井巷工程教案第06章立井井筒基巖施工

1、第六章第六章立井井筒基巖施工立井井筒基巖施工立井井筒基巖施工是指在表土層或風(fēng)化巖層以下的井筒施工，根據(jù)井筒所穿過的巖層的性質(zhì)，目前主要以采用鉆眼爆破法施工為主。根據(jù)井筒掘砌作業(yè)方式的不同，井筒鉆眼爆破法的主要施工工序包括鉆眼爆破、抓巖提升、卸矸排矸和砌壁支護(hù)等。近幾年來，我國立井井筒基巖施工機(jī)械化水平有了很大的提高。以深孔光爆、設(shè)備大型化、支護(hù)機(jī)械化和注漿堵水打干井為主要內(nèi)容的鑿井技術(shù)有了長足的發(fā)展。使我國立井井筒施工出現(xiàn)了一個(gè)嶄新的面

2、貌，為加快建井速度，改善勞動(dòng)條件，提高工效提供了可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保證。第一第一節(jié)鉆眼爆破眼爆破在立井基巖掘進(jìn)中，鉆眼爆破工作是一項(xiàng)主要工序，約占整個(gè)掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的20~30％。鉆眼爆破的效果直接影響其它工序及井筒施工速度、工程成本，必須予以足夠的重視。為提高爆破效果，應(yīng)根據(jù)巖層的具體條件，正確選擇鉆眼設(shè)備和爆破器材，合理確定爆破參數(shù)，以及采用先進(jìn)的操作技術(shù)。一、鉆眼工作一、鉆眼工作在整個(gè)鉆眼爆破工作中，鉆眼所占的工時(shí)最長。加快鉆眼速

3、度、加大眼深、提高眼孔質(zhì)量，以及提高鉆眼的機(jī)械化程度為其主要發(fā)展方向。為適應(yīng)立井施工的要求，鑿巖機(jī)應(yīng)具有鉆速高、扭矩大、適應(yīng)性強(qiáng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的特點(diǎn)。(一)鉆眼機(jī)具的眼機(jī)具的選擇選擇1.鑿巖機(jī)20世紀(jì)50年代初，我國研制了YT30型鑿巖機(jī)，是當(dāng)時(shí)立井掘進(jìn)的主要機(jī)具。60年代末，我國先后引進(jìn)了日本古河廠的322D型、日本東洋廠的TY76LD型、瑞典阿特拉斯的BBD90型、芬蘭塔母佩勒廠的K90型等風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。70年代初，我國又研制成功中頻的Y

4、T23（7655）型、YT24型、高頻的YTP26型等新型鑿巖機(jī)，取代了YT30型。并和研制成功的環(huán)形鉆架配套，使立井鉆眼深度達(dá)到2～2.5m。70年代末，外回轉(zhuǎn)重型鑿巖機(jī)如YGZ70型，已成為我國傘型鉆架的主要配套機(jī)型。使立井的鉆眼深度可達(dá)到3～4m。到80年代末已在我國的主要礦區(qū)的立井施工中廣泛使用并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。液壓鑿巖機(jī)的出現(xiàn)，顯示了它獨(dú)特的優(yōu)越性能。我國在吸取了國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，已由湘江風(fēng)動(dòng)工具廠研制成功了YYG9

5、0型液壓鑿巖機(jī)，為我國的立井掘進(jìn)鉆孔提供了較先進(jìn)的設(shè)備。立井基巖施工采用手持式鑿巖機(jī)，由于裝備簡單，易于操作，目前仍被廣泛采用，在軟巖和中硬巖中，用它鉆鑿眼徑為39～46mm，眼深為2m左右的炮眼效果較好，如加大加深眼孔，鉆速將顯著降低。為縮短每循環(huán)的鉆眼時(shí)間，可增加鑿巖機(jī)同時(shí)作用臺(tái)數(shù)，一般工作面每2～4m2布置一臺(tái)。手持式鑿巖機(jī)打眼速度慢（每臺(tái)約3～4mh），勞動(dòng)強(qiáng)度大，眼孔質(zhì)量較難掌握，特別在硬巖中大深眼更為困難，故它只適用于斷面較

6、小，巖石不很堅(jiān)硬的淺眼施工，難以滿足深孔爆破和快速施工的需要。2.傘形鉆架傘形鉆架是由鉆架和重型高頻鑿巖機(jī)組成的風(fēng)液聯(lián)動(dòng)導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)具。由于它具有結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)靈活、鉆眼速度快的優(yōu)點(diǎn)，目前已成為我國立井中深孔爆破的主要鉆眼設(shè)備。引進(jìn)的有日本的古河四臂、六臂和德國的六臂、九臂等機(jī)型，我國自行研制并應(yīng)用較傘形鉆架的鑿巖機(jī)必須配用高強(qiáng)度合金鋼釬桿，我國YGZ70型鑿巖機(jī)所配制的中空硅錳鉬釬鋼（ZK55SiMnMo），使用效果良好。采用這種鑿巖

