【正文】 斜井施工技術(shù) 11 １、斜井施工耙斗裝巖機(jī)機(jī)械化配套 我國斜井快速 施工逐步形成具有自己特色的機(jī)械化作業(yè)線及設(shè)備配套，其中有激光指向、光面爆破、耙斗裝巖機(jī)、箕斗提升、斗形矸石倉排矸，即“兩光”、“三斗”的成熟經(jīng)驗(yàn)。陽泉礦務(wù)局貴石溝礦主斜井使用 YP90 耙斗裝巖機(jī)，耙斗斗容 3,技術(shù)生產(chǎn)率 120～ 150ｍ 3／ h，配套 6ｍ 3無卸載輪前卸式箕斗 ,最高月成井 ｍ，平均月成井 。時(shí)，其裝巖效率有較大幅度地降低。故建議研制使用箱型耙斗，并使其重心后移。裝巖機(jī)的動(dòng)力源為壓縮空氣，由控制系統(tǒng)分配到各管路。不使用絞車 18176。與扒爪式裝巖機(jī)相比，其裝載比較靈活，更能適用于斜井施工，可以裝載大于 800ｍｍ的大塊矸石。 英國埃姆科 623Ｈ型、 625Ｈ型、 632Ｈ型側(cè)卸裝巖機(jī)都能用于斜井， 當(dāng)后部安設(shè)小絞車后，可使用傾角 25～ 40176。 圖 312是澳大利亞使用的一種能沿頂板軌道移動(dòng)的瓣式抓巖機(jī)。該機(jī)由一個(gè)用角鋼制成的籠柵將機(jī)器后部圍住。美國朋寇山鉛鋅礦 1970～ 1971年掘進(jìn)一條 2，傾角 15176。使用大容量箕斗，能有效地增大提升量，配合機(jī)械化裝巖，提高出矸效率。卸載時(shí)，后行走輪在曲軌上下降，使閘門相對(duì)打開。其卸載 示意圖見圖 317?；啡莘e越大， 其缺點(diǎn)越突出，故原前卸式箕斗再度被重視。 后卸式及密封閘門后卸式箕斗，用于大傾角 (＞ 25176。 斜井施工技術(shù) 16 二、矸石倉 由于提升矸石的不均勻性和排矸運(yùn)輸?shù)牟贿B續(xù)性，需要有一定容積的矸石倉，以緩解矸石的轉(zhuǎn)運(yùn)，確保井下掘進(jìn)工作面不間斷施工。為適用于各種不同斜井施工條件，此種矸石倉高度可以調(diào)整，高度即卸載平臺(tái)高度為 、 、 。 斜井提升常采用直徑 600～ 800ｍｍ的天輪。 提升機(jī)與天輪的距離，應(yīng)符合有關(guān)出繩仰角及水平繩偏角的規(guī)定?；蛐∮?10176。其高度通常小于15ｍ，四根立柱采用直徑 150～ 200 圓木即可。第四節(jié) 斜井支護(hù) 斜井傾角大于 45176。但它在表土段施工中常用，西南、西北的一些礦區(qū)仍在使用 ，如于 80 年代末初具規(guī)模的達(dá)竹礦務(wù)局對(duì)礦井基本上都采用了料石砌碹的支護(hù)方式。它不僅能用于較為破碎的硬巖，還能使斜井順利通過松軟的泥巖地層。這種設(shè)備布置方式的優(yōu)點(diǎn)是噴射機(jī)司機(jī)和噴射手之間聯(lián)系方便，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)堵管事故，事故處理也較簡單。攪拌機(jī)常用移動(dòng)式強(qiáng)制型混凝土攪拌機(jī)，其自身帶有上料斗。砂、石、水泥用Ｖ型料車自地面運(yùn)至設(shè)備硐室上方， 攪拌機(jī)拌合后，利用高差由溜槽進(jìn)入噴射機(jī)。 (一 )遠(yuǎn)距離管路輸送混凝土 斜井遠(yuǎn)距離管路輸送混凝土施工，輸料長短，主要與噴射機(jī)的形式、輸料管徑、管路鋪設(shè)質(zhì)量及聯(lián)接方式、噴射機(jī)及管路維修養(yǎng)護(hù)的好壞程度、噴射工人的操作技術(shù)水平和噴射機(jī)風(fēng)壓大小等因素有關(guān)。的砂巖、頁巖和泥巖中，湖南基建公司三處在斜井坡度 21176。 暗斜井或上、下山施工時(shí)，亦可將攪拌機(jī)與噴射機(jī)設(shè)在井下硐室內(nèi)。水泥、砂、石子體積比常采用 1:～ 2:2～ 。 