井巷凿岩技术与设备
凿岩爆破与井巷掘进
一、凿岩 （二）凿岩设备 1. 冲击式凿岩机：
按动力不同可分为 风动 电动 内燃 液压 按重量不同有 轻型 中型 重型
按工作方式不同则可分 手持式 气腿式 伸缩式 柱架式
• 当钎头在冲击力作用下凿到岩石上时，钎刃便切入其中。 此时，钎刃下方和旁侧的岩石被破坏，形成一条凿沟Ⅰ －Ⅰ • 随后将钎头转动一个角度，再进行下一次冲击，形成凿 沟Ⅱ－ Ⅱ 。如果钎头的冲击力足够大，凿沟之间的扇 形岩体，在凿Ⅱ － Ⅱ凿沟的同时，就会被剪切或震碎。 • 当上述过程不断被重复，钎头便不断凿碎岩石；破碎后 的岩粉不断被压气或压力水排出孔外，即可形成圆形炮 眼。
导爆索起爆法 电雷管起爆法
导 火 索 起 爆 法
三、起爆器材和起爆方法
加工起爆药包
第二章 凿岩爆破与井巷掘进
第一节 凿岩爆破 一、凿岩 二、矿用炸药 三、起爆器材和起爆方法 第二节 矿山井巷工程 第三节 井巷掘进 一、井巷掘进施工特点 二、井巷掘进工序 3
第二节 矿山井巷工程
金属矿床多数都是埋藏在地下。 出露地表或埋藏较浅 露天开采 埋藏较深 地下开采 为了将埋藏较深的金属矿床开采出来，必须从地面到矿床掘进 一系列井巷，使矿段与地面联通起来，这些井巷统称为矿山井 巷。
二、矿用炸药
炸药是一种化合物或混合物。在一定的外能作用下，能够发生高 速的放热反应，物态参数急剧变化，产生大量气体，释放出大量 热能，因而对周围介质产生强烈的机械作用，即所谓爆炸。 有限空间里大量高温气体急剧膨胀对岩石产生破坏。
二、矿用炸药
二、矿用炸药
目前我国矿用炸药主要是硝铵类炸药、硝化甘油炸药和乳
• 钎杆带动钎头做旋转运动、往复运动。达到破岩的目的。
• 2.凿岩台车 • 一种提高凿岩效率，减轻工人劳动强度，实现凿岩操作机械化的 专用设备。在台车上一般都安装有两台或两台以上的凿岩机，分 别叫双机，三机或多机台车
井巷工程：凿岩机钎子
第四章 钻眼机具
第四章 钻眼机具
钎杆：承受活塞冲击力和回转力矩，传递到钎头上去的细 长杆体。
两种：中空六角形和中空圆形。 材料：钎钢。中空8铬、中空55硅锰钢、中空40硅钼钒。 钎尾：承受和传递能量的部位，钎尾规格和淬火硬度对凿 岩速度有很大的影响。 钎肩：六角形钎杆用环行钎肩，圆形钎杆用耳形钎肩。
第四章 钻眼机具
②钎头结构参数指标
刃角：钎头两个刃面夹角，一般90°～120°，多为110°； 隙角：钎头体两侧面夹角，3°，球齿钎头7°； 钎刃：端面为一字型做成曲率为18㎜的弧型，球齿钎头周边 齿向外倾斜30°～35°； 钎头直径：38～43㎜，保证药卷装入炮眼； 排粉沟：布置在钎头顶端和侧面的排出底部岩浆的沟槽。 钎头材料：除硬质合金片外的钎头部分称为钎头体，合金 钢。镶嵌在钎头上的硬质合金为钨钴类合金。炭化钨高硬 度、高耐磨性、高抗压强度，钴韧性好。
第四章 钻眼机具
三、凿岩机钎子 钻眼工具是安装在钻眼机械上用以破碎岩石的工具，
在凿岩机上使用的叫钎子。 两种：组合钎子和整体钎子
(a)组合钎子 1-钎头；2-钎梢；3-钎身；4-钎肩；5-钎尾；6-中心水孔
(b)整体钎子 1-钎头；2-Байду номын сангаас杆；3-钎肩；4-钎尾
第四章 钻眼机具
①钎头：钎头形状,一字型、十字型和球齿钎头。
项目二 凿岩爆破技术
D
一字形
十字形
球齿形
(一)钎头
• ②性能参数 • 刃角一般为900-1100之间 ；刃弧高度为45mm ；隙角一般为 3 0 左右，隙角的作用 是减小钎头与眼壁之间的摩擦；起始刃 宽0.5mm-1mm之间。 • ③钎头的规格 • 地质勘探中常用钎头的直径为 36-42mm 。
(一)钎头
• 3、钎头的材质
• 修磨的砂轮最好采用绿色碳化硅，粒度为36—46目，线速度为
12--15m/s，修磨应采用湿磨。
(二)钎杆
• 它包括钎杆、钎肩、钎尾、钎销。 • 钎杆的材质为钎钢。
• 钎杆破损：在凿岩过程中，钎杆的损坏形式较多，如钎尾的堆
项与炸顶、钎肩磨损以及折断。钎杆折断是钎杆的主要破坏形 式。 • 钎杆折断的类型：钎杆折断按其性状可分为疲劳折断和脆性折 断两种。
• 专用的有点火筒、铁皮三通、电点火头
3、评价
• 火雷管起爆法最简单，成本最低
• 用于简单起爆，起爆要求不高的爆破，如民采小矿山、
工程施工工地、二次爆破等
• 缺点：
– 必须在现场点火起爆，安全性差
– 可控性差，不能实现微差起爆
– 导火索燃烧时烟气量大，污染环境
• 现在正规爆破少用
电雷管起爆法
1、瞬发电雷管
评价
• 秒延期电雷管用得不多，相邻炮孔间不能 用秒延期电雷管，只有互无干扰的爆区或 排孔间可以用 • 段别少，不同段的雷管颜色不同，长短也 不同，容易区别
二、什么是爆破
• 爆破是利用炸药在爆炸瞬间释放出的巨大能 量，加快工程进度的一种技术。 • 爆破也是一门比较复杂的边缘学科。随着科 学技术的进步、国民经济的发展的需求，爆
破技术有了很大发展。
三、爆破技术的主要应用
井巷工程施工机械有哪些
井巷工程施工机械有哪些1.挖掘机挖掘机是井巷工程中最常见的机械设备之一，主要用于挖土、平整地面和移动材料。