7、機(jī)時(shí)，眼深一般不大于一次推進(jìn)行程。當(dāng)鉆鑿更深的炮眼時(shí)，也可以采用套釬或用絲扣接長鉆桿。選用傘鉆打眼，應(yīng)注意井口應(yīng)留出傘鉆吊運(yùn)空間和安設(shè)移位裝置；打眼時(shí)傘鉆應(yīng)始終吊掛在鉤頭或吊盤上，以防支撐臂偶然失靈使鉆架傾倒。利用傘鉆打眼時(shí)，傘鉆的架設(shè)、收攏和提放等工序均要占用工時(shí)。但它機(jī)械化程度高、鉆速快、一次行程大，鉆眼工序的總時(shí)間可縮短，對深孔爆破尤為適用，目前已在我國立井井筒施工中得到了普遍的推廣應(yīng)用。今后，應(yīng)重點(diǎn)解決鑿巖機(jī)的噪音問題，積極配用

8、液壓鑿巖機(jī)，進(jìn)一步提高鉆眼效率和推進(jìn)行程。(二)供風(fēng)和供水和供水在鉆眼工作時(shí)，傘鉆和鑿巖機(jī)的壓風(fēng)和水的供應(yīng)是通過并列吊掛在井內(nèi)的壓風(fēng)管（φ150mm鋼管）和供水管（φ50mm鋼管）由地面送至吊盤上方，然后經(jīng)三通、高壓軟管、分風(fēng)（水）器和膠皮軟管將風(fēng)、水引入各風(fēng)動(dòng)機(jī)具。工作面的軟管與分風(fēng)（水）器，均用鋼絲繩懸吊于吊盤上的氣動(dòng)機(jī)上，放炮時(shí)提至安全高度。當(dāng)采用手持式鑿巖機(jī)打眼時(shí)，為減少工作面風(fēng)（水）管線之間及其與井內(nèi)其它設(shè)備間的干擾，可將風(fēng)（

9、水）和自動(dòng)注油系統(tǒng)組合在一起制作成風(fēng)水籠，由風(fēng)水籠向各鑿巖機(jī)供應(yīng)風(fēng)、水、油。當(dāng)采用傘鉆打眼時(shí)，可由供風(fēng)（水）系統(tǒng)干管末端引出軟管，直接與鉆架上的風(fēng)（水）干管相接，然后分配給各鑿巖機(jī)。鑿巖機(jī)要求供水壓力一般不超過0.3～0.5MPa，當(dāng)井深超過50m時(shí)，應(yīng)設(shè)置降壓閥或其它降壓裝置。二、爆破工作二、爆破工作爆破工作主要包括爆破器材的選擇和爆破參數(shù)的確定，并編制爆破圖表和說明書。(一)爆破器材的爆破器材的選擇選擇立井井筒掘進(jìn)時(shí)的爆破器材選擇主

10、要是炸藥和雷管的選擇。炸藥主要根據(jù)巖石的性質(zhì)、井筒涌水量、瓦斯和炮眼深度等因素來進(jìn)行選定。而雷管目前主要采用8號(hào)電雷管。我國立井井筒爆破用炸藥主要有銨梯炸藥和膠質(zhì)炸藥兩大類。銨梯炸藥，其主要成分是硝酸銨、梯恩梯和木粉。其成本較低、使用較安全，但因硝酸銨具有較強(qiáng)的吸濕性，所以抗水性較差。只用于淺孔無水、無瓦斯巖層或光面爆破的周邊眼中。常用的2號(hào)及4號(hào)巖石銨梯炸藥，標(biāo)準(zhǔn)直徑分別為φ32mm、φ35mm和φ38mm，重量為100g、150g和

11、200g三種。光面爆破應(yīng)改裝成細(xì)藥卷（如φ25mm），使用時(shí)藥卷外面應(yīng)包有臘紙或塑料袋。為了能夠在有水的情況下應(yīng)用，在該炸藥中加入瀝青、石蠟等憎水劑；為了提高炸藥的爆炸性能和爆破效率，可采用抗水銨梯黑、銨梯鋁等高威力炸藥。膠質(zhì)炸藥，是以硝化甘油為主要成分。具有密度大、可塑性好、抗水性能強(qiáng)和威力高的優(yōu)點(diǎn)，但是它的感度較高，使用安全性能較差，成本較高。目前我國立井井筒施工普遍采用水膠炸藥，這是一種由氧化劑水溶液為載體加入膠結(jié)劑、膠聯(lián)劑、可燃