斜井采用噴射混凝土施工早期，也曾采用類似平巷施工的設(shè)備布置方式。同時(shí)，下料、模板結(jié)構(gòu)及工作面混凝土入模等問題至目前仍未解決，支護(hù)成本也較高。 一、料石砌碹 此種支護(hù)方式 70年代以前曾普遍使用。若礦井附近地形平坦，采用矸石山排矸時(shí)，亦可采Ｕ型礦車排矸，此時(shí)采用矸石山排矸時(shí)，亦可采用串車提升，多車同時(shí)排矸，以滿足快速施工要求。當(dāng)仰角小于 15176。當(dāng)井筒傾角在 15176。對(duì)于前卸式箕斗，提升天輪應(yīng)略高一些，以便于卸載，但過高會(huì)使箕斗閘門關(guān)閉不嚴(yán)，一般使天輪處鋼絲繩距正常軌道的高度較聯(lián)接處高出 100～ 200ｍｍ即可。當(dāng)施工暗斜井時(shí)，提升及排矸系統(tǒng)都 設(shè)在井下，此時(shí)，為了減少臨時(shí)工程 圖 318 40ｍ 3裝配式矸石倉總圖 1卸載平臺(tái)邊梁， 2倉壁圍板， 3立柱， 4倉壁橫粱 5啟閉門， 6溜槽閘門， 7梁式基礎(chǔ) 量，應(yīng)盡量利用生產(chǎn)硐室及巷道。這樣， 結(jié)構(gòu)緊揍，組裝方便，能多次復(fù)用。大容積箕斗適應(yīng)了大深度、大斷面斜井快速度施工，但應(yīng)與耙斗機(jī)生產(chǎn)率相配套，才能充分發(fā)揮裝巖、提升綜合能力。 )時(shí)施工用。其缺點(diǎn)：由于卸載時(shí)，箕斗卡在翻轉(zhuǎn)架上崐不能前移 ,又需靠自重復(fù)位，卸載翻轉(zhuǎn)角受到限制，使其距離很小。卸載時(shí)，后輪抬高斗身前傾，閘門隨之打開。在卸載地點(diǎn)，正常軌下降為曲軌。若所掘井筒為生產(chǎn)時(shí)的串車提升井，施工時(shí)應(yīng)盡量利用永久提升設(shè)備，其井口提升布置亦可采用永久線路尺寸。 這類裝巖機(jī)的特點(diǎn)是：鏟斗大，功率大，生產(chǎn)效率高，行駛速度快，車身矮，重心低，穩(wěn)定性好 ，全液壓操縱。和 55176。以內(nèi) 牽引絞車 AH45AB型 提升風(fēng)馬達(dá) 18 馬力 () 滾筒直徑 300 ｍｍ 綱絲繩尺寸 Φ 16 50 ｍ 機(jī)器總重 6600 kg ２、斜井掘進(jìn)中使用的抓巖機(jī) 在傾角較大的斜井掘進(jìn)中，使用抓巖機(jī)是一種值得注意的趨向。 原動(dòng)機(jī)功率： 電動(dòng)機(jī) 40 KW 風(fēng)動(dòng)馬達(dá) 50 馬力 油泵壓力 20 MPa 油泵流量 120 L／ min 機(jī)器總重 12 t 斜井施工技術(shù) 13 德國產(chǎn) 2s型側(cè)卸式裝巖機(jī)，裝有 2個(gè)鏟斗，它們之間裝有鏈板運(yùn)輸機(jī)。的斜井。 146型側(cè)卸裝巖機(jī)的技術(shù)特征如下： 生產(chǎn)率 25ｍ 3／ h 鏟斗容積 3 最大卸載高度 800ｍｍ 機(jī)體最 大寬度 1000ｍｍ 鏟斗最大寬度 1200ｍｍ 鏟斗揚(yáng)起最大高度 2020ｍｍ 鏟斗最大傾角 58176。 工作機(jī)構(gòu)由鏟斗、鏟斗大臂、油缸等組成。 ,并加強(qiáng)了防滑設(shè)施。的斜井中使用。 70年代配套能力小 ,耙斗裝巖機(jī)斗容多為 ～ 3，箕斗容積也在 2～ 4ｍ 3之間，只能適用于斷面積 10ｍ 2以下的斜井快速施工。斗容大的，生產(chǎn)能力也大。左右；當(dāng)斜井傾角大于 25176。但隨著耙角的加大，耙斗重量和牽引力也要相應(yīng)增大，因而耙角也不宜太大。概括地說，耙運(yùn)塊度、比重較大的硬巖，耙斗應(yīng)制成鑄造耙式的；耙運(yùn)泥巖、砂質(zhì)泥巖等松軟細(xì)碎的矸石，耙斗應(yīng)制成箱形 (密閉形式 )。 ⑹絞車 由電動(dòng)機(jī)、變速箱、卷筒和操縱機(jī)構(gòu)等部分組成。 ⑵臺(tái)車 支撐裝巖機(jī)的全部重量。 ⑴槽子 它包括如下部件： 擋板，用銷子與簸箕口連接。 一、耙斗裝巖機(jī)在斜井施工中的應(yīng)用 耙斗裝巖機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造加工及維護(hù)方便，造價(jià)低，平斜兩用，斗容大的生產(chǎn)能力大，裝巖速度快，被認(rèn)為是斜井施工的重要裝巖設(shè)備。 斜井施工采用中深孔拋碴爆破時(shí)，應(yīng)適當(dāng)改變底眼上部的輔助眼（亦稱抬眼）的角度，使其傾角比斜井傾角小 5～ 10176。拱部周邊起爆最后一個(gè)段別，有時(shí)為了取得更佳效果，減少對(duì)圍巖的破壞，大斷面斜井采用超前掘進(jìn)法，分次爆破。大同馬脊梁新高山主斜井掏槽采用了空眼與楔型掏槽眼相結(jié)合炮泥 全充式，輔助炮泥內(nèi)封式，周邊眼炮泥封口式，平均炮眼利用率 95％以上，眼痕率 60％以上 (參見表 420)。此種類型的放炮器爆破時(shí)沖擊電壓高達(dá) 1800 ～ 2500V，電阻 100～ 1220 歐，大大超過起爆雷管實(shí)際的電阻值和電壓，不會(huì)出現(xiàn)拒爆。由于煤礦井下爆破的特殊地質(zhì)條件，對(duì)雷管的性能有嚴(yán)格要求，并在“ 煤礦安全規(guī)程”中明確規(guī)定瓦斯礦毫秒延期最多不超 130毫秒。 ２、中深孔光爆實(shí)例 斜井井筒掘進(jìn)中，隨著錨噴支護(hù)的推廣，要求爆破后的斷面嚴(yán)格地符合設(shè)計(jì)要求。圖 (c)有 6個(gè)側(cè)槽眼，ｓ＝ 700～ 750ｍｍ，ｓ 1＝ 200ｍｍ，適用于ｆ＞ 8之堅(jiān)硬巖層。當(dāng)采用黑索金高威力炸藥時(shí)，上述掏槽方式的槽眼間距應(yīng)加大 1/4。 這種掏槽方式是將垂直的掏槽眼布置成距離不大的等邊三角柱，并采取間隔眼裝藥。 1～ 5 號(hào)裝藥眼裝藥量為眼長的70～ 80％。 圖 31 螺旋掏槽 圖 32 菱形掏槽 圖 32 為菱形掏槽示意圖，圖 (a)為 1 個(gè)中心空眼，圖 (b)為 2 個(gè)空眼。 直眼掏槽方式一般都留有不裝藥的空眼，作為裝藥槽眼的自由面。炮眼深度可按巷道斷面的大小增減 ,掘進(jìn)斷面大于 15ｍ 2 取～ ，斷面 12～ 15ｍ 2取眼深 2ｍ左右較為理想。一般經(jīng)驗(yàn)是： f＜ 6，巷寬＜ ， 4～ 2／臺(tái)； f=6～10，巷寬 ～ 4ｍ， 3～ 4ｍ 2／臺(tái)； f＞ 10,巷寬＞ 4ｍ， ～ 3ｍ 2／臺(tái)。 １、風(fēng)鉆選型 使用導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)有助于推廣深孔光爆，但在斜井施工中使用鑿巖臺(tái)車無法調(diào)車。打眼的時(shí)間一般占循環(huán)時(shí)間的 40％左右 ,采用多臺(tái)風(fēng)鉆打眼，可縮短打眼時(shí)間，保證打眼規(guī)格，提高掘進(jìn)循環(huán)率 ,加快施工速度。 近年來，由于山區(qū)地形和煤層賦存條件等的限制，加之大傾角強(qiáng)力皮帶輸送機(jī)的推廣應(yīng)用，常出現(xiàn)斜井傾角 25176。其中有激光指向、光面爆破、耙斗機(jī)裝巖、箕斗提升、斗形矸石倉排矸，即“兩光三斗”的成熟經(jīng)驗(yàn)。～ 30176。 第二節(jié) 斜井施工的特點(diǎn) 斜井施工，既不同于立井，又不同于平巷 ,施工方法與施工設(shè)備介于立井與平巷之間，各國對(duì)其研究斜井施工技術(shù) 5 較少。