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钻眼爆破破岩法

钻眼爆破破岩法钻眼是实施爆破的第一步重要工作,而且在很大程度上决定着井巷的掘进速度。

钻眼时,应根据不同的施工方法、选择合适的钻眼机具。

钻眼机械主要有凿岩机、煤电钻、凿岩台车和钻装机。

一、凿岩机及凿岩工具(一)凿岩机的分类我国岩巷施工使用的凿岩机主要有三种:风动凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机。

风动凿岩机又可分为手持式、气腿式、向上式和导轨式四种类型;电动凿岩机分为手持式、支腿式和导轨式三种类型;液压凿岩机分为支腿式、轻型导轨式和重型导轨式三种类型。

1、风动凿岩机由柄体、气缸、机头、气腿、水管、气管、注油器等部分组成。

国产凿岩机按冲击频率可分为低频、中频和高频。

冲击频率在2000次/分以下的为低频率凿岩机,2000次/分~2500次/分的为中频率岩机,超过2500次/分的为高频凿岩机。

除YTP-26为高频凿岩机外,其余均为低、中频凿岩机。

风动凿岩机是我国岩巷施工的主要凿岩机具,这类凿岩机具有结构简单,维修方便,操作灵活,重量轻,控制系统集中,可多台钻同时作业,风水联动,气腿可快速缩回等优点。

主要缺点是:动办消耗大,工作环境差,噪声大。

2、液压凿岩机液压凿岩由冲击机构、转钎机构、供水排粉机构、液压马达、配油阀和蓄能器等组成。

3、电动凿岩机电动凿机由冲击机构、转钎机构、润滑装置、支腿、空压机和电控箱等组成各机构的组成及工作原理概述如下:电动凿岩机主要用于小型矿井和大、中型矿井压风系统未能建立的区域。

这种凿岩机钻孔速度慢,支腿系统复杂,很不灵活,不便安排多台钻同时作业,直接影响报刊进尺水平的提高。

(二)凿岩工具凿岩工具通常称为钎子,包括钎头、钎杆、钎肩和钎尾。

钎子有整体的和组合的两种,现广泛采用活头钎子。

钎头:直接破碎岩石的部分。

要求它锋利、坚韧耐麿、排粉顺利、制造及修麿简便,成本低。

现场使用最多的是镶硬质合金片的一字形钎头和十字钎头,直径为40mm~43mm。

钎杆:传递冲击的扭矩的部分。

要求它具有较高的强度,常用中空碳素钢、硅锰钼钢,直径为22mm~38mm。

钎尾和钎肩:钎尾直接承受活塞冲击和扭转,钎肩则用来限制钎尾插入机体的长度,并使钎卡能卡住钎杆不至于从钎尾套中脱落。

(三)凿岩机的使用新凿岩机使用关要清洗,重新组装试运转。

清洗时,要先用煤油洗去零部件表面的防銹油脂,然后涂以润滑油,重装需用低风压试运转10min。

气腿一般不需全部拆卸,但连续横臂清洗干净;使用时要向风路注油器注入润滑油,并要检查风压、水压和钎子,工作风压一般应保持在0.5MPA­~0.6MAPA,冲洗水压应低于风压,否则压力水容易冲洗机器内腔,影响润滑;钎子要直,中心孔要畅通,风管、水管连接前要吹风、冲水、除尘、排污,以防污物带入机内。

凿岩时要注意倾听凿岩机的冲击声是否正常,如有中断或过载发“闷”的无力声音时,应查明原因,及时消除;开眼要缓慢进行,可逐渐打开进气阀,由“轻”、“中”到“重”,切忌骤然全开;施加合适的轴推力,通过调压阀调节轴推力,并注意保持气腿合适的支承角度。

轴推力过小,机器后跳,容易损坏钎头硬质合金片,轴推力过大,零件磨损加剧,凿岩速度降低,易出现卡钎事故;经常检查钎头和钎尾使用情况,及时更换破损的钎性,更换磨损的钎头;经常观察排粉情况,必须湿式打眼;严禁无油作业,经常检查注油器的存汕量和出油情况。

凿岩机使用3d~7d后,就要拆开清洗。

如遇缺油运转,或发生锤(气缸进水)现象,应立即检查,拆开清洗;拆卸工作要在固定的清洗环境中进行,并按规定程序操作,严禁随意敲打零件;凿岩完毕,应拆掉水管,并要轻运转,吹净机内残存水滴;长期不用的凿岩机,应全部拆开,零件清洗吹净,并涂上防銹油。

