曾永志，祝祿發(fā)

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司， 湖南 冷水江市 417502）

0 前 言

平巷掘進(jìn)在我國(guó)金屬礦山及煤礦占很大比重。目前，我國(guó)礦山平巷掘進(jìn)施工基本上還是使用鑿巖爆破法。鉆進(jìn)法的研究和推廣應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)的鑿巖爆破法掘進(jìn)工藝的一項(xiàng)根本性改革，其成巷速度快、質(zhì)量好、工效高、勞動(dòng)作業(yè)條件好、生產(chǎn)安全、承壓效果好，有利于地壓控制和降低通風(fēng)阻力，機(jī)械化程度高，為自動(dòng)化創(chuàng)造了良好條件，所以獲得了較快的發(fā)展。但是，由于平巷規(guī)格（長(zhǎng)度、斷面、轉(zhuǎn)彎半徑）及巖石性質(zhì)等變化較大，鉆進(jìn)法掘進(jìn)平巷的方法雖然幾經(jīng)改進(jìn)，仍未能得到普遍推廣。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，推廣應(yīng)用鉆進(jìn)法掘進(jìn)平巷所需時(shí)間將要比推廣應(yīng)用鉆進(jìn)法掘進(jìn)天井和豎井長(zhǎng)得多。今后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，傳統(tǒng)的鉆爆法掘進(jìn)平巷的方法仍無(wú)法被取代，把鉆爆法的靈活性同全斷面掘進(jìn)機(jī)的安全性、高效率結(jié)合起來(lái)，將是我國(guó)礦山平巷掘進(jìn)的重要發(fā)展方向。

1 錫礦山銻礦礦山平巷掘進(jìn)現(xiàn)狀

錫礦山銻礦礦山平巷掘進(jìn)采用鑿巖爆破法掘進(jìn)工藝，起步較早，1953年以后，南北兩礦已全面實(shí)現(xiàn)了鑿巖機(jī)械化。1956年，開(kāi)始采用國(guó)產(chǎn)01－38、01－30的鉆機(jī)和株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的合金釬頭。1967年，試用過(guò)YT－25和7655型氣腿式鉆機(jī)，也使用過(guò)從日本引進(jìn)的F－140型氣腿式鉆機(jī)。1974年，在鑿巖臺(tái)車上使用YG－40型鉆機(jī)。由于01－38型鉆機(jī)停止生產(chǎn)，YG－40型鉆機(jī)得到了逐步推廣使用。在各種鉆機(jī)中，比較受歡迎的有01－38、YG－40，而7655型鉆機(jī)震動(dòng)力大，對(duì)操作人員身體健康有影響，但因當(dāng)時(shí)無(wú)類似鉆機(jī)取代，故仍部分采用。

1974年以來(lái)，該公司礦山在平巷掘進(jìn)中推廣了PYT－2型鑿巖臺(tái)車，平巷掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線配套設(shè)備由PYT－2型鑿巖臺(tái)車、華－1型裝巖機(jī)、0．5 m3斗車、1m3側(cè)卸礦車、3t電機(jī)車組成，1978年平均月進(jìn)尺達(dá)到86．3m／條，最高月進(jìn)尺達(dá)到129 m／條，平巷掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)得到了快速發(fā)展。

近年來(lái)，該公司平巷掘進(jìn)作業(yè)機(jī)械化停滯不前，甚至出現(xiàn)倒退現(xiàn)象。鑿巖采用YT－27氣腿式鉆機(jī)，裝巖采用E－30型裝巖機(jī)，爆破參數(shù)沒(méi)有改進(jìn)，炮眼質(zhì)量差、炮眼深度不夠，平均眼深已由1950年代的1．6m減少到目前的1．2m。巷道掘進(jìn)率也由90%以上下降到70%～75%。

2 平巷掘進(jìn)改進(jìn)措施

2．1 合理選擇鑿巖設(shè)備

采礦技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家，在堅(jiān)硬巖石中（如花崗巖、石灰?guī)r）采用全液壓鑿巖臺(tái)車鑿巖，側(cè)卸（或立爪）式裝巖機(jī)裝巖，用可縮性膠帶（或刮板）輸送機(jī)或梭式礦車運(yùn)輸。

