部分组成。药心是稍加压缩的黑火药，为增加药心强度，防止燃烧中断，药心中有三根棉线。包皮是几层棉纱线和牛皮纸，并涂有沥青等防水剂。 导火线有正常燃速导火线（120秒/米）和缓燃导火线（240秒/米）两种，前者外皮全白色，后者外皮通常有三根红色棉纱线。 井巷掘进中主要使用导火线起爆法，也有使用电雷管起爆法的。 导火线起爆法：导火线起爆法的基本工序是切割导

11、火线，加工起爆雷管和起爆药卷，装药和点火。切割导火线时，切割的长度要适中，首先保证安全，即点完所有炮孔并撤至安全地点后还有一段保险时间（60秒）；同时也应力求节约，但最短不得小于1米，露出炮眼口的长度不得小于5-10厘米，切割时要直切，切口要平整。 加工起爆雷管就是把切好的导火线插到火雷管中，使导火线与加强帽接触并用胶布缠绕固定。加工起爆药卷即是把起爆雷管插入一个药卷中，并用细绳等固定扎紧。装药就是用炮棍将药卷送入炮眼中，并捣实。每个炮眼在适当的位置上装入一个起爆药卷。最后用炮泥堵塞，以提高爆破效果。装药前应检查炮眼，并清除其中的岩粉和积水。全部炮眼装药完毕后，把导火线点火端切个斜口，露出药心

12、，然后依次点火。如炮眼数较多，作业条件差，为保证安全，最好用母子导火线，点火筒，束把点火以及电阻丝点火等。导火线起爆法无法检查爆破器材是否符合要求，也难以精确控制起爆时间，直接在工作面点火安全性也较差。但它操作简便，灵活性大，因此在井巷掘进中是应用较多的一种方法。（ 2）电雷管起爆法：电雷管起爆法的主要工序是加工起爆药卷，装药联线和起爆。起爆药卷的加工及装药与导火线起爆法基本相同。 联线是将电雷管的脚线按一定方法联接起来。主要有串联、并联和混合联三种。井巷掘进中使用串联和并联。联线完毕后还可用爆破电桥进行检查。 线路导通后，人员撤至安全地点即可合闸起爆。起爆电源可用照明线、动力线或起爆器等。电

13、源必须保证一次起爆的电雷管数全部起爆。电雷管起爆法安全、准确、可靠、但操作比较复杂，尤其在一次放炮数量不多时，不如火雷管起爆法简便。 第二节 井巷支架 井巷支架的作用是支护井巷围岩，以控制地压防止围岩变形和塌落，使井巷保持一定的断面形状和尺寸，保证正常生产和安全。一 地压的概念 在未经开掘的地下岩体，上部的岩石以自身的重量作用于下部岩石，下部岩石也以相等的反力作用于上部岩石，岩石处于一种应力平衡状态。开掘巷道后，巷道周围的岩石失去支撑，原有的平衡状态即被破坏，巷道围岩中应力重新分布，有的升高，有的降低。这种应力的不平衡，促使围岩产生变形以达新的平衡。 围岩稳固时，围岩本身具有足够的强度，围岩受

14、力情况的变化，仅引起围岩及其暴露面产生微小的变形，围岩及暴露面仍然保持原有稳固状态。 围岩不稳固时，围岩受力情况的变化，将引起围岩及其暴露面产生较大的变形，当超过围岩的强度极限时，就产生裂缝而被破坏。对于水平巷道这种变形和破坏首先在顶板产生。如图3-7所示，在不稳固的岩石中开掘平巷，如不进行支护，顶板就逐渐向下弯曲，随后就出现一些逐渐扩大，增多的纵横交错的裂缝，接着，原来的整体顶板岩石破坏，冒落。同时上部又产生新的裂缝并逐渐扩大直至冒落，最后冒落成拱形，这样形成的拱称自然平衡拱。 自然平衡举形成以后，拱上部的压力就由巷道两侧的岩石来支承。如果两帮岩石支承的压力没有超过岩石本身的强度，两帮岩石就