(四)工作面压风供水管路1、布置方式工作面压风供水管路布置方式,如图2-4所示。

压风干管和供水干管分别吊挂在巷道两侧的岩壁上向掘进工作面接入,在距掘进工作面40m~60m的位置安装压风总阀门、供水总阀门,并连续集中供风胶管和供水胶管,直到距工作面4m~6m处,再与分风器、分水器连接,在分风器、分水器上接出满足掘进工作面所需要的供风小胶管和供水小胶管,向使用的凿岩相具上供风、供水。

2.布置要求(1)应根据简化的原则进行合理布置,做到既能满足打眼与装岩平行作业,又便于放炮前后的移动。

(2)风、水干管可共布置在巷道的一侧,也可分别布置在巷道的两侧,并尽量与永久管路敷设相结合。

(3)风、水干管通过集中胶管、分风器或分水器与凿岩机相连。

当同时工作的凿岩机台数较多时(4台以上),应考虑设2套系数,即2条集中供风胶管和2条集中供水胶管。

(4)管路连接应采用快速接头。

(五)凿岩机作业的钻眼工作组织(1)多台凿岩机作业必须避免拥挤和忙乱,应制订人、定机、定位、定眼数、定时间的“五定”钻工岗位责任制。

(2)为防止多机作业发生断钎伤心与互相干扰,钻眼顺序应采取自上而下移动,打上部眼和下部眼的钻机不应布置在同一个垂直面内。

(3)钻眼注意事项:①钻眼工作必须严格按照爆破图表的要求,掌握好眼位、眼深及其角度,以保证钻眼质量。

对光面爆破,周边眼应划线并标定眼位;②开眼时,必须使钎头落在实岩上,如眼位处有浮矸,应处理后再开眼;③不准在残眼内继续钻眼;④为避免断钎伤人,钻工要精神集中,时刻注意前后左右之间的关系;⑤要注意把胶皮风管和凿岩机接头接牢,以防脱落伤人;⑥开钻时要先开风后开水,停钻时要先停水后停风,缺水或停水时,应立即停钻;⑦钻底眼时,应注意清除眼口附近的碎矸,钻完的底眼要妥善插入木橛保护好;⑧工作面全部炮眼钻完后,要把工具清理好并撤至规定的地点存放整齐,胶皮风管和水管也要拖离工作面并盘起来保护好。

二、煤电站煤电钻是旋转式切削破岩设备,主要用于煤层中钻眼,也可适用于ƒ<4的软岩中钻眼,使用时必须设有检漏、短路、过负荷、远距离启动和停止煤电钻的综合保护装置。

(一)煤电钻由电动机、减速器、散热风扇、外壳和手柄等五部分组成,如图2-5所示。

电动机一般采用三相交流鼠笼型隔爆自扇风冷式异步电动机,功率1.2kW,电压127V,机轴前端与减速箱相连,后端装冷却风扇;减速箱一般采用二级外啮合圆柱齿轮减速器,黄干油润滑,有单速、多速两种。

