巷道掘进与支护.docx

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巷道掘进与支护

第六章巷道掘进与支护

第一节巷道掘进施工方法

一、岩石平巷掘进

目前，岩石平巷掘进，仍以钻眼爆破为主。

因此，钻眼爆破工作的好坏，直接影

响巷道的

掘进质量、速度、工效和成本。

正确合理的钻眼爆破工作，应当满足下列要求。

（1）炮眼利用率高，爆破材料消耗少；

（2不超挖、不欠挖，巷道断面符合设计要求，以利支护；

（3）爆破岩块适中，以利装岩。

岩巷掘进的主要工序：

钻眼、爆破、装岩、运输、通风、支护等。

一、钻眼工作

钻眼工作的好坏，直接影响爆破效果、循环进尺和巷道工程质量。

所以必须严格按照爆破图表进行钻眼，特别要注意巷道的掘进方向和坡度。

1、钻眼准备

为了安全，钻眼前必须检查顶帮浮石、靠近工作面的支架；同时要检查凿岩机并加足润滑油；备齐钎子和钎头，并检查钎子中心孔是否畅通；检查压气管和水管是否损漏，气压、水压是否满足要求。

2、多凿岩机作业

岩巷掘进中，钻眼工作占用整个循环时间30-40%为了缩短钻眼时间，提高掘进速度，采用多台凿岩机同时作业。

每台凿岩机所占工作面的面积，根据岩石硬度一般为1.0-2.0m2多凿岩机作业时，工作面气管、水管多，人多，设备多，为避免互相干扰，可采取下列措施：

（1）两路供气、供水如图所示，

图；工作面气、水管布置

1）供水干管（巾25-50mm；2）胶皮集中水管（巾50mm；,3）胶皮集中压气管（巾38-50mm；

4）分水器（巾100mm；5）分气器（巾150mm；6）胶皮小水管（巾12mm；7）水管接头；8）胶皮小气管（巾18-25mm；9）压气干管（巾100-150mm）；

在距工作面40-60m处，在供气干管末端安上一个三通接头，接上两条直径38-50mm的胶管作为集中供气管；在供水干管的末端，以同样方法用两根直径25mm的胶管作为集中供水管。

这样就使气、水管分两路，分别由巷道底板两侧送到距工作面4-6m处，而后将多接头的分气器和分水器，分别接在巷道两侧的胶皮气、水管上。

在分气器和分

水器上，分别用直径25mr和12.5mm长4-6m的胶皮风、水管与凿岩机连接。

凿岩

结束

后，可在分气、分水器上将小的气、水胶管卸下，连同凿岩机一同撤出工作面，待放炮结束后，再在分气、分水器上接上小的气、水胶管，很快就可进行钻眼工作。

2）定岗位、分区作业

为了避免钻眼混乱，根据实践经验，应采用定人、定凿岩机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制。

以巷道工作面为中线，把工作面分为左右两部分，每部分基本沿垂直方向再划分打眼区。

每个区内的炮眼大致相等，由一台凿岩机钻眼（图&）%）。

这样可以避免凿眼机左右移动，又利于工人熟悉炮位、眼深。

图垂直分区凿眼作业图

——毗钻眼区编号

1、2••••3——炮眼编号

（二）定向工作

为了掌握巷道的掘进方向和坡度，正确布置炮位，钻眼前首先应将巷道的中线和腰线引

到工作面上，然后根据巷道中线定出各炮眼的位置，并标出在工作面上，即可开始钻眼。

为

了保证炮眼方位，最好以巷道中线为基准，先打好一个正中顶眼或掏糟中心眼，并在该眼中

插入长炮棍作为其他炮眼钻进时定向标志。

巷道中线一般多用“三点延线法”进行延长（图）

三点延线定向法

利用巷道顶板上的中心标，在距工

作面较近的标桩1、2上各挂一垂球，d人在工作面中线附近放一盏矿灯，另一人站在1点后

面目测出第三点矿灯的位置，使三点位于同一直线上，这样中线便延长到工作面上。

巷道坡度用腰线来控制。

通常腰线点设在巷道无水沟一侧的墙上或支架立柱上，其咼

度距轨面im可用倾斜仪挂在腰线上来延长腰线（图）

巷道腰线的测定

近年来，研制了激光指向仪，操作简便、定向准确、省时。

施工时，先将激光指向仪固定在巷道要板的中心线某点上，然后在指向仪的前方顶板上

再设两个中线点，并引下垂线，如图所示。

激光指向仪定向示意图

指向仪安好后，进行对中、整平、点燃激光管，调整微动螺旋，使光束中心照准前方的垂线直至重合。

这样就可利用激光指向仪射出的红色可见光束在工作面上形成一个强光点，来确定地位和掘进方向，随着巷道的延长，仪器安装位置距工作面较远时，则应将指向仪移近工作面，重新用经纬仪增点安装，并重新校正光束方向。