15、不会被压坏，自然平衡拱保持稳定。如果支承的压力超过岩石的强度，则两帮就会逐渐产生裂缝并塌落，使巷道宽度增大，引起顶板岩石又一次冒落，最后再次形成新的自然平衡拱。 从以上可以看出，当巷道围岩不稳固时，为防止围岩的变形和塌落，保持一定的巷道断面形状及尺寸，就必须进行支护。在巷道中架设的支架上就会受到因围岩变形、破坏乃至冒落等所产生的压力，我们把这种来自巷道围岩的作用力称为地压。 图3-7自然平衡拱形成过程示意图 a-巷道受力开始变形；b-变形加剧裂缝增大开始冒落；c-继续冒落出现拱形顶；d-冒落停止形成自然平衡拱 矿井支架按支架材料分为木材支架，混凝土支架，装配式钢筋混凝土支架，石材支架，金属支架

16、，喷射混凝土和杆柱等，其中以木材支架，混凝土支架，喷射混凝土和杆柱应用较多。 矿井支架的木料以松木使用最多。木材具有一定的强度和可缩性，重量轻，容易加工和架设，但耐火性差，易腐朽，使用年限短，强度也小。一般用在地压小，服务年限短的井巷中。木材支架通常为梯形或矩形。水平巷道普通梯形棚子如图3-9所示，垂直巷道常用的矩形井框支架如图3-17所示。根据地压的大小来确定棚子（或井框）的间距。地压较小时，0.5一1.0米一架，称为间隔棚子（或井框）支架；地压较大时，所有支架紧密相接，称为密集棚子（或井框）支架。 2混凝土支架 混凝土是由水泥、砂子，碎石按一定比例混合并加水搅拌凝固而成的人造石材，它作支架

17、材料强度大、整体性好、防火、防水、抗腐蚀、服务年限也很长，故广泛用于服务年限长地压大、断面大的井巷中。混凝土支架常为整体浇灌混凝土支架。混凝土支架的基本形式为直壁拱形和圆形。圆形用于垂直巷道的支护，如图3-20b。直璧拱形用于水平巷道支护，如图3-10。3喷射混凝土 喷射混凝土是以水泥、砂子、碎石作材料，按一定比例进行干料混合，送人专门的喷射机中，以压缩空气为动力，使干料在喷嘴处与水混合为湿料，高速喷射到巷道表面，凝结硬化形成喷射混凝土以支护巷道。 喷射混凝上的组织结构致密，能压入围岩的裂缝中胶结围岩，增加围岩整体性，能封闭岩面，防止围岩进一步风化，同时支架与围岩粘结成一整体共同承受地压，所以

18、喷射混凝土支护质量好、强度高。此外喷射混凝土支护是采用机械化施工、速度快、效率高、不用模板、支护工艺简单等优点，是一种有发展前途的新型支护方法，已为国外矿山广泛使用。喷射混凝土的一个主要缺点是回弹，既浪费支护材料又恶化了作业条件，正在加以改进。近年来采用长臂上安装喷嘴和遥控装置，已使工人不受回弹的影响。 4杆柱 杆柱又称锚杆。杆柱支护是在巷道围岩中钻孔并安设杆柱，以锚固岩层，加固巷道围岩来维护巷道。图3-8为金属楔缝式杆柱。杆柱安装简便，安全可靠，不占巷道断面，成本较低，但不能防止围岩的风化和杆柱间“浮石”的冒落。 杆柱支护可以单独使用，也可和喷射混凝土联合使用。联合使用时，称为喷锚支护，喷锚

19、支护具有喷射混凝土和杆柱支护的优点，增加了支护效果，在地压较大的矿山，有代替混凝土支架的趋势，目前使用喷锚支护的矿山日益增多。井巷支架的架设是劳动强度大，作业条件差，机械化程度较低的一个薄弱环节，今后应大力研制和改进井巷支护的机械化水平。特别应注意锚杆台车，混凝土喷射机等喷锚支护设备的研制及机械化水平的提高。 第三节 井巷掘进与支护施工 平巷掘进与支护金属矿山的平巷一般为梯形或直壁拱形断面。断面形状的选择主要取决于支架类型，而巷道支架类型又取决于岩石稳固性及使用年限的长短。 岩石较稳固，使用年限短，一般多用木材支架，因而断面形状常为梯形，如图3-9；岩石不稳固，或使用年限长，采用混凝土支架，巷