根据工程需要，挖掘机可以分为轮式挖掘机和履带挖掘机两种类型。
轮式挖掘机适用于较平坦的场地，而履带挖掘机具有更好的通过能力，适用于复杂地形。
挖掘机的斗容量和功率大小不同，可以满足各种工程需求。
2.钻机钻机也是井巷工程中常用的设备之一，主要用于钻孔和挖掘深井。
钻机根据钻孔深度和岩石硬度的不同，可分为手持钻机、坚硬岩石钻机和深孔钻机等不同类型。
钻机通常配备有各种钻头，可以满足不同工程的需求。
3.打桩机打桩机是井巷工程中用于打桩和固定地基的机械设备，主要包括静压桩机、动压桩机和旋挖钻机等。
静压桩机适用于普通土层和软土层，动压桩机适用于大桩径和深孔打桩，旋挖钻机适用于现浇桩和钢筋混凝土桩。
打桩机可根据需要选择不同类型和规格的打桩头，提高施工效率和质量。
4.混凝土搅拌机混凝土搅拌机是井巷工程中用于搅拌混凝土的机械设备，主要包括强制混凝土搅拌机和自倾式混凝土搅拌机两种类型。
强制混凝土搅拌机适用于生产预拌混凝土，自倾式混凝土搅拌机适用于现场搅拌混凝土。
混凝土搅拌机可以根据工程需要调整搅拌时间和转速，保证混凝土质量。
5.运输设备井巷工程中常用的运输设备包括吊车、卡车、叉车和输送带等。
吊车用于吊装各种重型设备和材料，卡车用于运输各种材料和设备，叉车用于搬运重物和装卸货物，输送带用于自动输送各种物料。
运输设备可以提高工程的运输效率和安全性。
总的来说，井巷工程施工机械设备种类繁多，每种设备都有其特定的用途和优势。
在施工过程中，施工单位可以根据工程需求和场地条件选择合适的机械设备，提高施工效率和质量，保证工程顺利进行。
同时，在使用机械设备时，施工单位需要根据相关规定进行维护和保养，确保设备的正常运转和安全性。
井巷工程-2-1-第2章钻眼爆破
（2）机械掘进法
3
钻爆法施工：冲击式（硬岩），旋转式（煤、软岩）
掘进工序：钻眼——装药联线——放炮通风——装岩运输 ——支护 工具设备：凿岩机——炸药——局部扇风机—— 装岩机 ——锚、喷、网、架
煤电钻——雷管、放炮器——风筒—— 矿车电机车、 矿车
浅 孔：深度小于2.5m，直径小于42mm；
教材第58页思考题第2、3、4题
55
电压127v，功率1.2~2.0kW（多为1.2kW），转速2700转/分。 外壳为铝合金铸造，密封防爆。
⑶ 轴推力：人力推顶 。
36
ZM系列矿用隔爆型手持式煤电钻
[适用范围] 本系列煤电钻适用于煤矿井下及其周围介质中有甲 烷、煤尘等爆炸性混合物气体的环境中，在交流50Hz，电压为 127V的供电网络中，在回采及掘进工作面对中硬和硬煤层钻眼之用。 [产品特点] 1、结构紧凑，型式多样，有普通型、强力型、湿式型 等。 2、扭矩大，适合中硬和硬煤层钻眼。
冲击式凿岩是由冲击式凿岩机冲击机构产生的冲击能撞击活塞， 进而撞击钎杆，并以应力波的形式将能量传递给岩石，达到破岩 的目的。
9
（1）首次冲击，在孔底形成凿痕I，钎头转到II位置；
（2）二次冲击，在形成BB凿痕的同时，剪 碎了两个IOII范围内的岩石，这是根据岩石 抗剪强度比抗压强度小（1/8~1/12）得多的原 理；
41
42
二、压缩空气的基本生产过程
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二、空气压缩选型
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四 钻眼工具
一、凿岩机的钎子
1. 整体钎子：
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2. 组合钎子
一字形：速度快、制造和修磨简单、磨损快、易夹钎。 十字形：速度慢、孔圆，制造和修磨复杂，用料多。 ⑴ 钎头 球齿形：硬岩钻眼 材料 钎头体：合金钢，55SiMnMo、40MnMoV。 钎 刃： 钨钴类合金 。
井巷凿岩技术与设备
井巷断面形状和尺寸
不同的井巷断面形状和尺寸对凿岩方法的选择有影响。
施工队伍的技术水平
施工队伍的技术水平决定了能够采用的凿岩方法和设备。
常见凿岩方法比较与优缺点
使用钻机钻孔，然后装药爆破，具有施工速度快、成本低等优点，但噪音大、粉尘多，对围岩扰动大。 钻爆法 使用挖掘机、装载机等机械直接挖掘破碎岩石，适用于软岩和破碎带，但挖掘速度慢，对设备磨损严重。 机械破岩法 利用高压水射流冲击破碎岩石，无粉尘、噪音小，但设备成本高，破岩效率相对较低。 水射流破岩法
操作规程及安全要求
操作人员需经过专业培训，熟悉设备结构、性能及操作规程。 在操作前，应对设备进行检查，确保各部件完好、紧固件无松动。 严格按照操作规程启动、运行和停止设备，避免违规操作引发事故。 在设备运行过程中，应密切关注设备状况，发现异常及时停机检查。
设备维护保养周期和内容
日常维护
每日对设备进行清洁、润滑、紧固等常规维护，保持设备良好状态。
辅助设备及其作用
泥浆泵 空压机 发电机组 钻塔和井架 向钻孔内注入泥浆，起到冷却钻头、携带岩屑和护壁的作用。 为气动钻机提供压缩空气动力。 为液压钻机和电动钻机提供电力。 用于支撑和固定钻机、钻具等设备的钢结构架。
井巷凿岩技术原理与方法
