立井井筒基岩施工
立井井筒基岩施工是指在表土層或風化岩層以下的井筒施工，根據井筒所穿過的岩層的性質，目前主要以采用鑽眼爆破法施工為主。根據井筒掘砌作業方式的不同，井筒鑽眼爆破法的主要施工工序包括鑽眼爆破、抓岩提升、卸矸排矸和砌壁支護等。
近幾年來，我國立井井筒基岩施工機械化水平有了很大的提高。以深孔光爆、設備大型化、支護機械化和注漿堵水打幹井為主要內容的鑿井技術有了長足的發展。使我國立井井筒施工出現了一個嶄新的麵貌，為加快建井速度，改善勞動條件，提高工效提供了可靠的物質基礎和技術保證。
第一節 鑽眼爆破
在立井基岩掘進中，鑽眼爆破工作是一項主要工序，約占整個掘進循環時間的20~30％。鑽眼爆破的效果直接影響其它工序及井筒施工速度、工程成本，必須予以足夠的重視。
為提高爆破效果，應根據岩層的具體條件，正確選擇鑽眼設備和爆破器材，合理確定爆破參數，以及采用先進的操作技術。
一、鑽眼工作
在整個鑽眼爆破工作中，鑽眼所占的工時最長。加快鑽眼速度、加大眼深、提高眼孔質量，以及提高鑽眼的機械化程度為其主要發展方向。為適應立井施工的要求，鑿岩機應具有鑽速高、扭矩大、適應性強和運轉可靠的特點。
(一)鑽眼機具的選擇
1.鑿岩機
20世紀50年代初，我國研製了YT30型鑿岩機，是當時立井掘進的主要機具。60年代末，我國先後引進了日本古河廠的322D型、日本東洋廠的TY76LD型、瑞典阿特拉斯的BBD-90型、芬蘭塔母佩勒廠的K-90型等風動鑿岩機。70年代初，我國又研製成功中頻的YT-23（7655）型、YT-24型、高頻的YTP-26型等新型鑿岩機，取代了YT30型。並和研製成功的環形鑽架配套，使立井鑽眼深度達到2～2.5m。70年代末，外回轉重型鑿岩機如YGZ-70型，已成為我國傘型鑽架的主要配套機型。使立井的鑽眼深度可達到3～4m。到80年代末已在我國的主要礦區的立井施工中廣泛使用並取得了較好的經濟效益。
液壓鑿岩機的出現，顯示了它獨特的優越性能。我國在吸取了國外先進經驗的基礎上，已由湘江風動工具廠研製成功了YYG-90型液壓鑿岩機，為我國的立井掘進鑽孔提供了較先進的設備。
立井基岩施工采用手持式鑿岩機，由於裝備簡單，易於操作，目前仍被廣泛采用，在軟岩和中硬岩中，用它鑽鑿眼徑為39～46mm，眼深為2m左右的炮眼效果較好，如加大加深眼孔，鑽速將顯著降低。為縮短每循環的鑽眼時間，可增加鑿岩機同時作用台數，一般工作麵每2～4m2布置一台。
手持式鑿岩機打眼速度慢（每台約3～4m/h），勞動強度大，眼孔質量較難掌握，特別在硬岩中大深眼更為困難，故它隻適用於斷麵較小，岩石不很堅硬的淺眼施工，難以滿足深孔爆破和快速施工的需要。
2.傘形鑽架
傘形鑽架是由鑽架和重型高頻鑿岩機組成的風液聯動導軌式鑿岩機具。由於它具有結構緊湊、機動靈活、鑽眼速度快的優點，目前已成為我國立井中深孔爆破的主要鑽眼設備。引進的有日本的古河四臂、六臂和德國的六臂、九臂等機型，我國自行研製並應用較廣的為FJD係列，其動力有風動和液壓兩種，其中以FJD-6型應用較多，其結構如圖6-1所示，主要結構特征見表6-1。
圖6-1 FJD係列傘形鑽架的結構
1－吊環；2－支撐臂；3－中央立柱；4－液壓閥；5－調高器；6－底座；7－風馬達及油缸；8－滑道；
9－動臂油缸；10－動臂；11－升降油缸；12－推進風馬達；13－鑿岩機；14－滑軌；15－操作閥組；16－活頂尖
表6-1 傘形鑽架的技術特征
名 稱 FJD-4 FJD-6 FJD-6A FJD-9 FJD-9A
