掘進鉆爆法

鉆爆法，即是通過鉆孔、裝藥、爆破開挖巖石的方法，簡稱鉆爆法。這一方法從早期由人工手把釬、錘擊鑿孔，用火雷管逐個引爆單個藥包，發(fā)展到用鑿巖臺車或多臂鉆車鉆孔，應用毫秒爆破、預裂爆破及光面爆破等爆破技術。施工前，要根據地質條件、斷面大小、支護方式、工期要求以及施工設備、技術等條件，選定掘進方式。

1、全斷面掘進法，整個開挖斷面一次鉆孔爆破，開挖成型，全面推進。在隧洞高度較大時，也可分為上下兩部分，形成臺階，同步爆破，并行掘進。在地質條件和施工條件許可時，優(yōu)先采用全斷面掘進法。

2、導洞法，先開挖斷面的一部分作為導洞，再逐次擴大開挖隧洞的整個斷面。這是在隧洞斷面較大,由于地質條件或施工條件,采用全斷面開挖有困難時,以中小型機械為主的一種施工方法。導洞斷面不宜過大，以能適應裝碴機械裝碴、出碴車輛運輸、風水管路安裝和施工安全為度。導洞可增加開挖爆破時的自由面，有利于探明隧洞的地質和水文地質情況，并為洞內通風和排水創(chuàng)造條件。根據地質條件、地下水情況、隧洞長度和施工條件，確定采用下導洞、上導洞或中心導洞等。導洞開挖后，擴挖可以在導洞全長挖完之后進行，也可以和導洞開挖平行作業(yè)。

3、分部開挖法，在圍巖穩(wěn)定性較差，一般需要支護的情況下，開挖大斷面的隧洞時，可先開挖一部分斷面，及時做好支護，然后再逐次擴大開挖。用鉆爆法開挖隧洞，通常從第一序鉆孔開始，經過裝藥、爆破、通風散煙、出碴等工序，到開始第二序鉆孔，作為一個隧洞開挖作業(yè)循環(huán)。盡量設法壓縮作業(yè)循環(huán)時間，以加快掘進速度。20世紀80年代，一些國家采用鉆爆法在中硬巖中開挖斷面面積為100㎡左右的隧洞,掘進速度平均每月約為200m。中國魯布革水電站工程，開挖直徑8.8m的引水隧洞,單工作面平均月進尺達231m,最高月進尺達373.7m。

掘進工序分為主要工序和輔助工序。主要工序是直接在工作面上完成保證工作面進度的工序，以及在巷道掘進區(qū)域進行的支護作業(yè)。

主要工序由巷道穿過的巖石性質而定。掘進硬巖時，主要工序有鉆眼、裝藥、放炮、通風和工作面的安全檢查、裝巖、巷道支護；掘進軟巖的基本工序有： 開掘巖石、裝巖、支護。如采用風鎬、聯合機等方法開掘，則掘進作業(yè)有連續(xù)作業(yè)的特點。主要工序可以按嚴格的程序依次地完成，也可以在時間上同時進行(鉆眼和裝巖部分平行、鉆眼與支護完全平行)。

輔助工序是保證主要工序正常進行的工序，它包括調車、通風、排水、臨時支架、工作面鋪軌、照明、敷設風筒和電纜等工作。在大多數情況下它是與主要工序同時進行的，而不需占用掘進循環(huán)時間。

綜掘法是近 20 ～ 30 年內迅速發(fā)展起來的一種先進的巷道掘進技術，其關鍵設備是掘進機，主要以懸臂掘進機和刀盤掘進機為主，集切割、裝載及轉運、降塵等功能于一體的大型高效聯合作業(yè)機械設備，連續(xù)掘進是其主要特點，稱作巖巷掘進第 3類作業(yè)線。近年來，掘進機在我國煤礦巷道掘進中逐步得到推廣使用，并積累了一定的經驗，收到了一定的成果。特別是綜合機械化采煤的發(fā)展，大大加快了掘進速度。多數礦井都使用了掘進機，取得了較好的經濟效益。據統(tǒng)計，在全國礦井中使用的各類型掘進機共計200多種，為增加掘進進尺發(fā)揮了積極的作用。巷道掘進機是巷道掘進技術發(fā)展的方向。