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岩石破碎机理分析
实例一：某矿山开采项目应用情况
该矿山位于山区，地质条件复杂，需要开采多种矿石。
项目背景
采用先进的凿岩设备和技术，如液压凿岩机、深孔钻机等，进行高效、精准的钻孔作业。
凿岩技术应用
提高了开采效率，降低了工人劳动强度，减少了安全隐患，取得了显著的经济效益和社会效益。
应用效果
实例二：某隧道工程应用情况
井巷掘进的主要施工方法模版
井巷掘进的主要施工方法模版井巷掘进是地下工程中常见的一种施工方法，用于开挖井巷和隧道。
本文将介绍井巷掘进的主要施工方法。
一、传统井巷掘进方法1. 钻孔法：通过钻孔设备在地下进行钻孔，然后利用爆破等方式将岩层破坏，再进行挖掘和支护。
这种方法适用于硬岩层。
2. 挖掘法：通过挖掘机等设备进行井巷的挖掘工作。
这种方法适用于软岩层和土层。
3. 隧道掘进机法：利用隧道掘进机进行井巷的开挖工作。
隧道掘进机是一种专门用于隧道掘进的机械设备，具有高效、自动化等优点。
二、新型井巷掘进方法1. 盾构掘进法：盾构机是一种专门用于隧道掘进的设备，通过控制盾构机的推进和开挖部分，实现井巷的开挖工作。
盾构机具有高效、安全等优点，广泛应用于地铁、隧道等项目。
2. 全断面井巷掘进法：全断面井巷掘进法是一种结合了钻孔法和挖掘法的方法。
通过使用全断面开挖机进行井巷的开挖工作，可以实现连续掘进，提高施工效率。
3. 冲击井巷掘进法：冲击井巷掘进法是一种利用冲击波破坏岩层的方法。
通过在井巷前方放置炸药，并引爆炸药，产生冲击波，将岩层破坏，实现井巷的开挖工作。
这种方法适用于硬岩层。
三、井巷掘进的施工步骤1. 前期准备工作：包括确定井巷的位置和线路，制定施工方案，进行地质勘查和水文勘查，准备施工设备和材料等。
2. 施工准备工作：包括搭建施工场地，安装施工设备，进行安全防护等。
3. 井巷开挖工作：根据选定的井巷掘进方法，进行井巷的开挖工作。
具体方法包括钻孔破碎法、挖掘法、盾构法等。
4. 支护工作：根据施工过程中遇到的地质条件，对井巷进行支护工作，保证井巷的稳定和安全。
5. 清理工作：清理井巷内的碎石、泥浆等杂物，保持井巷的通畅。
6. 后期修复工作：根据需要进行井巷的修复和恢复工作。
四、井巷掘进的施工安全措施1. 安全教育：对施工人员进行安全教育和培训，使其具备必要的安全知识和技能。
2. 安全防护：根据施工环境和风险，采取必要的安全防护设施，包括安全帽、安全绳、呼吸器等。
井巷掘进新技术新装备及工艺
2.2 连续采煤机快速掘进技术
（1） 双巷及多巷快速掘进与支护
采用双巷或多巷掘进，掘进与支护平行作业，掘进效率高，掘进速
度快，月进尺1000m以上。
目前主要有两种配套作业线：
作业线1：连续采煤机+锚杆钻车+梭车+ 给料破碎机+带式输送机；
作业线2：连续采煤机+锚杆钻车+ 连续运输系统+带式输送机；
技术特点
（1）实现掘进与支护平行作业； （2）支护工作中增加临时支护工序；
（3）应用较为破碎的巷道顶板条件。
第六页，共110页。
2.2 连续采煤机快速掘进技术
连续采煤机快速掘进技术是近年来我国引进发展 可用于煤巷快速掘进的一种先进工艺技术，是一种 新型的巷道掘进设备，具有巷道掘进速度快、成型
好、掘进工艺简单等优点。 巷道掘进方式主要以双巷和多巷掘进为主。
第八页，共110页。
2.2 连续采煤机快速掘进技术
作业线1：
a、设备
给料破碎机
梭车
铲车
连续采煤机
锚杆钻车
第九页，共110页。
2.2 连续采煤机快速掘进技术 b、工艺与设备布置
技术特点：
①适用于煤层赋存稳定的近水平中厚煤层；
②要求顶板为一般稳定顶板； ③底板要求稳固、平整、无积水； ④每隔60～80m需掘联巷，巷道宽度大于。
（四）工程实践
➢ 巷道进尺： 1月10日～3月12日，700m巷道完工并准确实现贯通，耗 时52天。 平均单进，最高日进尺（ 3月4日）。 综合单进404m/月。
第四十二页，共110页。
三、岩巷快速掘进技术
第二条试验巷道施工情况
➢ 巷道名称：张集矿1415A高抽巷。
第X章 凿岩机械及工具
第X章凿岩机械及工具第一节凿岩机械的类型凿岩机是用来施工钻眼的工具。
它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它工程。
在井巷掘进中采用的凿岩机主要有3种：风动凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机。
目前我矿所用凿岩机主要为风动凿岩机。
风动凿岩机可分为手持式、气腿式、向上式和导轨式4种类型；电动凿岩机可分为手持式、气腿式和向上式3种类型；液压凿岩机可分为支腿式、轻（重）型导轨式3种类型。
风动凿岩机1、风动凿岩机由柄体、气缸、机头、气腿、水管、注油器等部分组成，它们共同构成凿岩机的冲击、转钎、排粉、推进、润滑和操纵机构，这种凿岩机结构简单、维修方便、操作灵活，在岩巷掘进中应用广泛。
风动凿岩机在操作时有用人手扶持的，称为手持式凿岩机；有利于气动支腿的，称为气腿式凿岩机（如图所示）；有利用气动柱架导轨的，称为柱架导轨式凿岩机；也有在一台车架上装有一至数只凿岩机的，称为凿岩台车。