根據(jù)巖石特點(diǎn)合理選擇鑿巖設(shè)備，是提高平巷掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)水平的關(guān)鍵。液壓鑿巖臺(tái)車具有功率大、鉆速快、在大斷面巷道能打任何位置的炮眼等突出優(yōu)點(diǎn)。有些國(guó)家早就進(jìn)行了手持式鑿巖機(jī)與臺(tái)車上使用的重型鑿巖機(jī)在掘進(jìn)施工中的對(duì)比試驗(yàn)，證明50～60kg的鑿巖機(jī)比27～29kg的手持式鑿巖機(jī)的鑿巖工效高60%，外回轉(zhuǎn)式鑿巖機(jī)則高80%，而同級(jí)的液壓鑿巖機(jī)的鑿巖速度又要高出50%～150%。我國(guó)早年已引進(jìn)4個(gè)國(guó)家9種型號(hào)的液壓鉆車，目前已全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，質(zhì)量已趨于穩(wěn)定，無(wú)需從國(guó)外進(jìn)口。

若選用液壓鉆車的話，應(yīng)選擇相應(yīng)的高效鑿巖機(jī)。目前趨向于使用液壓鑿巖機(jī)，液壓鑿巖機(jī)的主要特點(diǎn)是：

（1）效率高、節(jié)約電能。風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)能量利用率只有10%～13%，而同等級(jí)的液壓鑿巖機(jī)的能量利用率可達(dá)30%～45%；

（2）沖擊功大、鑿速快。風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)工作壓力最高只能達(dá)到5～6kg／cm2，而液壓鑿巖機(jī)可達(dá)100～200kg／cm2，風(fēng) 動(dòng) 鑿 巖 機(jī) 平 均 鑿 速 為0．5 m／min，而液壓鑿巖機(jī)可達(dá)1．5～2m／min；

（3）工作參數(shù)容易調(diào)節(jié)；

（4）釬桿壽命長(zhǎng)；

（5）噪音小，距工作面1m處聲強(qiáng)最高不超過(guò)98dB，而風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)噪音達(dá)110dB；

（6）工作環(huán)境污染小。

該公司礦山平巷一般位于礦體下盤的圍巖中，巖石為砂化灰?guī)r與灰?guī)r，普氏系數(shù)f＝10～20，較堅(jiān)硬。因此，選擇液壓鑿巖臺(tái)車，配用液壓鑿巖機(jī)是比較合適的。

2．2 改進(jìn)爆破參數(shù)

近些年來(lái)，礦山在平巷掘進(jìn)面布眼與爆破作業(yè)上，基本上還是沿用過(guò)去的一些經(jīng)驗(yàn)，并且過(guò)去的一些好經(jīng)驗(yàn)還沒(méi)有做到位，因此，掘進(jìn)效率差，掘進(jìn)速度緩慢。

爆破工作的改進(jìn)主要為增加孔深、擴(kuò)大孔徑、減少孔數(shù)、改進(jìn)平行孔掏槽和光面爆破。在巷道掘進(jìn)中，要盡量加大裝藥孔的距離，增加補(bǔ)償孔的數(shù)目，加大其直徑，使這些孔的容積至少為整個(gè)掏槽體積的10%，最好在15%以上；在裝藥孔之間布置空孔，以使裝藥孔之間距離盡量大，盡量增大相鄰藥包的起爆時(shí)差。為了提高鉆眼工作質(zhì)量，可安設(shè)布孔投影儀，將炮眼布設(shè)的位置清晰地投射在掘進(jìn)工作面上，只要改變一張幻燈片就可以改變炮眼布置圖。

