天井掘進

天井掘進

近年來,隨著採礦工藝的改進以及各種柴油驅動設備在井下的推廣使用,天井的用途和名目也不斷增多,如局部通風天井、切割天井、充填料溜放天井、道碴溜放天井、大斷面井筒的超前天井等等。據統計,天井掘進量往往占地下開採礦山井巷總掘進量的1/3〔”,有的礦山甚至占采準切割工作量的45%。 由於天井掘進斷面比較狹小,工作條件惡劣,工人經常受到淋水、炮煙、粉塵和落石的危害。 天井(包括溜井)主要用於溜礦、行人、運料、通風、充填、探礦等(見礦山井巷)。斷面為圓形(直徑一般為 1.2~2m),方形或矩形(斷面為1.5m×1.5m~2.5m×2.5m),高度一般30~60m,最高達幾百米。

五種方法

普通法

一般用於掘進高度小於 60m的天井。人工搭橫撐、架梯子、鋪平台,進行鑿岩爆破。本法工序複雜,通風條件不良,作業安全性差,成本高,勞動強度大,材料消耗多,掘進速度慢;但在斷層多,礦脈變化大的不穩定岩層中掘進,仍是有效的方法。

吊罐法

沿天井全高鑽一中心孔,孔徑100~110mm。在上一水平安裝卷揚設備,鋼繩穿過中心孔與吊罐掛接,在吊罐上完成鑿岩裝藥作業後,下放吊罐,再進行爆破;在下水平一般用裝岩機出渣。本法適用於穩定與較穩定的岩層,掘進高度可達百餘米,其優點是掘進速度快、效率高、木材消耗少、作業條件較好;但鑽孔偏斜較難控制。

爬罐法

1957年在瑞典研製成功。爬罐沿導軌上升到工作面,工人在爬罐的鑽眼平台上進行作業,爆破時將爬罐下放到下部平巷內(見圖)。爬罐用帶齒輪的發動機升降,齒輪沿帶齒條的導軌移動。掘進高度小於200m時用壓氣驅動,200~900m時用電力驅動,大於900m時用液壓驅動。爬罐法掘進速度快,工效高。挪威某天井高980m,傾角45°,斷面5.8~6.6m2,用736個工掘成,最高日進32m,工效達4.25~4.84m3。本法適用於穩定岩層,可掘進傾斜和急傾斜的高天井、盲天井,安全條件好;缺點是設備較複雜,初期投資大,輔助時間長,操作技術要求較高。

深孔爆破法

用深孔鑽機在天井斷面內鑽鑿一組平行炮孔,從上水平裝藥,自下而上分段(2~5m)爆破。高度 10m左右時也可一次爆破成井。分段爆破又分平行中空眼爆破法和漏斗爆破法,中國目前多用前一種。該法可增加爆破段高度,減少輔助作業時間。深孔爆破法優點是工人不進入工作面,作業條件好,木材消耗少,適用於無破碎帶較穩定岩層。缺點是鑽孔偏斜難以控制。

天井鑽機法

用天井鑽機(也稱反井鑽機)鑽鑿成井。根據鑽機安裝的位置不同,分向上擴孔和向下擴孔兩種鑽進方法,通常採用前者,即沿天井中心線從上向下鑽超前導孔與天井下面巷道貫通,再換擴孔鑽頭自下向上擴孔成井。破碎的岩渣自重下落,無需洗井設備。鑽機結構緊湊,破岩比能消耗小,鑽速快,效率高,井壁平滑穩定。

鑽機型號

20世紀70年代以來,各國用鑽機鑽天(反)井者日益增多。中國有TYZ-10000型牙輪鑽機,中國還研製其他類型鑽機;美國有羅賓斯(Robbins)公司生產的83R型反井鑽機;聯邦德國有維爾特(Wirth GmbH)生產的HG系列鑽機。

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