气腿式凿岩机实图内燃式凿岩机实图电动式凿岩机实图手持式凿岩机要有很大的力气扶持，剧烈的振动直接传于人身，使人很容易疲劳，影响健康，目前属于淘汰产品。
气腿式凿岩机是由一气腿代替人力顶着凿岩机工作，从而大大减轻工人的劳动强度。
内燃凿岩机的主要优点是携带方便。
柱架导轨式凿岩机在导轨上行走，钻凿范围有一定限制。
凿岩台车有履带式、轮胎式和轨道式，它们都有专门设计的专用地盘，上面安装一至数只凿岩机，从不同的方向和角度同时进行钻凿工作，大多用在采矿的坑道内和隧道内。
液压凿岩机是近几年来出现的一种新型凿岩机，基本可以分为二种类型：一种是小型手持式，其冲击能量较小，主要是用来代替传统的风镐，大多数与小型挖掘——装载机、液压工程车等配套使用；另一种是大型机载式，这类液压凿岩机大多是以液压挖掘机的反铲作业装置为基础，将反铲斗换装成凿岩机进行工作，由挖掘机驾驶员在驾驶室内进行操作。
此类凿岩机的能量较大，一般在1~6kN·m 范围内。
井巷掘进新技术新装备及工艺
三、岩巷快速掘进技术 3.3 岩巷盾构机掘进（TBM）
盾构机在国内隧道掘进中，取得了月最高进尺1034m的好成绩。
三、岩巷快速掘进技术
（一）工作原理
利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩，由悬臂掘进机的“ 刨削” 优化为“磨削” 。 通过旋转刀盘上的铲斗齿卷起石渣，落入主机皮带机上向
履带式行走，作为可弯曲胶带机的牵引头车。
2.3 掘锚一体机快速掘进技术
定点弯曲，跟随连续采煤机、掘锚机的转 弯、开掘硐室要求。 变频电动滚筒多点驱动。 特制可弯曲胶带。 前进、退机采用联动控制，不需人工干预。 可弯曲胶带转载机
2.3 掘锚一体机快速掘进技术 自移动力站
变频器用于驱动胶带。 在自移机尾的刚性架上移动，采用销齿驱动，牵引可弯曲胶带机后退。
板支护机械化，劳动强度低；
作业线2：
② 需要设计调机硐室（可兼作 探放水硐室）； ③ 巷道月进尺500～600m。
2.3 掘锚一体机快速掘进技术
掘锚一体机是指将掘装 功能与锚杆钻机的钻锚支护 功能有机的结合在一起，构 成整体的掘锚装备，实现切 割、装运、行走、锚杆支护 于一体，达到掘、支平行作 业，快速掘进。 同连续采煤机和锚杆钻车 交叉换位施工相比，掘锚一 体化技术适用范围更广；同 悬臂式掘进机作业线相比， 掘锚联合机组的掘进工效是 前者的2倍以上。
三、岩巷快速掘进技术
（四）工程实践
（2）配套运输系统 连续化排矸系统： 采区配套专用排矸皮带运 输系统，混合立井中布置一 套9t矸石箕斗，专用于提矸 ，实现排矸连续化。 多元化辅助运输： 平巷运输采用防爆蓄电池 机车，采区内部采用单轨吊 运输。
刀盘安装图
撑靴安装图
主驱动电机安装图
井巷掘进的主要施工方法模版
井巷掘进的主要施工方法模版井巷掘进是一种常见的隧道施工方法，它广泛应用于地下矿井、地铁、隧道等工程领域。
在井巷掘进过程中，施工方法的选择和实施对于项目的质量和进度具有重要的影响。
下面将介绍井巷掘进的主要施工方法模版。
1. 钻爆法钻爆法是井巷掘进中常用的方法之一。
首先，需要使用钻机进行钻孔作业，将爆炸物放入钻孔中。
然后，对爆炸物进行起爆操作，使其爆炸破碎岩石，从而实现井巷的掘进。
在钻爆法中，需要注意合理布置钻孔位置和爆破物的选择，以确保施工的安全和高效。
2. 掘进机法掘进机法是一种机械化掘进方法，通过使用掘进机械进行井巷掘进。
在施工过程中，首先需要将掘进机械运输到施工现场，并对机械进行调试和检查。
然后，将掘进机械放置在井巷掘进的起点处，启动机械开始掘进作业。
掘进机法的优点是施工速度快、效率高，但对机械的维护和保养要求较高。
3. 隧道推进法隧道推进法是井巷掘进的一种常见方法，适用于较长的井巷掘进。
在施工过程中，首先需要设置隧道推进机并进行调试。
然后，将推进机安装在施工现场，启动机械进行推进作业。
在推进过程中，还需要注意土方的顺利推出和支护的及时进行，以确保施工的顺利进行。
4. 直进法直进法是一种连续掘进的方法，适用于井巷的长距离掘进。
在施工过程中，使用掘进机械进行连续的机械化掘进。
掘进机械按照设计轨迹直线前进，同时进行岩层掘进和支护工作。
直进法的优点是施工速度快、效率高，并且可以减少工期。
然而，直进法对掘进机械的要求较高，需要有良好的掘进机械和支护设备。
5. 先掘上段后掘下段法先掘上段后掘下段法适用于井巷的垂直掘进。
在施工过程中，首先进行上段的掘进工作。
上段掘进完成后，进行下段的掘进工作。
通过分段的掘进方式，可以减少施工中的风险和工期。
然而，这种方法要求施工队伍的协作和配合，需要具备较高的组织能力和技术水平。
以上是井巷掘进的主要施工方法模版。
不同的施工方法适用于不同的工程条件和要求。
在实际施工中，需要根据具体情况选择合适的方法，并进行有效的组织和管理，以确保施工的安全和质量。
岩巷快速掘进技术
压系统、润滑系统、水系统、电气系统等。 与常规隧道盾构机的不同点：
出渣（梭车-胶带机）、支护（管片-锚杆）、物料（梭车-单轨吊）、 电器（普通-防爆）。