與鉆爆法相比具有以下有點：

1、連續(xù)掘進，工序沒有間斷性。

2、圍巖不受破壞，掘進斷面規(guī)整，從而增加了巖層的支撐能力和巷道的穩(wěn)定性，有利于使用輕型支架，加大

棚距，更有利于以噴射凝土作為支架。

3、沒有爆破震動、煙霧，改善了作業(yè)環(huán)境。

4、施工安全。

5、可大幅度提高掘進速度，平均日進尺在10m以上，一般月掘進尺可達到200m以上。 2100433B

采用聯合掘進機連續(xù)破碎巖石和出碴，一次形成巷道的機械化平巷特殊法掘進作業(yè)。與鉆爆法相比較，平巷掘進機掘進的優(yōu)點是：作業(yè)過程連續(xù)進行，掘進速度快，機械化程度高，勞動強度低，對圍巖破壞小，安全性高，周壁光滑，不超挖、欠挖、巷道質量好。其缺點是： 機體龐大，掘進成本高，適應性差，不能掘彎道，僅用于軟土地層和中硬巖層的掘進。

平巷掘進機械主要用于地下礦山、鐵路、公路和水利工程等的平巷掘進工程。平巷掘進機械按掘進工藝方法分為循環(huán)掘進式和連續(xù)掘進式機械。循環(huán)掘進式機械經鉆孔、爆破、出碴、支護等工序多次循環(huán)完成巷道掘進，各工序使用不同的機械。鉆孔使用掘進鉆車、鉆裝車;爆破使用裝藥器和裝藥車;出碴使用鏟斗裝載機、蟹爪裝載機、立爪裝載機、耙斗裝載機、鏟插裝載機、振動裝載機和地下鏟運機、車箱式裝運機、儲槽振動裝運機;支護使用松石撬落機、架棚機、錨桿鉆裝車、錨索鉆裝車、混凝土噴射機、混凝土澆灌機、旋噴注漿機，以及管線架設機等。連續(xù)掘進式機械可同時進行破巖、出碴和支護作業(yè)，連續(xù)鉆進成巷，稱為平巷鉆進機。連續(xù)掘進式機械按破巖方式分為分斷面式和全斷面式的。分斷面式機械主要有截盤式、懸臂式、擺輪式和沖擊式四種。全斷面式機械主要有支撐式和盾構式兩種。

總的發(fā)展趨勢是： 循環(huán)作業(yè)平巷掘進機械規(guī)格微型化和大型化，多功能化和自動化。連續(xù)作業(yè)平巷鉆進機小型化，提高對巖層的適應性，擴大應用范圍。

本書系統(tǒng)介紹掘進機的發(fā)展歷程、應用現狀與展望，掘進機的分類、組成、選型原則與實例；從掘進機與巖體相互作用的角度研究滾刀破巖規(guī)律、巖體各因素對掘進機掘進過程的影響；從優(yōu)化破巖的角度研究刀盤優(yōu)化設計、掘進機的推力、扭矩設計、支護體系設計原則。

煤巷掘進鑿巖爆破掘進

一般用手持式防爆煤電鉆，或用架柱式強制推進的煤電鉆。用毫秒雷管全斷面一次爆破，其總延期時間不得超過 130ms。多用耙斗裝載機、蟹爪裝載機和鏟斗帶式裝載機裝煤。在長距離煤巷掘進中可采用轉載機，以縮短裝載時間，提高調車效率。中國遼寧阜新高德煤礦，1980年9月煤巷月進1541m。

煤巷掘進聯合掘進機

速度快、勞動強度小、工作安全，世界各主要產煤國應用較多。中國制造的ELM型懸臂式掘進機(見彩圖)，用于斷面為5.0～8.3m2中硬以下的煤巷和半煤巖巷，生產能力50t/h。懸臂式掘進機,由工作機構、裝運機構、轉載機構、支撐機構、行走機構、油壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。工作機構的主要部分是懸臂和切割頭。懸臂用油壓控制，可上下或水平擺動，也可適當伸縮。切割頭大多為圓錐形或筒形，周圍鑲有截齒，以破碎煤巖。為充分發(fā)揮煤巷掘進機的生產能力和加快煤巷掘進速度，運輸設備的配套方式有煤巷掘進機與鏈板輸送機配套和煤巷掘進機與倉式列車配套兩種。聯合掘進機的掘進速度很快，通常采用錨噴支護；在松軟煤層或破碎帶中可用金屬支架。中國開灤林西煤礦于1982年8月用AM-50型煤巷掘進機月進1312m。

煤巷掘進水力掘進

在水力采煤區(qū)中使用。由高壓水射流破下的煤，被水沖到鋪在巷道底板上的溜槽內，自溜到巷道下部的煤水沉淀池中。

半煤巖巷掘進在巷道斷面內，既有煤層，又有巖層，一般采取破底掘進，以保證巷道頂板的完整。煤層厚度小于0.5m時可全斷面一次掘進；大于0.5m時，采用煤巖分掘分運的方式，以保證出煤質量。2100433B