20、道断面为直壁拱形，如图3-10；岩石很稳固，使用年限又不长时，则可不支护，巷道断面为自然拱形。巷道断面尺寸主要根据巷道的用途及运输，凿岩等设备要求的尺寸大小来确定，并需根据通风要求加以校正。掘进工序平巷掘进主要包括凿岩，爆破，通风，装岩。支护等工序。这些工序依次进行完毕称为一个工作循环。每经一个工作循环，巷道工作面就向前推进一定距离，这个距离称进尺。（1)凿岩爆破：凿岩爆破的工作量一般占掘进总循环时间的4060 %。 平巷掘进中，通常采用气腿式凿岩机凿岩，在平巷掘进机械化作业线中则采用凿岩台车。炮眼直径为3846毫米，炮眼深度为1.22.5米，炮眼数目在20-40个左右、断面愈大、岩石坚固性系

21、数（f）愈大、炮眼数愈多。工作面上的炮眼布置如图3-11，按炮眼的作用和位置分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。掏槽眼最先爆破、崩出一个楔形、锥形或柱形的槽穴，以造成第二个自由面。接着爆破辅助眼，它可崩落大量岩石，为周边眼的爆破加大自由面。最后爆破周边眼，它的作用是控制巷道轮廓、布置在巷道周边，爆破后即可形成所需的巷道断面形状和尺寸。平巷掘进一般采用硝按类炸药，导火线起爆法。每个炮眼的总装药长度约为眼深的5/33/2，掏槽眼装药量比其他炮眼多15-20。 为了减少巷道表面凹凸不平的现象、减小对围岩的破坏、达到较光滑地接近设计要求断面，近年来出现了光面爆破等控制爆破技术，其基本特点是密集地布置周边眼，减

22、少周边眼装药量，以及严格控制周边眼的起爆等。 图3-11 平巷掘进炮眼排列及各种炮眼的作用 炮眼排列及各种炮眼的名称；13掏槽眼；47辅助眼；816周边眼；b各种炮眼的作用（2）通风：爆破后必须及时的进行通风，以便排除掘进工作面的有害气体及粉尘。通风时间一般应在20分钟以。目前，广泛使用轴流式局部扇风机来完成掘进工作面的通风工作，局部扇风机通风方式如图3一12所示。（3）装岩：装岩就是将爆破下来的大量碎石装入运输容器，以便运出巷道。装岩是一项繁重和费时的工序，占掘进总循环时间的3550左右，因此提高装岩机械化水平对提高掘进速度有重要意义。平巷掘进中，目前使用较多的装载设备是铲斗后卸式装岩机和矿

23、车。如图3-13所示，装岩机以压气或电为动力。当装岩机向前运动时，铲斗插入岩堆铲取岩石，铲满后提升铲斗，并使它向后翻转，将岩石倒入装岩机后面的矿车，然后使铲斗下落，再次铲装。当矿车装满后，必须将重车及时的调走，空车及时的调进来，以继续装岩，这个工作就是调车。双轨巷道调车比较容易，单轨巷道调车比较困难。单轨巷道调车方法如图3-14所示，图3-14a用于断面较大的单轨巷道，图3-14b用于断面较小的单轨巷道。 调车相当麻烦和费时，使装岩机每装一车就要暂时停止工作，影响装岩效率。近年来出现了一些解决平巷掘进调车问题的设备，如斗式机、梭式矿车等。它们都可保证装岩机连续装岩，直至装完一次爆破下来的全部岩

24、石。 图3-12 局部通风方式示意图 a-压入式；b抽出式；c混合式；1扇风机；2风筒 图3-13 装岩机装岩示意图 1-矿车；2铲斗卸载位置；3装岩机；4铲斗装岩位置 斗式机如图315所示，斗车在装岩位置时，装岩机将碎石装人斗车，装满斗车后，升降气缸将托台和斗车升至运行位置，斗车的风动马达推动斗车在矿车上向后运行，运行至预定卸载的矿车上，打开斗车底部的扇形门，将碎石卸人矿车中，然后返回托台，降至斗车装岩位置。斗车卸载顺序是从最远的一个矿车起，依次装满每个矿车。为保证装岩机能连续装岩，装岩机和列车之间应有两台斗式机，一台供装岩机装岩，另一台向矿车卸载。 图3-14 单轨巷道调车方法示意图 a-

25、浮放双轨错车道岔调车；b错车道调车 梭式矿车是一种底部装有运输机的大容积矿车，如图3-16所示。它通过运输机的移动使梭式矿车逐渐装满。当一次爆破下来的岩石量大时，可将几十梭式矿车组合成列车，以装完全部岩石。 在平巷掘进机械化作业线中，装载设备有装岩机、斗式机，列车；或装岩机，梭式矿车等。此外，也可用轮胎式自行设备，如能完成装，运，卸三项作业的装运机，铲运机等.（4）支护：支护是指在巷道安设支架。支架有临时支架和永久支架两种。永久支架的架设可以落后于掘进工作面一定距离但又与掘进工作平行作业，也可以在掘进工作结束后再架设。只有极不稳固的岩石，随掘进工作的进行，才必须安设临时支架，以保证掘进工作安全