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三、岩巷快速掘进技术 （三）主要参数
名称
主机长度 总重量
推力 扭矩
施工现场图
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三、岩巷快速掘进技术
盾构机拆除打运路线：
在接收硐室拆除，刀盘、主机及其他配套模块 回收路线。
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• 三、岩巷快速掘进技术
（四）工程实践
（1）研发、施工遇到的困难
➢ 打运：体积、重量远大于普通煤矿设备 ➢ 组装：井下缺少大型安装的硐室 ➢ 过断层异常区：部分顶板岩层节理发育、破碎，支护困
➢ 煤矿全断面硬岩盾构机（TBM）充分发挥效能的 三个条 件：硬岩、地质构造简单、长距离。
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三、岩巷快速掘进技术
2015年12月22日，我国第一座采用盾构机施工的煤矿斜井— —神华神东补连塔矿2号副井顺利贯通，这标志着我国矿用斜井 设计施工与装备技术达到世界先进水平。
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三、岩巷快速掘进技术
➢煤矿全断面硬岩掘进机（TBM）最适于硬岩掘进，最能发挥设备效能。 试验巷道遇到软分层，总长度260米，软岩滑面发育，帮、顶岩石在弧顶 和肩窝掉落，影响掘进。 ➢过软分层应对措施： 超前支护，缩短顶板暴露时间，具备支护条件的地方立即支护。 关注推力及进度数值变化，岩石较软地段降低转速，减少刀盘振动对围 岩的破坏，放缓推进速度、减少步进距离。
未来煤矿全断面硬岩盾构机（TBM）发展方向： ➢ 小型化 ➢ 轻量化 ➢ 智能化 ➢ 断面可调 ➢ 整合前探和超前注浆设备 ➢ 模块化组装 ➢ 矸石减排井下处理、应用
岩巷掘进配套装备及工艺技术岩巷掘进配套装备及工艺技术
技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２６，Ｎｏ．８，２０１９岩巷掘进配套装备及工艺技术包广林（七台河市桃山区煤炭生产安全管理局，黑龙江七台河１５４６００）摘 要：对岩巷快速掘进进行了分析，阐述了岩巷掘进配套装备，如：爆破与支护设备、爆破施工装岩设备、机掘设备、运输设备等。
研究了ＥＣＭＭＹ系列掘锚机岩巷机械化作业线，即：岩巷掘锚机组作业线装备、作业工序及主要适用范围。
关键词：岩巷；掘进；配套装备；工艺技术ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０８．０８６* 引言总结多年的一系列岩巷掘进综合机械化作业线实践经验，研究表明，该系列作业线的研发适应我国岩巷安全高效掘进机械化作业。
! 岩巷快速掘进分析分析岩石的强度及破坏特性，研究破岩机理是解决岩巷快速掘进的关键。
有围压作用时的岩石变形特性与低围压及单向压缩时的变形特性不同。
１．１ 岩石在动载荷作用下的强度特征巷道开挖破岩时，岩石承受的外力是一种动载荷。
岩石在动载荷作用下，无论是抗压强度还是抗拉强度都比静载荷作用下要大。
在分析岩石稳定性时，用岩石的静载荷强度；在分析开挖问题时，一般用岩石的动载荷强度。
１．２ ＥＣＭＭＹ掘进机破岩工作原理岩石单轴抗压强度通常是抗拉强度的１０倍左右，从提高破岩效率的角度讲，相对于岩石的压剪破坏，基于拉伸破坏或者拉剪应力破岩所需的能量更小，破岩效率更高。
利用重力作用对围岩的压裂，并合理地利用拉应力作用高效破岩，克服传统装备的破岩装机功率过大、破岩效率低等不足，这是在新型岩巷机械化作业线设备研制的指导思想。
岩巷机掘工艺采用先局部钻进后整体成形的方法完成全巷道断面的掘进。
截割头为圆锥台形，单个截割头在其圆周分布相应数量的滚刀。
利用刀具破岩原理，掘进时先利用伸缩液压缸产生前后移动，推动截割头切入岩体，形成进退伸缩、左右摆动的自下向上的截割曲线，截割出初步蜂房状形态；再利用回转座上的回转液压缸左右上下摆动进行拉伸破岩，进行二次修整成形，以满足巷道掘进断面尺寸的要求。
井巷工程施工机械
井巷工程施工机械井巷工程是指在地下进行的开挖、支护、运输、通风等工作，为了提高施工效率和质量，保证施工安全，井巷工程施工中需要使用一系列专业的施工机械。
本文将介绍几种常见的井巷工程施工机械及其特点。
1. 钻机钻机是井巷工程中常用的设备，主要用于钻孔作业。
根据钻孔的目的和地质条件，钻机可以分为钻探钻机、钻孔钻机和钻孔桩钻机等。
钻机的工作原理是通过旋转钻杆使钻头旋转，同时施加压力，将钻头切削岩石或土层，完成钻孔作业。
钻机具有高效、精确、安全的特点，能够提高施工质量和进度。
2. 挖掘机挖掘机是井巷工程中必不可少的设备，主要用于开挖土方、岩石等地面物质。
根据挖掘机的行走方式和工作方式，可以分为履带式挖掘机、轮式挖掘机、正铲挖掘机、反铲挖掘机等。