1984年全國新開礦井設(shè)計(jì)總能力 ,其中以斜井開發(fā)的礦井能力約占 ％； 1986年全國新建投產(chǎn)礦井 17對(duì)，設(shè)計(jì)總能力 ，其中以斜井開發(fā)的礦井約占 40％。該局“七五”期間，經(jīng)新井建設(shè)和老井改擴(kuò)建設(shè)，全局形成 15 對(duì)礦井，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 。但其施工復(fù)雜、投資大、井筒內(nèi)和井口設(shè)備多、建設(shè)周期長，故只有在地質(zhì)、地形等條件限定必須采用立井開拓時(shí)方采用之。在此一并致以衷心的感謝。在缺乏科學(xué)依據(jù)的情況下，配套設(shè)備型號(hào)選小，則能力低，施工速度難以保證；反之，配套設(shè)備型號(hào)過大，則要增加設(shè)備費(fèi)投入。為此，作者在下基層鍛煉、進(jìn)行科研工作、帶實(shí)習(xí)等的過程中，注意調(diào)研、收集斜井施工的例子，經(jīng)過篩選，書中相關(guān)章節(jié)列舉了部分施工實(shí)例，供大家了解學(xué)習(xí)其施工全貌。雞西、開灤、阜新等礦區(qū)，也都創(chuàng)造了斜井施工速度的較高水平。本書作為一本專著，它的出版，填補(bǔ)了斜井施工方面的空白?？梢灶A(yù)料，今后幾十年中，斜井施工是建井界的一個(gè)熱門話題。自古以來，我國民間開采均以斜井、平峒為多，建國以來建設(shè)的礦井，采用斜井開拓的也占礦井建設(shè)總數(shù)的四分之一左右。陜西銅川、湖南漣紹等地先后創(chuàng)造了小斷面斜井施工的世界紀(jì)錄。 十分高興的是，本書作者是一位青年，他以執(zhí)著的科學(xué)精神進(jìn)行理論研究，積極投身現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，積累了豐富的知識(shí)，并不斷探索求新。 1991 年大同礦務(wù)局在馬脊梁礦新高山主斜井施工中采用了新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝，使大斷面斜井施工速度大大加快，單孔月成井達(dá)到 ，超過日本幌南創(chuàng)造的斜井月進(jìn) 352m的水平，并連續(xù)三個(gè)月成井 ，平均月進(jìn) ，達(dá)到了國內(nèi)外先進(jìn)水平，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，單從字面上理解并不難，但總感到難以掌握，學(xué)得不踏實(shí)。這是編寫本書的目的之三。開拓方式選擇的正確與否將影響礦井的建設(shè)速度和投產(chǎn)時(shí)間，并與全礦的總投資、勞動(dòng)生產(chǎn)率及煤炭的生產(chǎn)成本有著極大的關(guān)系。我國東北地區(qū)的雞西、鶴崗、阜新等老礦區(qū)，其小型煤礦所采用的片盤斜井開拓方式占有較大比重，且具有悠久的開采歷史。 近年來，隨著煤礦生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸機(jī)和大傾角強(qiáng)力皮帶運(yùn)輸機(jī)的廣泛應(yīng)用，礦井開拓有向斜井、斜立井聯(lián)合方式發(fā)展的趨勢(shì)。英國、日本、前蘇聯(lián)、德國等國家的一些大型礦井，采用斜井開拓的實(shí)例增多。甚至更大的坡度，故在施工方法及工藝、施工機(jī)械及配套等方面有自己的特色。 1971年，湖南建井第五工程處在漣邵礦區(qū)花萼里副斜井掘進(jìn)中，將耙斗機(jī)用于斜井施工，并與箕斗提升配套使用，裝滿一個(gè) 2ｍ箕斗只需 2分多鐘時(shí)間，創(chuàng)出月成井 ｍ的全國最高紀(jì)錄。這為解決大