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天井掘进方法

天井掘进方法
天井掘进法多采用普通掘进法、吊罐掘进法和爬罐掘进法,少数矿山还采用天井全断面钻凿若干个贯穿天井全高的深孔,然后自下而上逐步爆破成井。

介绍了天井掘进方法:普通法、吊罐法、爬罐法、深孔爆破法和钻进法,以及各类天井掘进方法的优缺点和适用条件。

一、普通掘进法:其掘进方法是由下而上架设梯子和工作平台,如图1
图1 普通掘进法掘进天井示意图
1-放矿格;2-梯子格;3-提升格;4-落矿格;5-溜子口;6-矿车在距工作面1.5~2m处搭工作台,在工作台上凿岩,随着向上掘进,随着安装梯子,架设支架,工作台上移。

用YS-45型等伸缩式凿岩机钻凿上向眼,每个炮眼均需一组钎子来钻凿。

采用电雷管起爆法或电阻灼热导火线起爆法。

爆破前必须在梯子间和提升间顶部架设倾斜的落矿台,以防止梯子间被破坏,并使崩落的矿岩借自重溜入放矿间。

天井采取向上反掘的方式掘进,因而通风比较困难,需要的通风时间也较长,因而须采用抽出式机械通风。

普通法掘进天井缺点比较多,工作台架高劳动强度较大,掘进速度慢,效率低,通风时间长,材料消耗也多,成本高,操作不太安全。

在不稳固岩石或短天井掘井时,还使用这种方法,在其它条件下已被吊罐法取代。

二、吊罐掘进法
吊罐掘进法是在天井全高上沿中心线先钻一直径100~150mm的钻孔,在天井上部水平安设游动绞车,通过中央钻孔用钢丝绳沿天井升降吊罐。

如图2所示。

图2 吊罐法掘进天井示意图
1-游动绞车;2-折叠式吊罐;3-装岩机;4-矿车人员可以站在吊罐上进行凿岩、装药。

爆破时将吊罐下放到下部水平,距天井4~5m 处。

吊罐法有如下特点:
(一)由于中心孔的存在,改善了通风条件,缩短了通风时间;
(二)爆破下来的矿岩借自重落至下部水平巷道底板上,然后用装岩机装入矿车;
(三)不设梯子、工作台,工作简单。

三、爬罐法
当上部水平尚未开掘,或天井倾角有变化时,则不能使用吊罐而应使用爬罐。

爬罐分为气动、电动和液压的。

其工作示意图如图3所示。

天井掘进分下列五种方法:
普通法一般用于掘进高度小于60m的天井。

人工搭横撑、架梯子、铺平台,进行凿岩爆破。

本法工序复杂,通风条件不良,作业安全性差,成本高,劳动强度大,材料消耗多,掘进速度慢;但在断层多,矿脉变化大的不稳定岩层中掘进,仍是有效的方法。

吊罐法沿天井全高钻一中心孔,孔径100~110mm。

在上一水平安装卷扬设备,钢绳穿过中心孔与吊罐挂接,在吊罐上完成凿岩装
药作业后,下放吊罐,再进行爆破;在下水平一般用装岩机出渣。

本旋喷钻机法适用于稳定与较稳定的岩层,掘进高度可达百余米,其优点是掘进速度快、效率高、木材消耗少、作业条件较好;但钻孔偏斜较难控制。

爬罐法1957年在瑞典研制成功。

爬罐沿导轨上升到工作面,工人在爬罐的钻眼平台上进行作业,爆破时将爬罐下放到下部平巷内(见图)。

爬罐用带齿轮的发动机升降,齿轮沿带齿条的导轨移动。

掘进高度小于200m时用压气驱动,200~900m时用电力驱动,大于900m 时用液压驱动。

爬罐法掘进速度快,工效高。

挪威某天井高980m,倾角45°,断面5.8~6.6m2,用736个工掘成,最高日进32m,工效达4.25~4.84m3。

本法适用于稳定岩层,可掘进倾斜和急倾斜的高天井、盲天井,安全条件好;缺点是旋喷钻机设备较复杂,初期投资大,辅助时间长,操作技术要求较高。

深孔爆破法用深孔钻机在天井断面内钻凿一组平行炮孔,从上水平装药,自下而上分段(2~5m)爆破。

高度10m左右时也可一次爆破成井。

分段爆破又分平行中空眼爆破法和漏斗爆破法,中国目前多用前一种。

该法可增加爆破段高度,减少辅助作业时间。

深孔爆破法优点是工人不进入工作面,作业条件好,木材消耗少,适用于无破碎带较稳定岩层。

缺点是钻孔偏斜难以控制。

天井钻机法用天井钻机(也称反井钻机)钻凿成井。

根据旋喷钻机安装的位置不同,分向上扩孔和向下扩孔两种钻进方法,通常采用前者,即沿天井中心线从上向下钻超前导孔与天井下面巷道贯通,
再换扩孔钻头自下向上扩孔成井。

破碎的岩渣自重下落,无需洗井设备。

钻机结构紧凑,破岩比能消耗小,钻速快,效率高,井壁平滑稳定。

70年代以来,各国用钻机钻天(反)井者日益增多。

中国有TYZ-10000型牙轮钻机,中国还研制其他类型钻机;美国有罗宾斯(Robbins)公司生产的83R型反井钻机;联邦德国有维尔特(Wirth GmbH)生产的HG系列钻机。

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