挖掘机具有强大的挖掘能力、灵活的操纵性能和多功能性，能够提高施工效率，降低人工劳动强度。
3. 喷锚机喷锚机是井巷工程中用于喷射混凝土和锚杆施工的设备。
喷锚机将混凝土喷射到井巷壁面，形成一层坚固的保护层，以防止岩体松动和坍塌。
同时，喷锚机还可以用于锚杆施工，通过钻孔、注浆、锚固等工艺，将锚杆固定在岩体中，提高岩体的稳定性和承载能力。
喷锚机具有高效、精确、安全的特点，能够提高施工质量和进度。
4. 运输机械运输机械是井巷工程中用于物料运输的设备，主要包括矿车、皮带输送机、斗提机等。
运输机械能够将挖掘出的土方、岩石、混凝土等物料迅速、安全地运输到指定地点，降低人工劳动强度，提高施工效率。
矿车是一种常见的运输机械，具有载重量大、运行速度快、安全稳定等特点。
皮带输送机和斗提机则主要用于垂直运输，能够实现高效、连续的物料运输。
5. 通风设备通风设备是井巷工程中用于改善作业环境和保证施工安全的设备，主要包括风机、风筒、风带等。
通风设备能够将新鲜空气输送到作业面，排出有害气体和粉尘，保持作业环境的清洁和安全。
风机是通风设备的核心部件，具有大风量、高压力、低噪音等特点。
风筒和风带则用于将风机产生的气流输送到作业面，具有灵活、方便、安全的特点。
井巷工程施工设备
井巷工程施工设备一、主要施工设备：1. 钻探设备钻探设备是井巷工程中必不可少的设备之一。
它主要用于地质钻探，土壤取样和岩石取芯。
钻探设备的种类繁多，常用的有旋挖钻机、循环钻机、往复钻机等。
这些设备能够快速、有效地完成井巷内的岩土层勘探工作，为后续的工程施工提供重要数据支持。
2. 掘进设备掘进设备是井巷工程中用于开挖井口和巷道的主要设备。
常见的掘进设备包括隧道掘进机、盾构掘进机、桩基挖掘机等。
这些设备能够高效地完成地下巷道和井口的掘进作业，减少施工时间和劳动力成本。
3. 运输设备运输设备包括运输车辆、输送带等，主要用于运输施工所需的物料和设备。
在井巷工程中，由于工作环境狭窄，施工条件复杂，因此运输设备的选用和配置非常重要。
合理的运输设备能够提高施工效率，减少人力资源投入。
4. 爆破设备爆破设备是井巷工程中常用的设备之一。
它们主要用于岩石爆破和拆除工作。
常见的爆破设备包括起爆器、炸药、引爆器等。
爆破作业在井巷工程中扮演着重要的角色，能够快速、有效地实现岩石的拆除和开挖。
5. 辅助设备除了上述主要施工设备外，井巷工程还需要一些辅助设备来支持施工作业。
比如照明设备、通风设备、水泵等，它们能够为施工现场提供必要的支持，确保工作环境安全、畅通。
二、施工设备的选用原则1. 适用性原则选择施工设备时，首先要考虑设备的适用性。
根据工程的具体要求，选择适合的设备型号和规格，确保施工作业能够顺利进行。
2. 安全性原则安全始终是井巷工程施工的首要考虑因素。
在选用施工设备时，要重视设备的安全性能，确保设备符合相关安全标准和规范，有效避免事故发生。
3. 经济性原则施工设备的选用应该兼顾经济性，即在满足工程需求的前提下，尽可能选择价格合理、性能稳定的设备，降低施工成本，提高工程的竞争力。
4. 高效性原则施工设备的高效性直接影响到施工效率和工程进度。
因此，在选用设备时，要重视设备的生产效率、作业速度和工作质量，确保施工作业能够高效进行。
井巷掘进的主要施工方法(二篇)
井巷掘进的主要施工方法根据施工方法及地层赋存条件的不同，井巷（井筒或巷道）施工分为普通凿井法与特殊凿井法。
普通凿井法是在稳定或含水较少的地层中采用钻眼爆破或其他常规手段凿井的方法。
特殊凿井法是在不稳定或含水量很大的地层中，采用非钻爆法的特殊技术与工艺的凿井方法，通常采用的有冻结法凿井、钻井法凿井、注浆凿井法凿井。
1．普通凿井法普通凿井法一般采用钻眼爆破的方法。
在岩体上钻凿一定直径、一定深度及数量的炮眼，并在炮眼中装人炸药，靠炸药爆炸的力量破碎岩体，从而达到井巷掘进的目的。
它的优点是操作简单、易于掌握、设备简单、安全可靠，可以根据要求，在岩体中钻爆出不同形状、不同深度的井筒或巷道。
根据炮眼深度与直径的不同，我国煤矿将钻眼爆破法分为浅孔爆破法、中深孔爆破法和深孔爆破法。
炮眼直径小于50～、深度小于2m 时称为浅孔爆破，多用于井巷工程；炮眼直径小于50～、深度2-4m称为中深孔爆破，多用于井筒及大断面硐室掘进；炮眼直径大于50～、深度大于5m则称为深孔爆破，主要用于立井井筒及溜煤眼、大断面硐室以及露天开采的台阶爆破。
2.特殊凿井法特殊凿井法是当井筒穿过不稳定含水地层时，用普通凿井法无法通过时采用的特殊施工方法，主要有冻结法、钻井法、注浆法。
井巷掘进的主要施工方法（二）井巷掘进是地下工程中常见的施工方法，用于开挖井巷、隧道、地下室等空间。
主要施工方法有隧道掘进法、浅孔法、盾构法、巷道掘进法等。
以下将对这些主要施工方法进行详细介绍。
1. 隧道掘进法隧道掘进法是最常用的井巷掘进方法之一，根据具体情况可以分为爆破法、机械法和盾构法等。
其中，爆破法是最传统的方法，通过在隧道断面上进行爆破来实现开挖，然后用机械设备进行清理和修整。
机械法主要用于软弱地层，通过大型机械设备进行挖掘和施工。
盾构法是一种相对高效的开挖方法，使用隧道掘进机进行推进，同时进行土壤的挖掘和施工。