適用井筒直徑 / m 4.0~5.5 5.0~6.0 5.5~8.0 5.0~8.0 5.5~8.0
支撐臂數量 / 個 3 3 3 3 3
支撐範圍 / m φ4.0~6.0 φ5.0~6.8 φ5.1~9.6 φ5.0~9.6 φ5.5~9.6
動臂數量 / 個 4 6 6 9 9
鑽眼範圍 / m φ1.2~6.5 φ1.34~6.8 φ1.34~6.8 φ1.54~8.60 φ1.54~8.60
推進行程 / m 4.2 3.0 4.2 4.0 4.2
鑿岩機型號 YGZ-70 YGZ-70 YGZ-70,YGZX-55 YGZ-70 YGZ-70
使用風壓 / MPa 0.5～0.6 0.5～0.6 0.5～0.6 0.5～0.7 0.5～0.7
使用水壓 / MPa 0.4～0.5 0.4～0.5 0.4～0.5 0.3～0.5 0.3～0.5
總耗風量 / m2/min 40 50 50 90 100
收攏後外形尺寸 / m φ1.2×4.0 φ1.5×4.5 φ1.65×7.2 φ1.6×5.0 φ1.75×7.63
總重量 / t 4.0 5.3 7.5 8.5 10.5
傘形鑽架由中央立柱、支撐臂、動臂、推進器、操縱閥、液壓與風動係統等組成。打眼前，用提升機將傘鑽從地麵垂直吊放於工作麵中心的鑽座上，並用鋼絲繩懸掛在吊盤上的氣動機上，然後接上風、水管，開動油泵馬達，操縱調高器，操平傘鑽。支撐臂靠升降油缸由垂直位置提高到水平向上成10°～15°位置時，再由支撐油缸驅動支撐臂將傘鑽撐緊於井壁上，即可開始打眼。打眼工作實行分區作業，全部炮眼打眼結束後收攏傘形鑽架，再利用提升鉤頭提到地麵並轉掛到井架翻矸平台下指定位置存放。
傘形鑽架的鑿岩機必須配用高強度合金鋼釺杆，我國YGZ-70型鑿岩機所配製的中空矽錳鉬釺鋼（ZK55SiMnMo），使用效果良好。采用這種鑿岩機時，眼深一般不大於一次推進行程。當鑽鑿更深的炮眼時，也可以采用套釺或用絲扣接長鑽杆。
選用傘鑽打眼，應注意井口應留出傘鑽吊運空間和安設移位裝置；打眼時傘鑽應始終吊掛在鉤頭或吊盤上，以防支撐臂偶然失靈使鑽架傾倒。
利用傘鑽打眼時，傘鑽的架設、收攏和提放等工序均要占用工時。但它機械化程度高、鑽速快、一次行程大，鑽眼工序的總時間可縮短，對深孔爆破尤為適用，目前已在我國立井井筒施工中得到了普遍的推廣應用。今後，應重點解決鑿岩機的噪音問題，積極配用液壓鑿岩機，進一步提高鑽眼效率和推進行程。
(二)供風和供水
在鑽眼工作時，傘鑽和鑿岩機的壓風和水的供應是通過並列吊掛在井內的壓風管（φ150mm鋼管）和供水管（φ50mm鋼管）由地麵送至吊盤上方，然後經三通、高壓軟管、分風（水）器和膠皮軟管將風、水引入各風動機具。工作麵的軟管與分風（水）器，均用鋼絲繩懸吊於吊盤上的氣動機上，放炮時提至安全高度。
當采用手持式鑿岩機打眼時，為減少工作麵風（水）管線之間及其與井內其它設備間的幹擾，可將風（水）和自動注油係統組合在一起製作成風水籠，由風水籠向各鑿岩機供應風、水、油。
當采用傘鑽打眼時，可由供風（水）係統幹管末端引出軟管，直接與鑽架上的風（水）幹管相接，然後分配給各鑿岩機。
鑿岩機要求供水壓力一般不超過0.3～0.5MPa，當井深超過50m時，應設置降壓閥或其它降壓裝置。
二、爆破工作
爆破工作主要包括爆破器材的選擇和爆破參數的確定，並編製爆破圖表和說明書。
(一)爆破器材的選擇