通過(guò)這些改進(jìn)措施，提高鑿巖效率，減少輔助鑿巖時(shí)間，提高出碴效率，從而掘進(jìn)成本。溫建公司在該公司的實(shí)踐表明，增加一次爆破的進(jìn)尺是提高掘進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最有效的方法。通過(guò)增加補(bǔ)償孔的數(shù)目和直徑，使用更好的鑿巖技術(shù)和精心施工，保持炮孔平行，每槽炮孔深達(dá)到2．4m以上，爆破率超過(guò)了90%，一次爆破進(jìn)尺在2m以上。因此，平巷掘進(jìn)速度比該公司快得多。過(guò)去該公司礦山生產(chǎn)技術(shù)部門配備了專職技術(shù)人員負(fù)責(zé)鑿巖爆破試驗(yàn)推廣工作，恢復(fù)鑿巖爆破試驗(yàn)推廣在技術(shù)、安全、經(jīng)濟(jì)上是合算的。

2．3 全面推廣應(yīng)用噴錨支護(hù)

對(duì)于那些穩(wěn)固性較差且必須支護(hù)的巖層，噴錨支護(hù)是提高掘進(jìn)速度的重要手段之一。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在錨桿型式和安裝施工方面做了大量的研究工作。該公司在錨桿研究和推廣應(yīng)用方面走在了有色金屬礦山的前列。錨桿分為點(diǎn)錨固錨桿、全長(zhǎng)粘結(jié)式錨桿、摩擦式全長(zhǎng)錨固錨桿和綜合式錨桿四大類。該公司自1962年就開(kāi)始使用點(diǎn)錨固錨桿金屬楔桿式錨桿，楔管式錨桿是該公司和長(zhǎng)沙礦山研究院合作研制的，快硬水泥卷錨固錨桿是該公司引進(jìn)煤炭科學(xué)院的技術(shù)在有色金屬礦山率先使用的錨桿，該公司推廣應(yīng)用錨桿支護(hù)不穩(wěn)固的采場(chǎng)頂板的技術(shù)比較成熟，可以廣泛推廣應(yīng)用于平巷支護(hù)。

對(duì)于噴錨聯(lián)合支護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，與傳統(tǒng)料石支護(hù)相比，支護(hù)速度提高2倍以上，勞力節(jié)省50%，開(kāi)挖量減少10%，支護(hù)成本節(jié)約30%～70%。更重要的是這種支護(hù)形式從根本上改變了與圍巖之間的受力狀態(tài)。然而，該公司礦山目前卻采用料石支護(hù)，既影響了掘進(jìn)速度，又增加了支護(hù)成本，除非巷道穿過(guò)熔洞，否則，應(yīng)優(yōu)先考慮噴錨支護(hù)。

平巷噴錨支護(hù)要嚴(yán)格按照《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)管理辦法》進(jìn)行設(shè)計(jì)。構(gòu)造影響輕微、結(jié)構(gòu)面不發(fā)育的矽化灰?guī)r、灰?guī)r（Ⅰ級(jí)圍巖），平巷毛洞跨度B≤5m的硐室不支護(hù)；毛洞跨度5＜B≤10m的硐室，噴射混凝土厚度50mm；毛洞跨度10＜B≤15 m的硐室，噴射混凝土厚度80～100mm。構(gòu)造影響較重、有少量斷層、結(jié)構(gòu)面發(fā)育的灰?guī)r（Ⅱ級(jí)圍巖），平巷毛洞跨度B≤5m的硐室，噴射混凝土厚度50mm；毛洞跨度5＜B≤10m的硐室，噴射混凝土厚度80～100mm，或者采用錨噴聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度50mm，設(shè)置1．5～2．0m長(zhǎng)的錨桿，網(wǎng)度1．0m×1．0m。完整的厚層頁(yè)巖，毛洞跨度B≤5m的工程，噴射混凝土厚度50mm；毛洞跨度5＜B≤10m的工程，噴射混凝土厚度80～100mm，或者進(jìn)行錨噴聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度50mm，設(shè)置1．5～2．0m長(zhǎng)度的錨桿，網(wǎng)度1．0m×1．0m。構(gòu)造影響嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)面發(fā)育的灰?guī)r（如爛山、破裂帶）或薄層軟硬巖互層結(jié)構(gòu)（Ⅲ級(jí)圍巖），毛洞跨度B≤5 m的工程，噴射混凝土厚度80～100mm，或者進(jìn)行錨噴聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度50mm，設(shè)置1．5～2．0m長(zhǎng)的錨桿，網(wǎng)度1．0m×1．0m。毛洞跨度5＜B≤10m的工程，噴射混凝土厚度120～150 mm，必要時(shí)，配置鋼筋網(wǎng)；或進(jìn)行錨噴聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土厚度80～100mm，設(shè)置2．0～2．5m長(zhǎng)的錨桿，網(wǎng)度1．0m×1．0m，必要時(shí)，配置鋼筋網(wǎng)。噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不應(yīng)低于C15；噴射混凝土1d齡期的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa。噴射混凝土的體積密度可取2200kg／m3。噴射混凝土與圍巖的粘結(jié)強(qiáng)度：Ⅰ、Ⅱ級(jí)圍巖不應(yīng)低于0．8MPa，Ⅲ級(jí)圍巖不應(yīng)低于0．5MPa。噴射混凝土支護(hù)的厚度，最小不應(yīng)低于50mm，最大不宜超過(guò)200mm。含水巖層中的噴射混凝土支護(hù)厚度，最小不應(yīng)低于80 mm。噴射混凝土的抗?jié)B強(qiáng)度不應(yīng)低于0．8MPa。