根据目前激光指向仪的精度，一次最大射程在400-500m为好。

否则随着射程增大，光

斑直径增大，能见度减弱，影响定向精度。

（三）炮限定位

正确炮眼是爆破成败的关键之一，尤其是光面爆破周边眼的定位。

为了能正确迅速的根据爆破设计将炮位定到工作面上，可采用南京特种灯泡厂生产的TY-A型钻眼布孔仪。

这种布孔仪为隔爆型，最大布孔巷道断面：

圆形为18n2;半圆拱

为12n2,。

布孔仪到工作面的距离（象距）为8m＞可调角度：

水平为180°;垂直为45°。

这种仪器是根据光学放大投影原理设计的，它把缩小在薄铝质布孔板上的炮眼布置图，经过放大，准确清晰地投影到掘进工作面上。

布孔板为厚0.5-1mm外径6m的铝板。

制作时先根据炮眼布置图按1:

133比例

缩小

在铝板上划线，但缩小后的炮眼布置不得超过直径36mm的圆面；然后用直径0.3-0.5的钻头，在铝板上划线走出的眼位处钻出孔眼即可。

仪器在下井使用前，应先在地面室内距墙2m处进行检查调试，如墙上出现直径约60m的黑斑，即说明仪器正常可用，否则应打开仪器，调整灯泡位置，直到出现60m的黑斑为止。

使用时，先将仪器在三角架上固定好，再将它安置在距工作面约8m处，如

选用的放大倍数K值不等于133，则仪器距工作面的距离V就不等于8m，可按V=f（1+k）进行计算，式中f为仪器的焦距60mm接通电源，将开关旋到“开”的位置，此时炮位就投影到工作面上；再根据巷道断面来调整仪器的远近、高低及角度，使炮眼布置图中心线上的“定位光点”与激光指向仪的光点重合，同时将炮眼布置图腰线上的两个“定位光点”与巷道腰线重合；用油漆把投影在工作面上的炮位画出后，即关闭电源撤出仪器，按油漆定出的炮位打眼。