26、而正常的进行。掘进完毕后，再把临时支架换成永久支架。 如前所述，巷道是否需要进行支护工作，以及用那种支架来支护巷道，主要取决于围岩的稳固性及使用年限的长短。 图3-15 斗式机示意图1-斗车运行方向；2斗车运行初始位置；3时托台位置；4装岩时斗车位置；5装岩时托台位置；6车架；7升降气缸 图3-16梭式矿车示意图1-活动人字形板；2随运输机运动的装载板；3矿岩移动方向；4装岩机;5转动链轮；6链板运输机 二、天井掘进与支护 天井的断面形状和尺寸，主要取决于天井的用途和格间数目。断面形状通常为矩形（图3-17）溜矿井和通风井采用圆形。圆形天井直径一般为2米左右；矩形天井常以梯子间的长度作为天井断

27、面的短边，一般为1 520米，矩形天井的长边按格间数目、排列及大小来确定，一般为2 02 5米左右。梯子间尺寸按保安规程的要求确定，放矿间的最短边应大于所放矿岩最大块度的三倍，提升间应保证材料设备顺利通过。 图3-17矩形天井横断面及支架 a-横撑支护；b密集井框支护目前国天井掘进多采用普通掘进法和吊罐掘进法。少数矿山还采用在天井全断面钻凿若干个贯穿天井全高的深孔，自下而上逐次分段爆破的深孔法。 1普通掘进法 普通掘进法是从下而上架设梯子和工作平台，在工作台上进行凿岩爆破工作以掘进天井的一种施工方法。如图3-18所示，工作台是在横撑支柱上铺以厚35厘米的木板构成。工作台距工作面1.52.0米。

28、 天井掘进主要工序仍为凿岩爆破，通风，装岩及支护等。 凿岩和装药工作在工作台上进行。凿岩爆破作业爆破工作基本与平巷掘进相同，但由于是从下向上掘进，以及工作空间和联络等限制。具有以下特点： 用YS-45型等伸缩式凿岩机钻凿上向眼，每个炮眼均需一组钎子（钎子组）来钻凿。（2）采用电雷管起爆法或电阻丝灼热导火线起爆法。 (3）爆破前必须在梯子间和提升间顶部架设倾斜的落矿台，以防止梯子间被损坏，并使崩落的矿岩借自重溜人放矿间。 由于爆破产生的有害气体比空气轻、天井又是自下而上的掘进，因此天井掘进时通风非常困难，需要的通风时间也较长，必须采用机械通风、通风方式常为抽出式。 图3-18 普通掘进法掘进天井

29、示意图 1-放矿格；2梯子格；3提升格；4落矿台；5溜子口；6矿车 装岩工作较简单，爆破下来的矿岩借自重落人放矿间，然后由溜子口装入矿车。放矿间可暂时储弃部分碎石，因此装岩工作不影响凿岩工作的进行。 随着工作面的推进，必须及时进行支护，以便架设梯子和工作平台，为下一个循环作准备。矩形天井的支架型式主要取决于围岩的稳固性。围岩稳固时用横撑支护，如图3一17a；围岩不稳固时采用密集井框支架，如图3一17b。 普通掘进法掘进速度慢、劳动强度大、通风困难、材料消耗多、工作安全性差，因此多用在缺乏设备、围岩不稳或短天井掘进中。在一般条件下，目前已比较普遍地采用吊罐掘进法。 2吊罐掘进法 如图3一19所示

30、，吊罐法是在天井全高上沿中心线先钻一直径100150毫米的钻孔，在天井上部水平安设游动绞车、通过中央钻孔用钢丝绳沿天井升降吊罐。吊罐是凿岩、装药的工作台，也是升降人员、设备工具等的提升容器。爆破前将吊罐下放至下部水平、距天井口45米处即可。 吊罐法的掘进工序与普通法基本相同，但有如下特点：（l）由于中心钻孔的存在、改善了通风条件，缩短了通风时间 图3-19 吊罐法掘进天井示意图 1-游动绞车；2折叠式吊罐；3装岩机；4矿车（2）爆破下来的矿岩借自重落至下部水平巷道底板上，然后用装岩机装人矿车；（3）不架设梯子、工作台等。 三、竖井掘进与支护 竖井断面形状和尺寸的确定原则与平巷大致相同。岩石比较