2．4 加強(qiáng)施工組織管理

加強(qiáng)平巷掘進(jìn)的技術(shù)組織管理也是提高掘進(jìn)速度與工效的重要措施之一。掘進(jìn)所裝備的機(jī)械化程度愈高，要求組織管理水平也就愈高。操作維修人員要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)水平。實(shí)行包機(jī)到人，不允許未經(jīng)考核合格的人員操作設(shè)備，建立和健全設(shè)備維修機(jī)構(gòu)，嚴(yán)格組織管理設(shè)備維修與保養(yǎng)工作，保證設(shè)備正常完好使用。

3 結(jié) 論

錫礦山銻礦采選廠在童家院礦床七中段和八中段分別組成了平巷掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)線，七中段平巷掘進(jìn)設(shè)備配置采用YT－27氣腿式鑿巖機(jī)、軌輪挖掘式裝載機(jī)（扒渣機(jī)）、礦車組、牽引機(jī)車，八中段平巷掘進(jìn)設(shè)備采用CMJ系列全液壓掘進(jìn)鉆車、軌輪挖掘式裝載機(jī)（扒渣機(jī)）、礦車組、牽引機(jī)車。平巷掘進(jìn)面布眼采用四眼桶式掏槽，選擇Φ38～42mm的一字型合金鉆頭，孔深2．4m左右，4個(gè)桶形掏槽孔中間布設(shè)補(bǔ)償孔，補(bǔ)償孔的數(shù)目根據(jù)巖石硬度確定，f＝2～3的頁(yè)巖可不布設(shè)補(bǔ)償孔，f＝10～14的灰?guī)r布設(shè)1～2個(gè)補(bǔ)償孔，特別硬的硅化灰?guī)r可增加到2～3個(gè)補(bǔ)償孔，日安排2個(gè)作業(yè)循環(huán)，掘進(jìn)爆破率超過(guò)90%，單個(gè)作業(yè)循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺達(dá)2m以上，掘進(jìn)效率顯著提高。

但應(yīng)指出，全液壓掘進(jìn)鉆車及其配套設(shè)備的液壓鑿巖機(jī)只有在斷面大、硬度高的巷道中才能充分發(fā)揮其效率。在獨(dú)頭平巷快速掘進(jìn)中，全液壓掘進(jìn)鉆車與氣腿鑿巖機(jī)鑿巖比較，其掘進(jìn)速度始終未占優(yōu)勢(shì)，主要是因?yàn)橐话闶褂门_(tái)車時(shí)鑿巖機(jī)密度小、準(zhǔn)備和收尾時(shí)間長(zhǎng)，加上風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維修、便宜、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)仍具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。只有在巖石硬度高、斷面大的條件下，才能充分發(fā)揮全液壓鑿巖機(jī)臺(tái)車的作用，并可大大減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)安全條件。

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