立井井筒掘進時的爆破器材選擇主要是炸藥和雷管的選擇。炸藥主要根據岩石的性質、井筒湧水量、瓦斯和炮眼深度等因素來進行選定。而雷管目前主要采用8號電雷管。
我國立井井筒爆破用炸藥主要有銨梯炸藥和膠質炸藥兩大類。
銨梯炸藥，其主要成分是硝酸銨、梯恩梯和木粉。其成本較低、使用較安全，但因硝酸銨具有較強的吸濕性，所以抗水性較差。隻用於淺孔無水、無瓦斯岩層或光麵爆破的周邊眼中。常用的2號及4號岩石銨梯炸藥，標準直徑分別為φ32mm、φ35mm和φ38mm，重量為100g、150g和200g三種。光麵爆破應改裝成細藥卷（如φ25mm），使用時藥卷外麵應包有臘紙或塑料袋。為了能夠在有水的情況下應用，在該炸藥中加入瀝青、石蠟等憎水劑；為了提高炸藥的爆炸性能和爆破效率，可采用抗水銨梯黑、銨梯鋁等高威力炸藥。
膠質炸藥，是以硝化甘油為主要成分。具有密度大、可塑性好、抗水性能強和威力高的優點，但是它的感度較高，使用安全性能較差，成本較高。
目前我國立井井筒施工普遍采用水膠炸藥，這是一種由氧化劑水溶液為載體加入膠結劑、膠聯劑、可燃劑、敏化劑等添加劑組成的硝酸銨類含水炸藥。它具備了立井爆破要求的抗水性強、裝藥密度高、使用安全、威力大的特點。我國已生產出了高威力1號、2號、鋁100型岩石水膠、一般威力3號和煤礦安全型等品種，並已在我國立井施工中廣泛應用。
(二)爆破參數的確定
由於立井穿過的岩層變化大，影響爆破參數效果的因素較多，目前，對爆破各參數還沒有確切的理論計算方法。因此，在設計時，可根據具體條件，用工程類比或模擬試驗的方法，並輔以一定的經驗計算公式，初選各爆破參數值，然後在施工中不斷改進，逐步完善。其主要爆破參數為：
1.炮眼深度
炮眼深度不僅對鑽眼爆破工作本身，而且對其它施工工序機施工組織都有重要影響，它決定著循環時間及勞動組織方式。
《礦山井巷工程施工及驗收規範》規定：立井井筒眼深小於2m的為淺眼，2～3.5m的為中深眼，大於3.5m的為深眼。最佳的眼深，應以在一定的岩石與施工機具的條件下，能獲得最高的掘進速度和最低的工時消耗為主要標準。
當采用手持式鑿岩機時，一般眼深以2m左右為宜；若采用傘鑽，能順利鑽鑿3.5～4m的深眼，如接釺鑽進，改進排粉能力，炮眼還可以加深。當眼深超過6m時，鑽速明顯降低，夾釺事故增多，如要加大眼深必須進一步研製和采用新型鑽具（如液壓式）。
炮眼深度還受掏槽效果的限製，以目前的爆破技術，當炮眼過深時，不但降低爆破效率，還會使眼底岩石破碎不充分，岩幫不平整，岩塊大而不勻，給裝岩、清底以及下一循環的鑽眼工作帶來困難。
此外，炮眼深度還與炸藥的傳爆性能有關，通常，采用40mm眼徑，裝入32mm直徑的硝銨炸藥，用一個雷管起爆，隻能傳爆6～7個藥卷，最大傳爆長度為1.5～2m（相當於2.5m左右的眼深）。若裝藥過長，不但爆轟不穩定，效率低，甚至不能完全起爆。因此，采用中深或深眼時，就應從增大炸藥本身的傳爆性能及消除管道效應著手，改變炸藥品種，藥卷裝填結構和采用導爆索和雷管的複合起爆方式。
從鑽眼全過程分析，每循環鑽眼的輔助時間（如運送鑽具、安鑽架、移眼位、藥卷的運送裝填、人員撤離和通風檢查等），對不同的眼深變化不太大。當鑽深眼時，雖然單孔純鑽眼時間增加了，但折合到單位炮眼長度的鑽鑿輔助時間卻減少了，同時也大大縮小了裝岩和支護工作輔助時間的比例。因此，以大抓岩機與傘鑽所組成的立井施工機械化作業線，必須采用深孔爆破，才能更好地發揮效益。
循環組織是確定炮眼深度的重要依據，為積極推行正規循環作業，實現生產崗位責任製，應盡可能避免跨班循環，力求做到每日完成整循環數。因此，有些施工單位常根據進度要求及循環組織形式，來推算炮眼深度，即