2. 浅孔法浅孔法是一种适用于较小井巷开挖的方法。
井下凿岩工操作规程
井下凿岩工操作规程1. 引言凿岩是煤矿井下重要的施工方式之一，在采煤工作面上用于凿通掘进巷道、通风洞和其他必要的岩石结构。
凿岩作业过程中，需要遵循一系列严格的工作操作规程，以确保操作安全、高效、准确。
本规程旨在规范井下凿岩作业的工作流程和注意事项，以提高凿岩作业的质量和效率。
2. 作业前准备2.1 岩体勘探在凿岩作业前，必须对待凿岩的岩体进行勘探。
应综合考虑地质构造、岩性、岩性的结构和物理力学性质等因素，制定合理的凿岩方案。
2.2 作业区域安全检查在准备进行凿岩作业前，必须对作业区域进行全面、细致的安全检查。
应特别注意地面沉降、裂隙、坍塌、落石等安全隐患，并采取必要的安全防护措施。
2.3 设备检查凿岩作业中使用的设备，必须在每次使用前进行检查，确保设备完好无损，无故障、松动和磨损等情况，确保设备工作正常。
3. 作业过程3.1 凿岩方案执行在进行凿岩作业前，必须根据岩体勘探结果制定合理的凿岩方案。
执行凿岩方案时，必须采用垂直或倾斜的平面和多级斜面的凿岩方式，有效避免凿岩过程中出现岩爆、滑坡和掉块等事故。
3.2 凿岩工作面保护凿岩工作面必须有效保护。
操作人员应按凿岩方案进行凿岩，确保凿岩进度和质量，同时确保凿岩过程中的安全。
3.3 施工现场管理在凿岩施工现场要做到有序、清洁、规范。
及时清理施工现场的杂物、煤渣等垃圾，并设置好施工现场的标志牌和警示标识。
3.4 安全防护措施在凿岩过程中，需要采取安全防护措施以确保安全。
操作人员在凿岩作业中必须穿戴符合要求的个人防护装备，并按照规定佩戴安全帽、防护鞋、安全眼镜等。
施工现场必须安装必要的安全设施，如警示灯、防滑垫等。
4. 凿岩作业结束4.1 施工现场清理凿岩作业结束后，必须立即将凿岩施工现场进行清理，及时清除落石、煤渣等垃圾，并恢复原样。
4.2 设备保养凿岩作业结束后，必须及时对使用的设备进行清洗、保养，确保设备完好无损，为下一次凿岩作业做好准备。
5. 总结本操作规程是针对井下凿岩工进行的操作规定，作为煤矿凿岩工作的一部分，经过操作人员的长期实践和摸索，可以提高凿岩操作人员的工作效率和工作质量，确保凿岩施工安全可靠、有序规范。
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两种破岩方法比较
冲击式破岩
适用于坚硬岩石 轴压力小 噪音大 功效低 环卫差
旋转式破岩
软岩和煤 轴压力大 噪音小 功效高 环卫良好
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二、常用的凿岩设备
⑴ 冲击式破岩
⑵ 旋转式破岩 ⑶ 旋转冲击式
手持式 机重20kg以下
液压钻
导轨式
潜孔钻机 台车式（4~6吨），架钻式（150～360kg）
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KQ-200型重型潜孔钻 机。
钻机在孔外，负责钻 具的进退和回转；产 生冲击功的冲击器在 孔内，因此钻速不因 钻孔深度的增加而降 低。
钻孔直径200~220mm， 孔深19m，钻孔速度 12~18m/h。适用于大 型露天矿山
冲击力
1. 冲击式破岩。钻眼原理： 冲击（冲击功）—旋转— 排粉。适用于硬岩。代表 机具：凿岩机
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轴压力 回转力矩
2. 旋转式破岩。钻眼原理： 压入（轴压）——旋转切 削——排粉。适用于软弱 岩层或煤层。代表机具： 煤电钻
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3. 旋转冲击式。钻眼原理： 冲击式和旋转式的结合。 压入（冲击功+轴压）—
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风动凿岩机的构造 ⑴ 柄体A：进气进水管道、操作阀、气腿的调压阀和换向阀、水针。 ⑵ 缸体E：阀柜D、配气阀C、棘轮和旋转棒B、活塞F、消音罩。 ⑶ 机头H：锤G、转动套I、钎卡和外壳。
主机、钎子、水管、压气软管 气腿和注油器
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工作原理
1. 冲击机构：气缸 + 活塞 + 配气装置 冲程、回程
工具设备：凿岩机——炸 药——局部扇风机—— 装岩 机——锚、喷、网、架； 煤电钻 雷管、放炮器、风筒 矿车电机车、矿车
浅 孔：深度小于2.5m，直径小于42mm； 中深孔：深度2.5~4m，直径小于50mm； 深 孔：深度大于4m，直径大于50mm。
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本章内容
第一节 破岩原理与设备 第二节 凿岩机构造与工作原理 第三节 钻眼工具 第四节 空气压缩机及压风供应
环阀配气: Y-30,YT-23 控制阀配气: YT-24, 26 无阀排气: YTP-26
