非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法适用范围

《非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法》适用于非煤矿山建设，生产过程中利用凿岩台车进行开拓、采准、切割等平巷掘进施工。

非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法工艺原理

《非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法》的工艺原理叙述如下：

• 判定作业面可爆性原理

1.判定作业面岩体的完整性

根据《工程岩体分级标准》GB 50218-94，工程岩体的完整程度划分见表1和表2。

对于表1中完整和较完整的作业面，该工法称之为作业面完整；对于表1中较破碎和破碎的作业面，该工法称之为作业面破碎。

2.判定作业面岩石的坚硬程度

将凿岩台车的轴推力设置为7.5兆帕，以孔深3.5米为例，如果每孔的纯凿岩时间大于等于140秒，该岩石属“硬岩”；如果每孔纯凿岩时间小于140秒，该岩石属“软岩”。

3.确定作业面的可爆性

如果作业面完整，同时岩石属“硬岩”，那么该作业面属难爆作业面；否则，该作业面属易爆作业面。

• 倒三角掏槽原理

1.选择掏槽空孔数量

凿岩台车的钻孔深度为3~3.5米，根据表3，择2个空孔和3个空孔理论上均可。两大空孔掏槽方式见图1和图2。

将图1与图2比较，倒三角掏槽的补偿系数优于两大空孔掏槽。

另外掏槽方式中还有四空孔掏槽：一方面四空孔掏槽的补偿系数小于倒三角掏槽；另一方面四空孔多了一个大空孔，使凿岩时间变长，增加钻头的磨损，而且装药孔和四空孔之间容易发生穿孔现象。

综上所述，掏槽空孔的最佳数量为3个。

2.确定1段装药孔孔距

凿岩台车平巷掘进中空孔的直径为90毫米，装药孔的直径为48毫米。如图3所示，取1段装药孔与空孔的孔距为141毫米。

3.确定1段装药孔的位置

传统的三空孔掏槽方式中，1段装药孔位于三个空孔三角形外面，补偿系数小。而倒三角掏槽将1段装药孔移到三角形的内部，一方面空孔补偿系数大，另一方面爆破的力量从内向外掏槽效果非常好。

• 巷道成型爆破原理

围岩完整的作业面应用光面爆破技术，对于围岩破碎的作业面应用预裂爆破技术。

1.光面爆破技术

光面爆破效果取决于两方面：一方面是炮孔密集系数米，另一方面是爆炸能量。光面爆破要求炮孔间距小于抵抗线，即m<1，使应力波在两相邻炮孔间的传播距离小于应力波至临空面的传播距离，可使反射拉伸波从最小抵抗线方向折回之前造成贯穿裂缝，隔断反射拉伸波向围岩传播的可能，减少围岩破坏。该工法采用的密集系数m=0.75~0.90，效果较好。

减小药包直径，减少装药量，采用低密度和低爆速的炸药，以便控制炸药爆炸能量及其作用，降低爆炸冲击波的峰值压力，削弱它在岩石中引起的应力波强度，避免在炮孔周围产生压碎区，而使爆破作用集中到需要爆落的一侧岩石上，减弱对原岩体的破坏作用。该工法采用中32毫米小直径药卷，空气间隔装药。

2.预裂爆破技术

预裂爆破首先起爆周边眼，在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝。由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼、辅助眼的爆轰波能起反射和缓冲作用，减轻爆轰波对围岩的破坏影响，保持岩体的完整性，使爆破后的开挖面整齐规则。与光面爆破相比，可适当增大装药量。

非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法施工工艺

《非煤矿山凿台车平巷快速掘进施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

工艺流程见图4。

• 操作要点

一、测量放线

在凿岩台车平巷掘进过程中，测量放线起着重要的作用。在工程开工之前，首先要校验导线点：测量人员用全站仪采用测回法观测，一个测回，一次对中，长度测量差不得大于边长的1/3000，导线最大相对闭合差不超过13000。导线点校验后，巷道开口和中心线用经纬仪标定，巷道腰线用水准仪标定。巷道每掘进10米，测量人员标定一次巷道中心线和腰线。