（6-1）
式中 l—炮眼深度，m；
L—井筒施工計劃月進度，m；
N—每月實際作業天數；平行作業時取30d；錨噴擁擠支護單行作業取25～27d；澆灌混凝土單行作業時取18～20d；
n—日完成循環數；一般淺眼每日2～4個循環，中深眼每日1～2個循環；
η—炮眼利用率，一般取0.8～0.9；
η1—月循環率，考慮到難於預見的事故影響（如地質變化、機電故障等）取0.8～0.9。
應該指出，上述經驗公式是以循環組織為主要依據來選擇眼深，但循環組織的確定，又隨炮眼深度變化而變化，兩者互為因果。因此，先初選日循環數，然後求得眼深，往往不一定是技術經濟上的最優值，這種方法對采用手持式鑿岩機打眼、淺眼多循環的工作麵尚有一定的實用性，而對當前主要以機械化配套的深孔爆破，一般均以傘鑽的一次推進深度來進行確定。當然，實際工作中應結合具體條件來確定合理的炮眼深度。
2.炮眼直徑
用手持式鑿岩機鑽眼，采用標準直徑Φ32～35mm藥卷時，炮眼直徑常為Φ38～43mm，隨著鑽眼機械化程度的提高，眼深的加大，小直徑炮眼已不能適應需要，必須采用更多直徑的藥卷和眼徑。一般來說，藥包直徑以35～45mm為宜，則炮眼直徑比藥卷直徑大3～5mm。
炸藥隨其藥卷直徑的加大，爆速、猛度、爆力和殉爆距也相應增大，但直徑超過極限值後（硝銨炸藥為60～80mm），上述參數就不再增加。因此，應在極限直徑內，加大藥卷直徑，提高爆破效果。
當藥卷直徑加大時，炸藥的集中係數和爆破作用半徑也增大，可減少工作麵的炮眼數目。據統計，藥卷直徑由32mm增大到45mm時，眼數可減少30%左右。這樣，雖因眼徑加大，鑽眼的純鑽速有所降低，但每循環的眼數減少，總的鑽眼時間還是縮短了。
為使爆破後，井筒斷麵輪廓規整，采用大直徑炮眼時，應適當增加周邊眼數目（一般5～7個）。當采用錨噴支護時，應用光麵爆破。目前，在深眼中，已采用55mm的眼徑（藥徑為45mm），並取得了良好的爆破效果。
3.炸藥消耗量
炸藥消耗量主要用單位炸藥消耗量（爆破每立方米實體岩石所需的炸藥量）來表示，它是決定爆破效果的重要參數。裝藥過少，爆破後岩石塊度大、井筒成型差、炮眼利用率低；藥量過大，既浪費炸藥，並有可能崩壞設備，破壞圍岩穩定性，造成大量超挖。
影響單位炸藥消耗量的因素很多，如岩石堅硬、裂隙層理發達、炸藥的爆力小、藥徑小，炸藥的消耗量就大。
爆破時，接近上部自由麵的圍岩呈不均勻壓縮狀態，剪應力集中，有利於爆破。但炮眼過淺，炸藥爆生氣體易從岩石裂隙中逸出，造成能量損失。反之，眼孔深部岩石接近於三向均勻壓縮狀態，需更多的能量去破碎和拋擲岩石。因此，對於每個工作麵都有個最佳炮眼深度，使單位炸藥消耗量小，爆破效果好。
目前，炸藥消耗量的經驗計算公式，因受工程條件變化的限製，隻能作為參考，因而施工單位常參照國家頒布的預算定額來選定，如表6-2。
表6-2 立井掘進每立方米炸藥和雷管消耗量定額
井 筒
淨直徑
/ m 淺 孔 爆 破 中深孔爆破
f < 3 f < 6 f < 10 f > 10 f < 6 f < 10
炸藥/kg 雷管/個 炸藥/kg 雷管/個 炸藥/kg 雷管/個 炸藥/kg 雷管/個 炸藥/kg 雷管/個 炸藥/kg 雷管/個
4.0 0.81 2.06 1.32 2.33 2.05 2.97 2.68 3.62
4.5 0.77 1.91 1.24 2.21 1.90 2.77 2.59 3.45
