导轨式中深孔凿岩机水平落矿在薄矿体中的创新应用

导轨式中深孔凿岩机水平落矿在薄矿体
中的创新应用
摘要：传统的溜矿法至少需有1.2m的人员作业空间，对窄矿脉而言增加了
矿石的贫化。

为解决浅孔留矿法开采窄矿体时存在的贫化大和效率低及上采安全
问题，引进了中深孔水平压矿采矿法；此作业方法不受作业空间限制，可减少矿
石的贫化，提高效率，同时人员无需进入采场，保证作业人员安全。

关键词：导轨式；中深孔凿岩机；水平落矿；薄矿体
一、钻机参数
钻机型号：ZQS-100B，钎杆：50*1000mm，钻头：Ф65mm，钻孔深度：20-
50m，钻孔方向：360°，风压：（0.6-0.8）MPa,水压：（0.8-1）MPa。

二、采场要素
长：30m，宽：矿体厚度≤0.6m时，采幅为0.6-0.8m，矿体厚度大于0.6m
时，采幅为矿体实际厚度，高：40m，倾角80°左右，矿岩稳固。

高密实强度高，施工效率短，综合成本低，水泥用量低，水化热低，体积稳定，减少或免除凿毛等。

三、采准工程布置
1、主要采准工程规格：
脉外巷：2.5m×2.5m；出矿穿：2.2m×2.4m；中央天井：2.7m×1.5m。

现
场辅助设施：现场安装除尘雾炮机，定期对现场进行喷水处理，减少矿区扬尘。

施工方便，无湿作业，无需大型施工机械，无需现场固定设施。

2、采准工程施工顺序及要求
①、脉外巷、出矿穿、中央天井同时施工。

既可实现集中供水，供井下全体人员饮用，又可分散在人员相对集中的区域。

钢级较低，壁厚较大，在满足性能要求的基础上，可大幅度降低勘探开发成本。

②、中央天井脉内布置，采用YT28钻机施工，要求全断面一次成型。

随上掘正规木支护，直至贯通上部中段。

在施工过程中，每次提出的钻碴应由其他施工机械随时运至指定地点。

井下钻机：当钻孔直径小于150毫米时，除使用凿岩机外，还可采用80~150 mm的小直径潜孔钻。

③、上部中段提升设备及钻机安装完毕，釆准工程完成后形成完整的通风系统。

施工不受季节和天气的限制，适用于各类工程，包括新建、抢修工程、饮水工程等。

所有施工必须注意安全第一，文明施工，一切安全隐患和事故均由施工单位（乙方）负责。

四、回采工艺
（一）施工
首先自上而下施工所有炮孔（正规木支护顺路随着凿岩逐步拆除）。

后期装药放炮阶段，采用自下往上分层回采。

炮孔布置水平上仰3°，深度15m，钻头直径50mm,水平炮孔布置采用“之”字型布置。

每排炮孔间距为0.7m。

爆破采用耦合连续装药导爆索+导爆管雷管联合起爆网络，非电导爆管微差起爆系统起爆,利用DBG-3C型远距离击发器引爆。

（二）凿岩
吊罐下放至施工高度后，将吊罐底部的丝杠顶住顺路上下盘从而固定吊罐。

均固定牢靠后，作业人员开始在吊罐中操作改装的ZQS-100B钻机进行凿岩，凿岩过程中使用钻机扶正器避免钻杆跑偏。

钻机就位后，进行系统连接、试运转，确保设备正常运转，各系统运行正常后试运转，各项参数正常后按顺序钻进。

（三）装药爆破
人员和装药器通过绞车下放吊罐至各炮孔高度，人员在吊罐内对炮孔进行装药。

装药采用颗粒状的乳化炸药，耦合连续装药，装药长度14m，炮泥堵塞长度
1m。

每次爆破2排。

爆破采用耦合连续装药导爆索+导爆管雷管联合起爆网络，
非电导爆管微差起爆系统起爆,利用DBG-3C型远距离击发器引爆。

（应着重控制
孔口不装药长度，不装药长度宜1.0~1.5m。

可以第一排1.0m，第二排1.5m或更大，以防止挤压破坏上部未装药炮孔的眉线。

五、经济分析
（一）采矿爆破材料消耗对比：
经相关咨询，爆破效果较好的颗粒炸药（含TNT）9.23元/kg，粒装铵油炸
药5.93元/kg。

乳化炸药：5.33元/kg（省外），5.46元/kg（省内）；导爆索
价格：1.6元/米；导爆管：1-5段：1.65元/个，6-10段1.72元/个。

粗略估计，采矿成本约为35元/吨，运输成本约为50元/吨。

水平中深孔：炸药：孔（排）距0.7米（根据高校研究提供），炮孔总数为114个，单孔装药量计算公式为Q=1/4×πd2×装药密度×L×装药系数（d炮孔
直径为PVC管内径36.8mm,L孔深为14米，装药密度取800kg/m³，装药系数取
0.9），单孔装药量Q为10.71kg，整个采场采矿消耗炸药1221kg。

导爆索：114个×15米=1710米，取1800米
导爆管：114个
PVC管：1710米
合计成本：1221kg×5.93元/kg+1800米×1.6元/米+114个×1.65元/个+20
个（起爆管）×1.72元/个+1710米（PVC管）×5元/米=18893元
经分析，水平中深孔爆破材料消耗成本高的原因主要是增加了导爆索和PVC
管的成本8327元。

其余费用计入管理费用，经计算，单位原矿石采选管理费用
为0.97元/吨。

根据《开发利用方案》，单位原矿石选矿的职工薪酬费为0.58
元/吨，本次评估采用0.58元/吨。

降低贫化率方面
水平中深孔可最大限度控制采幅，例如，回采0.6米窄矿脉时，水平中深孔
可控制在0.6-0.8米采幅，相较于浅孔留矿最小1.2米采幅，极大程度减小了贫化。

通过以上数据分析，连采机月平均单进水平提高了2.5倍，日最高进尺提高
了3.25倍，提高了掘进效率。

（三）安全性方面
浅孔留矿法回采，工人暴露在采场顶板下，凿岩、爆破、平场等作业安全性低。

水平中深孔采矿，工人不用进入采场，安全性大大提高。

经过采出数据分析，水平压矿比浅孔留矿效率提高65%，共需人次少用322人次，贫化率减小41.6%（少采0.5m宽度毛石），同时人员无需进入采场确保了作业安全。

结论：综上所述，钻井施工技术水平的提高对煤矿建设乃至矿山工程建设的
发展具有重要意义，并取得了良好的经济效益和社会效益。

矿山机械的发展也应
坚持可持续发展，坚持自主创新，提高产品质量和技术水平。

在中国工业化发展
的重要历史时期，探矿钻机的技术革新与发展也是至关重要的。

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