排气口
活塞前端面
配气阀片
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2. 旋转机构：内棘轮 + 螺旋棒 + 活塞 + 转动套 冲程——活塞直线运动，带动旋转棒旋转 回程——旋转棒迫使活塞旋转，带动转动套、钎
杆旋转 。
16
3. 排粉系统： 风水联动注水机构－开钻供水、停
适用范围： 用于煤矿井下及其周围介质中有甲烷、煤尘等爆炸性 混合物气体的环境中，在交流50Hz，电压为127V的供电网络中， 在回采及掘进工作面对中硬和硬煤层钻眼之用。
各型凿岩机的噪声 约为105分贝（在空旷 地方空打测得）。井下 的噪声85%是排气噪声， 消音罩约降低5~7分贝
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二、液压凿岩机
1.构造 ⑴ 冲击机构：油缸 + 活塞 + 配油装置（油压在10MPa以上） ⑵ 旋转机构：独立外回转机构 液压马达带动齿轮 ⑶ 排粉系统：侧向供水排粉
2.优缺点 ⑴ 钻速高（纯钻速2~3倍） ⑵ 可调整（功率可调整，钻凿较深和直径较大的孔） ⑶ 自润滑 ⑷ 可钻硬岩、大直径深眼 ⑸ 环卫好（噪音90分贝以下，没有油雾水气） 。
4
本章主要参考书
高尔新主编. 《爆破工程》. 徐州： 中国矿业大学出版社. 1999年7月. 定价：32.00元. p5～29
王树仁，程玉生编. 《钻眼爆破 简明教程》 .徐州：中国矿业大 学出版社. 1989年7月. 定价： 2.35元. TD23/W-759。
5
第一节 破岩原理与设备
一、破岩原理
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三、旋转式钻眼机械－煤电钻
⑴ 适用条件：煤及 f＜3 的岩层。 ⑵ 构造：散热风扇 + 开关手柄 + 电动机 + 减速器 + 钎套筒
电压127v，功率1.2~2.0kW（多为1.2kW），转速2700转/分。 通过二级加速器：外壳为铝合金铸造，密封防爆。 ⑶ 轴推力：人力推顶 。
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ZM系列矿用隔爆型手持式煤电钻
第二章 凿岩技术与设备
井巷工程一般采用钻眼爆破法掘进 本章内容主要围绕钻凿炮眼的机具，主要介绍炮眼的钻
凿原理和常用的钻眼机具。 煤矿炮眼的钻凿机具常以压风作为动力，本章最后介绍
了空气压缩机的基本知识法
（1）钻眼爆破法 （2）机械掘进法
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钻爆法施工掘进工序：钻 眼——装药联线——放炮通 风——装岩运输——支护
钻停水 湿式排粉—压力水，水压比风压低
0.1~0.2MPa 强力吹扫炮眼系统
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4. 润滑系统：注油器，3~5ml/min
悬挂式：悬挂在风管弯头处，容油量较小； 落地式：放在离凿岩机不远的进风管中部，
容油量较大
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推进机构与架钻设备
1.气腿：推进 + 架支。支设角30°～50° 2. 掘进凿岩台车：钻臂架支
风动凿岩机
气腿式 机重30kg以下 导轨式 机重35～80kg 向上式 机重40～45kg
伞形钻架 凿岩台车
电动凿岩机 气腿式 机重25~30kg
导轨式 机重30kg以下
液压凿岩机 导轨式 机重130～360kg
内燃机
机重30kg以下
煤电钻 手持式 机重18kg ，功率1.2kw
电钻 岩石电钻 导轨式 机重35~40kg 功率1.2kw
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第二节 凿岩机的构造与工作原理
一、风动凿岩机的构造与工作原理
风动凿岩机可分为低频、中频和高频。冲击频率在2000次/min以下为 低频，2000～2500次/min为中频，超过2500次/min为高频。国产气腿 凿岩机，除YTP－26等少数为高频外，均为低、中频凿岩机。
手持式凿岩机目前使用很少。 气腿式凿岩机因重量和手持式 差不多，但有气腿支撑，可减 轻体力劳动，在岩巷掘进中应 用较广。
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凿岩台车
国产CGJ-2型凿岩台车，配备两台YT－24凿岩机，轨轮式 风 动马达丝杠推进， 直流电动机驱动轨轮行走
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凿岩机的使用
⑴及时加油 ⑵合适的轴推力（克服反冲） ⑶压气压力，大于0.5MPa ⑷水压低于风压，供水不中断 ⑸钎子质量好
《工业企业噪声卫生标 准》规定85分贝为每天 接触噪声8小时的允许 界限，接触噪声的时间 每减小一半，可增加3 分贝，但最强不得超过 115分贝。