5.0 0.73 1.87 1.21 2.17 1.84 2.69 2.53 3.36 2.10 1.09 2.83 1.24
5.5 0.70 1.68 1.14 2.06 1.79 2.60 2.43 3.17 2.05 1.07 2.74 1.20
6.0 0.67 1.62 1.12 2.05 1.75 2.53 2.37 3.08 2.01 1.01 2.64 1.14
6.5 0.65 1.55 1.08 1.96 1.68 2.44 2.28 2.93 1.94 0.97 2.55 1.10
7.0 0.64 1.53 1.06 1.91 1.62 2.34 2.17 2.78 1.89 0.93 2.53 1.09
7.5 0.63 1.49 1.04 1.88 1.57 2.27 2.09 2.66 1.85 0.90 2.47 1.06
8.0 0.61 1.43 1.00 1.84 1.56 2.23 2.06 2.60 1.78 0.86 2.40 1.02
實際工程施工中，也可按已往的經驗，先布置炮眼，並選擇各類炮眼的裝藥係數，依次求得各炮眼的裝藥量、每循環的炸藥量和單位炸藥消耗量。表6-3通常情況下的炮眼裝藥係數參考值。
表6-3 炮眼裝藥長度係數參考值
炮眼名稱 岩石的堅固性係數
1～2 3～4 5～6 8 10 15～20
掏槽眼 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.80
崩落眼 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.70
周邊眼 0.40 0.45 0.55 0.60 0.65 0.75
注：1.立井穿過有沼氣煤塵爆炸危險地層時，裝藥長度係數應按《煤礦安全規程》規定執行。
2.周邊眼之上述數據不適用於光麵爆破。采用光麵爆破時，周邊眼每米裝藥量約為100～400g（2號硝銨炸藥）。
4.炮眼布置
通常，井筒多為圓形斷麵，炮眼采用同心圓布置。
（1）掏槽眼
它是在一個自由麵條件下起爆，是整個爆破的難點，應布置在最易鑽眼爆破的位置上，在均勻岩層中，可布置在井筒中心；急傾斜岩層，應布置在靠井中心岩層傾斜的下方。常用的有下列幾種掏槽方式：
①直眼掏槽。其炮孔布置圈徑一般為1.2～1.8m，眼數為4～7個左右，由於打直眼，易實現機械化，岩石拋擲高度也小，如要改變循環進尺，隻需變化眼深，不必重新設計掏槽方式。但它在中硬以上岩層中進行深孔爆破時，往往受岩石的夾製，難於保證良好效果。為此，除選用高威力炸藥和加大藥量外，可采用二階或三階掏槽，即布置多圈掏槽，並按圈分次爆破，相鄰每圈間距為200～300mm左右，由裏向外逐圈擴大加深，各圈眼數分別控製在4～9個左右，見圖6-2。由於分階掏槽圈距較小，炮眼中的裝藥頂端，應低於先爆眼底位置，並要填塞較長的泡泥，以提高爆破效果。
②斜眼錐形掏槽。其炮眼布置傾角（與工作麵的夾角）一般為70°～80°左右，眼孔比其它眼深200～300mm，各眼底間的距離不得小於200mm，各炮眼嚴禁相交。這種掏槽方式，因打斜眼而受井筒斷麵大小的限製，炮眼的角度不易控製。但它破碎和拋擲岩石較易。為防止崩壞井內設備，常常增加中心空眼，其眼深為掏槽眼的1/2～1/3左右，用以增加岩體碎脹補償空間，集聚和導向爆破應力，見圖6-3。它適用於岩石堅硬，一般直徑的淺眼掏槽，如要用於中深眼，擬與直眼掏槽結合。
為增加岩石破碎度及拋擲效果，可在井筒中心鑽鑿1～3個空眼，眼深超過最深掏槽眼500mm以上，並在眼底裝入少量炸藥，最後起爆。