（四）工作面炮眼布置炮眼布置是影响爆破效果的重要因素之一。

影响炮眼布置的主要因素：

岩石性质、巷道断面和形状、炸药性能和炮眼装药量等。

由于地下的地质条件变化很大，工作面的炮眼布置不能一成不变，必须根据具体地质情况进行布置和调整。

工作面的炮眼，按其用途和位置可分为：

掏槽眼、辅助眼和周边眼三类：

1、掏槽眼布置

掏槽眼的作用，首先是把工作面某一部分岩石破碎下来并将它抛出形成空腔，使

工作面

形成第二个自由面，为其余炮眼爆破创造有利条件。

掏槽眼的爆破好坏，是每一循环进尺的关键。

掏眼槽一般位于巷道断面中央靠近底板，这样便于钻眼时掌握方向；并且有利于上部炮眼爆破时岩石借自重而崩落。

如断面中存在软、硬夹层时，则掏槽眼应位于软岩层中。

根据掏槽眼与工作面之间的夹角，可分为：

斜眼掏槽法，其中有单向掏槽、锥形掏槽、楔

形掏槽，直跟掏槽法，其中有平行龟裂掏精、角柱掏槽、菱形掏槽、螺旋掏槽；混合掏槽法，即斜眼和直眼混合掏槽。

（1）斜眼掏槽法

斜眼掏槽法是常见的一种掏槽法，其特点是：

可以充分利用自由面，逐渐扩大爆破范围；掏槽面积较大，适用于大断面巷道。

但其缺点：

炮眼深度受巷道宽度的限制，因此循环进尺受到限制；不利于多凿岩机同时作业。

1）单向掏槽法。

这种方法适用于有明显的松软夹岩（图）均质坚硬岩层很少应用。

单向（扇形）掏槽

2）锥形掏槽法

这种方法掏出的槽腔成锥体形（图），炮眼数一般为3或4个，由于装药量比较集中，爆破效果较好。

但由于炮眼深度受到较大的限制，而且钻眼很不方便。

锥形掏槽

3）楔形掏槽法

这种方法掏出的槽腔成楔形，应用广泛。

坚硬岩石多数情况下采用垂直楔形掏槽（图）掏槽眼数根据断面和岩石性质，一般6-8个。

炮眼与工作面的夹角大致为

65-75。

，槽口宽度根据眼深和夹角，一般1.0.-1.4m，掏槽眼的排距为040.6m

楔形掏槽法

2、直眼掏槽法

这种掏槽法的特点是，所有掏槽眼都垂直于工作面，彼此间距较小，而且保持平行，同时

留有不装药的空眼。

这种掏槽法的炮眼深度不受巷道断面的限制，可以进行深眼爆破；便于机械化钻车打眼。

1）平行龟裂掏槽法

这种掏槽法适应于中硬岩石小断面巷道（图）。

它要所有炮眼底部都要落在同一平面上并彼此保持平行，否则将影响掏槽效果。

由于掏槽面积小，故应用不广泛

平行龟裂掏槽法

2）角柱掏槽法

这种掏槽法的形式很多，掏眼一般都对称布置，适应于中硬岩石，现场应用较多眼深

一般2.0-2.5m，眼距100-300mm（图）

角柱掏槽法

3）菱形掏糟法

这种掏槽法如图所示，中心眼为不装药的空眼，各眼距根据岩石性质，一般a=100-150mmb=170-200mm若岩石坚硬，可采用间距100m的两个中心空眼。

起爆用毫秒雷管分为两段，1.2号眼为一段，3.4号眼为二段。

每眼的装药量为炮眼长的70-80%。

这种掏槽法简单，效果很好。

菱形掏糟法

4）螺旋掏槽法

这种掏槽法是槽眼绕中空眼逐步扩大槽腔，能形成较大的掏槽面积。

它用于中硬以上岩石，掏槽效果良好。

中心空眼最好采用大直径（75-120mm炮孔，掏槽效果更好一般除空眼外，有4个炮眼即可。

采用毫秒雷管起爆顺序按眼号1、2、3、4进行。

螺旋掏槽法

综上所述各种直眼掏槽可知，直眼掏槽的破碎岩石不是以工作面作为主要自由面，而是

以空眼作为主要自由面，因此岩石破碎的方向主要指向空眼。

所以采用直眼掏槽时，应注意

以下各点：

（1）空眼与装药眼之间的距离，一般为空眼直径的2-4倍。

（2）随着炮眼深度和槽腔体积的增加，空眼数应相应增加。

（3）直眼掏增一般都是过量装药，装药系数一般为70-80%。

（4）由于空心眼向往往聚集沼气，所以在有沼气爆炸危险的地区，应慎重使用,并应有周

密的安全措施。

3、辅助眼布置

辅助眼又称崩落眼，是布置在掏槽眼与周边眼之间的炮眼；是大量崩落岩石和刷

大断面的主要炮眼。

辅助眼之间和辅助眼各圈之间的距离，一般均为400-600mm方向基本垂直工作面，要布置比较均匀，使崩下的岩石块度大小和堆集距离，都要便于装岩工作。

4、周边眼布置

周边眼是用来崩落岩石并形成巷道断面的设计轮廓，它是决定于巷造成型的主要因素。

周边眼的间距一般为500-800mm根据岩石硬度，帮眼眼口距岩帮约#''100-200mr帮眼眼底一般伸出巷道轮廓线外100-200mm底眼眼口距底板150mm并需向下倾斜，一般扎到底板标高以下200m左右，以防拉底，便于铺轨。

（五）爆破参数

巷道掘进的爆破参数为：

炸药消耗量、炮眼直径、炮眼深度和炮眼数目。

这些参数的。

正确确定，对于巷道掘进具有重要意义，但至今还没有一套比较完善的计算方法，有些计算方法也只能作为实际中的参考，这主要由于各参数之间的相互

影响以及岩石多变的原因所致，因此，目前多根据经验类比和直接试验来确定各爆破参数。

1、炸药消耗量

炸药消耗量一般以爆破im3实体原岩所需的炸药量（kg/m3）来计算，通常称为炸药单位消耗量或炸药单位用量。

炸药消耗量决定正确与否，将直接影响到岩块的大小、钻眼工作量和装岩工作量、巷道轮廓的整齐和稳定性、炮眼利用率和巷道掘进成本等。

影响炸药消耗量的主要因素：

岩石性质、巷道断面大小、自由面数目、炮眼直径和深度以及炸药性质等等。

一般说来，岩石愈硬、巷道断面愈小、炮眼直径愈小、炮眼愈深、炸药的爆炸性能愈差，炸药消耗量就应增加；反之，炸药消耗量就应减少。

2、炮眼直径

炮眼直径是根据药卷直径确定的。

现在一般都采用直径32-2