31、稳固，断面面积和深度不大，服务年限不长时，采用矩形断面，木材支架；此外则多采用圆形断面，混凝土支架。竖井断面形状及支护型式如图3-20所示。竖井断面尺寸主要取决于提升容器的数目及规格，梯子间和管子间的大小，各格间的布置方式等，此外还应满足通风的要求。 竖井掘进包括准备工作、表土施工和基岩掘进。准备工作主要为修筑道路、平整场地、修建临时建筑物和临时井架，安装掘进所需的压气、通风、提升、排水等设备以及材料、设备准备等。表土施工即挖掘井筒所穿过的那部分表土。随着表土的挖掘，必须安设临时支架。表土挖掘完毕达到基岩后，即应砌筑永久支架。 图3-20 竖井断面形状及支护型式 a-矩形断面木材支护；b圆形断

32、面混凝土支护 基岩掘进包括凿岩爆破、通风、装岩、提升岩石、排水和支护等工序。它是竖井掘进最基本的掘进工作，如图3-21所示。由于竖井是垂直向下掘进、凿岩爆破工作有如下特点：1用01-30型或Y T-25型等凿岩机钻凿下向眼，圆形断面时，炮眼呈同心圆状排列。为提高凿岩机械化水平，可用带有环形或伞形钻架的凿岩机组凿岩。2井筒涌水较大时，用胶质炸药或用采取了防水措施的硝铵类炸药。 图3-21 竖井基岩掘进示意图1-排水管；2风筒；3压气管；4永久支架；5吊盘；6临时支架；7抓岩机；8吊桶；9吊泵 3采用电雷管起爆法。 竖井掘进通风比较容易，通风时间一般1530分钟，常用局部扇风机进行压入式通风。装岩

33、工作比较繁重，一般用抓岩机把碎石装入吊桶，装满后由绞车提升至地表。工作面的积水利用吊桶或吊泵排至地表。每次爆破的岩石装完后，为防止井璧岩石塌落，应及时进行临时支护，临时支架一般为金属支架，当井筒掘进一定距离后（几十米深），就从下向上砌筑永久支架，并逐渐拆除临时支架。永久支架常用木材支架和混凝土支架。砌筑永久支架的工作在专门的吊盘上进行，吊盘是悬吊在井筒中的工作台，它由地面低速绞车升降。吊盘上有通过吊桶和吊泵等的孔洞。 四 钻进法简介 以上介绍的井巷掘进方法均为凿岩爆破掘进法，它存在着工序多，劳动组织复杂，安全性差，劳动强度大，难于实现掘进全面机械化以及产生大量有害气体和粉尘等缺点。为加速矿山建

34、设，提高掘进机械化水平，克服凿岩爆破掘进法的缺点，近年来出现了回转机械钻进法。 回转机械钻进法是利用井巷钻进设备来开掘巷道。井巷钻进设备主要有平巷联合掘进机，天井钻机和, 竖, 井钻机。它们一般都可以连续地进行破岩和装载（或提升）两个主要工序。 井巷钻进设备破岩是利用钻头的回转，靠钻头上的刀齿不断切削岩石。装载与井巷钻进设备的类型有关。平巷联合掘进机是靠勺斗不断捞取岩扮和碎石卸到运输机上运出，天井钻机一般多采用先钻导向孔然后自下而上扩孔的钻进技术，此时碎石岩粉靠自重落至下部水平，再进行装运；竖井钻机是以上向下钻进，岩屑的清理，比较困难，采用泥浆循环、风力或液压管路运输以及勺斗提升等方法将岩屑运至地面。 钻进法完全取消了凿岩爆破工序，使破岩、装岩（或提升）平行作业，实现了掘进工作的全面机械化、安全、劳动条件好、掘进速度快、节省劳动力、管理方便、井巷周壁规整光滑易于维护，因此，钻进法是有发展前途的井巷掘进方法。目前，天井钻进法的应用日益增多；竖井钻进法尚未推广，主要原因是在硬岩中钻进深度超过300米时，一般还限于直径在3米以，同时竖井钻进法还存在造价高，耗电多，运搬困难，井筒较易偏斜等缺点，因此正致力于改进和完善；平巷钻进法在矿山的应用还处于试验研究阶段。