在傾斜岩層中，亦可采用楔形掏槽。
圖6-2直眼掏槽 圖6-3 錐形掏槽
（2）周邊眼
立井施工中，應采用深孔光麵爆破，這時應將周邊眼布置在井筒輪廓線上，眼距為400～600mm左右。為便於打眼，眼孔略向外傾斜，眼底偏出輪廓線50～100mm，爆破後井幫沿縱向略呈鋸齒形。
（3）輔助眼（崩落眼）
輔助眼（崩落眼）界於掏槽眼與周邊眼之間，可多圈布置，其最外圈與周邊眼的距離要滿足光爆層要求，一般以500～700mm為宜。也可根據岩石條件與炸藥類型，按光麵爆破要求進行計算。其餘崩落眼圈距取600～l000mm，按同心圓布置，眼距為800～1200mm左右。
5.裝藥結構與起爆技術
合理的裝藥結構和可靠的起爆技術，應使藥卷按時序準確無誤起爆，爆轟穩定，完全傳爆，不產生瞎炮、殘炮、壓死、空炮和帶炮等事故，並要求裝藥聯線操作簡單、迅速和可靠。
（1）傳爆方向和炮泥封口
在普通小直徑淺眼爆破中，常采用將雷管及炸藥的聚能穴向上，引藥置於眼底（或倒數第2個）的反向爆破，以增強爆炸應力，增加應力作用時間和底部岩石的作用力，提高爆破效果。
反向爆破引爆的導線較長，裝藥較麻煩，在有水的炮眼中，要防止起爆藥受潮。眼口要用炮泥封堵，其充填長應不少於0.5m。
（2）裝藥結構與防水措施
在淺眼爆破施工中，過去常用臘紙包藥卷和紙殼雷管，並外套防水袋逐卷裝填，它對有水的深孔爆破，裝藥費時，防水性差。施工單位將藥卷兩端各套一乳膠防水套，並裝在長塑料防水袋中，一次可填裝4m左右的深眼，能達到裝填迅速，質量可靠。也有采用薄壁塑料管，裝入炸藥和雷管，做成爆炸纜，一次裝入炮眼中。這種方式操作簡單，可在現場臨時加工，防水性能好，既可裝入較大直徑的高威力炸藥，又可填入小直徑低威力藥卷，滿足光麵爆破的要求。
與巷道施工一樣，掏槽眼與崩落眼的眼孔與藥卷間應采用小間隙的連續裝藥結構，周邊眼應采用徑向和軸向空氣間隙的裝藥結構。
（3）起爆方法和時序
在深度不大的炮眼中，藥卷均采用電雷管起爆。對於深孔或光麵爆破，常采用電雷管－導爆索起爆。
立井爆破都是由裏向外，逐圈分次起爆，它們的時差應利於獲得最佳爆破效果和最少的有害作用。對於掏槽眼和輔助眼，後圈藥包應在前圈爆炸後，岩石開始形成裂縫，岩塊尚未拋出，殘餘應力消失之前起爆效果最好，間隔時間一般為25～50ms。周邊眼應在鄰近一圈的輔助眼爆破後，充分形成自由麵，岩塊拋出，但尚未落下前（衝擊波已減弱）起爆效果最好，其間隔時間取100～150ms。有沼氣工作麵，總起爆間隔時間不得超過130ms。
應該指出，合理的時差是與岩石性質、工作麵條件有關。硬而脆的岩石，或有兩個自由麵時，時差可小些。炮眼深、眼距大時，可大些。
（4）電爆網路
它包括起爆電源、放炮母線、連接線和電雷管（包括導爆索）所組成的電力起爆係統。
由於井筒斷麵較大，炮眼多，工作條件較差，為防止因個別炮眼聯線有誤，而釀成全網路的拒爆，一般不用串聯，而用並聯或串並聯的聯線方式。並聯電路需要大的電能，它的起爆總電流隨著電網中雷管並聯數的增加而加大，這就要求有高能量的放炮電源；另一方麵應盡量減少線路電阻，所以一般都采用地麵的220V或380V的交流電源起爆。
在地麵設置專用電源開關盒，井筒內敷設專用爆破電纜，工作麵設木樁架起一定高度的裸鋁線或裸鐵絲作為與電雷管腳線的連接線，組成專用的爆破網絡。在有瓦斯的工作麵實施爆破時，采用有限時裝置的防爆型放炮開關。