多速减速器用于各种不同硬度的煤岩,以更换配对齿轮的方式改变转速;外壳用铝合金制成,铸有轴向散热片,接口严密隔爆。

外壳后盖两侧的手柄包有绝缘橡胶,并装设开关扳手,抓紧扳手即可接通开关盒内的三组触点开动电钻。

用四芯电缆和防爆插头引入电源,三根粗的为电源线,一根细的为接地线。

(二)钻眼工具钻杆:由菱形断面或矩形断面的T7和T8钢扭制而成的。

螺纹方向与钻头旋转方向一致,螺施沟槽用来排出煤粉或岩粉。

菱形钻杆强度较大,但排粉能力低,适用于硬煤或软岩中钻眼,矩形断面钻杆强度较小,但排粉能力大,适用于一般煤层钻眼。

钻头:钻头由钻刃、钻翼及钻尾三部分组成,采用ZG45铸钢,镶TG8硬质合金片。

(三)煤电钻的维护和保养(1)电钻在井下必须妥放在干燥、安全、通风良好的地方。

(2)电钻必须精心使用,轻拿轻放,不得任意摔扔。

搬移时要提电钻手把,不许拉着电缆移动电站,防止电钻在地上拖来拖去。

(3)电钻操作中要随时用手摸电钻的壳体,如果发热到烫手的程度(这时的温度已有500C),必须停止工作,自然冷却。

使用完毕应立即将电源开关拉开,不应带电存放。

(4)建立电钻维修责任制,定期检修,每隔10d小修一次。

(5)减速器每周清洗一次,并加油,保持润滑良好。

三、凿岩台车及钻装机凿岩台车按其使用场所和用途的不同,分为掘进台车、采矿台车和锚杆台车。

凿岩台车主要由车体及行走机构、钻臂及钻臂变幅机构,推进机构,补偿机构,液压系统和供风、供水、供电部分组成。

凿岩台车的作用方法如下:(1)工作前,要检查各部分连接件是否松动,有无缺欠、损坏;对各润滑点注入所规定的润滑油,检查油箱中的油量,油液不得低于油箱高度的2/3。

(2)开进工作面,将台车停放在合适位置,使推进器顶尖在一次定车后,变换任何眼位都能顶在工作面岩石上,并用卡车器将台车定位。

(3)开油泵风马达,使油压保持在5.5MPA左右;开动凿岩机看是否有故障。

(4)选好眼位后,使推进器顶尖顶牢工作面,再开动凿碉机;开眼时,风不要给得太足,以免顶尖滑动。

(5)凿岩时,应根据岩石情况控制推进风马达的进风量,以获得相应的推进力和推进速度。

(6)严禁在推进器没有顶靠的情况下悬臂作业,否则凿岩作业不稳定,并全造成台车的损伤;每凿完一个眼,要将钎杆退出炮眼后,再另找眼位。

(7)发生夹钎时,要用手锤敲击钎杆,用风马达往外拔钎,不得用补偿油缸拔钎。

(8)凿岩工作结束后,大臂应收拢处于居中位置,便于台车行走,滑架放平,降落固定气筒,关闭风水,卸掉风水胶管,并将其整理好,油雾器开口要用布包好,以防粉尘进入,而后将车开出工作面。

四、掘进工作面炮眼布置正确布置炮眼是取得良好爆破效果的前提。

由于地质条件、岩石性质因素较多,故掘进工作面炮眼的布置不能一成不变,必须根据岩石性质、巷道断面形状、所使用的炸药等影响因素的实际情况,灵活地布置炮眼,并合理确定各类炮眼的装药量,这样才能获得良好的爆破效果。

掘进工作面的炮眼按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。

(一)掏槽方法掏槽的作用是将工作面上某部分岩石先破碎并抛出,使工作面上形成第二个自由面,为其余煤眼的爆破创造有利条件。

掏槽眼的好坏决定一茬炮的成败。

实际工作中有时产生残眼和崩倒支架的现象,多是由于掏槽眼布置不当,爆破效果不良所致。

掏槽眼一般位于巷道断面中央靠近底板,这样便于钻眼时掌握方向,并且有利于上部炮眼爆破时岩石借自重而崩落。

如断面中存在软、硬夹层时,则掏槽眼应位于软岩层中。

根据掏槽一般位于巷道断面中央靠近底板,这样便于钻眼时掌握方向,并且有利于上部炮眼爆破时岩石借自重而崩落。

如断面中存在软、硬夹层时,则掏槽眼应位于软岩层中。

根据掏槽眼与工作面之间的夹角,可分为:斜眼掏槽法,其中有单向掏槽、锥形掏槽、菱形掏槽、螺旋掏槽;混合掏槽法,即斜眼和直眼混合掏槽。

1、斜眼掏槽法斜眼槽法是常见的一种掏槽法,其优点是:可以充分利用自由面,逐渐扩大爆破范围,掏槽面积较大,适用于大断面巷道。

但其缺点是:炮眼深度受巷道宽度限制,因此循环进尺受到限制,不利于多台凿岩机同时作业。

1)单向掏槽法〕这种方法用于明显的松软夹岩,均质坚硬岩层很少应用。

2)锥形掏槽法这种方法掏出的槽腔面锥体形,炮眼数一般为3个或4个,由于装药量比较集中,爆破效果好。

但由于炮眼深度受到较大的限制,而且钻眼很不方便。

3)楔形掏槽法这种方法掏出的槽控成楔形,应用广泛。

坚硬岩石多数情况下采用垂直楔形掏槽。

掏槽眼数根据断面和岩石性质,一般6个~8个,炮眼与工作面的夹角大致为650~750,槽口宽度根据眼深和夹角,一般为1.0m~1.4m,掏槽眼的排距为0.4m~0.6m。

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