二、清理作业面

凿岩台车进入作业面之前，施工人员首先检撬顶板，确认安全后凿岩台车方可进入。凿岩台车进入后，首先用水清洗作业面，然后将作业面的浮碴清理，之后施工人员利用三角耙将岩碴耙走。经过清理作业面，施工人员可画孔位，凿岩台车可安全快捷、准确无误地钻孔。

三、在作业面上画孔位

作业面炮孔类型分三种：掏槽孔、辅助孔和周边孔。在这三种炮孔中，掏槽孔和周边孔尤为重要，前者决定进尺，后者决定巷道成型。所以，在凿岩台车钻孔前，必须将掏槽孔和周边孔的孔位按照爆破设计点到作业面上。而辅助孔不需点到作业面上，由台车工自己负责布置，这样既不影响爆破效果，又可节省时间，提高施工效率。

四、判定作业面的可爆性

根据表1和表2，施工人员首先判定作业面的完整性。然后凿岩台车施工掏槽孔的三个空孔（空孔包括小孔施工和扩孔，在此只是完成小孔施工）和1段装药孔。通过这4个孔的施工，施工人员获得每孔纯凿岩的平均时间t，如果t≥140秒，该岩石属“硬岩”，否则属“软岩”。如果作业面完整，岩石属“硬岩”，那么该作业面难爆，否则该作业面易爆。

五、钻孔

1.炮孔深度：合理的炮孔深度有助于提高掘进速度和炮眼利用率，截至2009年，普遍存在加大孔深以减少作业循环次数的趋势。掏槽孔、辅助孔和周边孔的孔深相同，均为3.5米。该工法没有将掏槽孔设计超深，在所有炮孔孔深相同的情况下，爆破后作业面平整，方便下一次凿岩台车钻孔。

2.炮孔角度：掏槽孔和辅助孔均平行于巷道中心线并保持水平；顶眼向上倾斜2°，腰眼向外倾斜2°，底眼向下倾斜3°

3.钻孔顺序：钻孔顺序是按照炮孔的重要性制定的。首先钻掏槽孔，之后是周边孔，最后钻辅助孔。

4.炮孔布置图：巷道断面以4.2米×3.7米为例，难爆作业面炮孔布置见图5，易爆作业面炮孔布置见图6，图中1~7为钻孔顺序。

六、装药

1.装药系数（表4）

2.炸药选择（表5）

注：对于难爆作业面和易爆作业面炸药选择相同；水胶炸药可用乳化炸药代替。

3.装药方式（表6）

注：孔口采用炮泥填塞，如果没有炮泥，可利用纸壳用水浸湿后填塞。

光面爆破和预裂爆破需将小药卷炸药、导爆索绑扎在竹竿上，竹竿长度3.5米，直径不超过10毫米，竹竿提前在地面加工好。

七、连线、起爆

1.连线：将作业面所有炮孔内的塑料导爆管分成两组，左面一组，右面一组，每组在孔外再连接2发0段的塑料导爆管，这样确保每发导爆管引爆的雷管数不超过20个。最后将4发0段的塑料导爆管与起爆雷管连接。在此过程中，起爆用的雷管与导爆管捆扎端的端头距离不小于15厘米，并用胶布将雷管与导爆管均匀捆扎牢固。

2.起爆：使用导爆管击发器引爆0段导爆管，0段导爆管引爆孔内的导爆管，孔内导爆管引爆炸药。

八、通风

爆破后，开动11千瓦的轴流风机进行压入式局部通风，结合主扇通风使炮烟尽快消散。

九、出碴

经通风吹散炮烟、等待时间超过15分钟，检查确认井下空气合格后，使用Toro301D出碴。

• 施工组织

采用连续工作制，每天3班，每班8小时。

施工人员（1个机组）：凿岩台车每台班4个人，其中1个操作工、2个爆破工、1个辅助工。铲车每台班1个司机。操作工和辅助工负责清理作业面、钻孔；爆破工负责领药、装药、爆破。

施工设备（1个机组）：1台凿岩台车配1台Toro301D铲运机。凿岩台车和铲运机每月保养时间为2天。考虑设备故障及其他原因，每台设备每月实际工作天数不低于24天。

对于独头作业面：每班确保1炮，并在当班完成出碴，每月掘进不少于200米。

对于多作业面：凿岩台车完成2炮掘进，铲车完成2个作业面的出碴，每月掘进不少于400米。