由於各雷管的電阻及感度有誤差，網絡中各分路的電阻也有較大差別，即使總電流滿足要求，往往因分路電流分配不勻，也能使某些雷管不能在短時間內同時得到發火電流而造成瞎炮。為此，選用的網路型式要合理。我國立井掘進爆破常用的網路有串聯、並聯和混聯。由於以交流電作起爆電源，故以應用並聯或串並聯網路為多。圖6-4中的四種網路型式中，閉合反向並聯方式可使各雷管的電流分配較為均勻。
當其它條件相同時，串並聯聯線方式可提高單個雷管所得的電流，選擇時，力求各串聯組的線路電阻相近。但由於串並聯連接線較複雜，在施工中用得較少。
不論那種聯線方式，均要驗算各雷管的放炮電流，其值不應小於雷管的準爆電流。
（a） （b） （c） （d）
圖6-4 並聯爆破網路圖
a－閉合反向並聯；b－閉合正向並聯；c－不閉合反向並聯；d－串並聯
目前，立井施工爆破還采用電磁雷管起爆，采用電磁雷管抗雜散電流能力強，爆破比較安全，但同樣必須保證起爆電流，方可達到安全起爆。
6.爆破安全
立井井筒施工時的裝藥、聯線和放炮工作，應嚴格遵守《煤礦安全規程》的有關規定，並應注意下列幾點：
①製作藥卷必須離井筒50m以遠的室內進行，並要認真檢查炸藥、雷管是否合格，引藥隻準放炮員攜送入井；
②裝藥前，應先檢查放炮母線是否斷路，電阻值是否正常。然後將工作麵的工具提出井筒，設備提至安全高度，吊桶上提至距工作麵0.5m高度。除規定的裝藥人員與信號工、水泵司機外，其餘人員必須撤至地麵；
③聯線時切斷井下一切電源，用礦燈照明，信號裝置及帶電物也提至安全高度；
④放炮前，檢查線路接點是否合格，各接點必須懸空，不得浸入水中或與任何物體接觸。當人員撤離井口，開啟井蓋門，發出信號後，才允許打開放炮箱合閘放炮，放炮工作隻能由放炮員執行；
⑤放炮後，檢查井內設備，清除崩落在設備上的矸石；
⑥如有瞎炮，必須在班、組長直接指導下，查明原因，或重新聯錢放炮，或在距瞎炮0.3m以外處另打新眼，裝藥放炮。嚴禁用鎬刨引藥或用壓風吹眼，並要仔細收集炸落未爆的藥卷；
⑦穿過有瓦斯煤層時，其安全措施與平巷相同。
(三)爆破圖表
由於井筒穿過多種不同岩層，故應根據岩石堅硬性及其構造情況，先大致歸並為幾大類，再分別編製不同的爆破圖表，分類選用。圖6-5及表6-4、6-5、6-6為某立井井筒施工的爆破圖表。
1.爆破條件
表6-4 爆 破 條 件
序號 名 稱 內 容
1 井筒深度 705m
2 掘進直徑 7.7m
3 掘進斷麵 46.57m2
4 岩石類型 表土占4.2%；砂岩占49.25%；泥岩占45.75%；分f≥8及f<6兩類
5 瓦斯等級 低瓦斯礦井
6 湧水情況 最大為54m3/h
7 鑽眼方式 六臂傘鑽
8 炸藥類型 水膠炸藥
9 炮眼直徑 55mm
10 雷管類型 毫秒延期電雷管
2.爆破參數
表6-5 爆 破 參 數
圈別 眼號 眼數
/個 圈徑
/m 炮眼
傾角
/° 炮眼深度 炮眼位置 裝藥量 裝藥
係數 起爆
順序 聯線
方式 備注
每個
炮眼
/m 每圈
炮眼
/m 眼
間距
/mm 眼
圈距
/m 每個
藥包數
/個 炮眼
藥量
/kg 每圈
裝藥量
/kg
1 1～6 6 1.6 90 4.0
(3.4) 24
(20.4) 800
(800) 400
(500) 6
(4) 4.88
(3.25) 29.28
(19.5) 0.67
(0.53) 1.2
(1) 串
聯 括號
內數
字為
f < 6
時的
爆破
參數
2 7～16
(7～14) 10
(8) 2.4
(2.6) 90 4.0 40
(32) 742
(995) 850 4
(3) 3.25
(2.44) 32.5
(19.52) 0.45
(0.34) 3
(2)
3 17～32
(15～28) 16
(14) 4.1
(4.4) 90 3.9 62.4
(54.6) 800
(979) 700 4
(3) 3.25
(2.44) 52
(34.16) 0.46
(0.34) 4
(3)
4 33~54
(29~48) 22
(20) 5.8
(6.1) 90 3.9 85.8
(78) 825
(954) 200 (4)
3 3.25
(2.44) 71.5
(48.8) 0.46
(0.42) 5
(4)
5 55~88
(49~84) 34
(36) 7.2
(7.5) 90
(87) 3.9 132.6
(140.4) 664
(654) 4 3.25
(2.13) 110.5
(76.68) 0.46
(0.42) 6
(5) 6
(5)
6 89~122 34 7.6 9. 3.9 132.6 701 1 0.44 14.96 0.27 7
3.炮眼布置
圖6-5 炮眼布置圖
4.爆破預期效果
表6-6 爆破預期效果
序號 爆破指標 單位 數量
1 炮眼利用率 % 87.9（平均）
2 每循環進尺 m 3.43（平均）
3 每循環爆破實體岩石量 m3 159.74（平均）
4 每循環炸藥消耗量 kg 310.74（198.66）
5 單位原岩炸藥消耗量 kg/m3 1.94（1.24）
6 每米井筒炸藥消耗量 kg/m 90.59（57.90）
7 每循環炮眼長度 m 477.4（325.4）
8 單位原岩炮眼長度 m/m3 2.99（2.04）
9 每米井筒炮眼長度 m/m 139.59（94.87）
10 單位原岩雷管消耗量 個/m3 0.76
11 每米井筒雷管消耗量 個/m 32
注：括號內數值為f<6的爆破參數。
第二節 裝岩工作
裝岩是立井井筒掘進循環中最重要的一項工作，它既費時又繁重，約占掘進總循環時間的50%～60%。因此，提高裝岩效率和機械化水平是加快立井施工的關鍵。
一、裝岩機械
20世紀50年代初，我國從原蘇聯引進並開始使用БЧ-型氣動抓岩機，使井筒施工裝岩工作步入機械化。20世紀50年代末，我國自行研製了NZQ-0.11型及HS2-2型抓岩機，具有重量輕、體積小、懸吊方便、故障少、適應性強的特點。這些設備對促進鑿井速度的提高，曾起到積極的作用，至今仍在直徑4.5～5.0m、深度不超過400m的淺井中廣泛使用。目前我國礦山立井井筒基岩施工主要采用NZQ2-0.11型抓岩機、長繩懸吊抓岩機（HS型）、中心回轉式抓岩機（HZ型）、環行軌道式抓岩機（HH型）和靠壁式抓岩機（HK型）。煤礦立井施工主要以采用中心回轉式抓岩機為主。常用抓岩機的技術特征見表6-7。
表6-7 常用抓岩機的主要技術特征
抓岩機類型 抓鬥容積
/ m3 抓鬥直徑 / mm 技術生產率
/ m3/h 適用井筒
直徑 / m 外形尺寸 / mm
(長×寬×高) 質 量
/ kg
閉 合 張 開
人力操作 NZQ2-0.11 0.11 1000 1305 12 不限 6780×6780×4180 655
HS-6 0.6 1770 2230 50 5～8 3240×2907×1740 10290
HS-10 1.0
中心回轉 HZ-4 0.4 1296 1965 30 4～6 900×800×6350 7577
HZ-6 0.6 1600 2130 50 4～6 900×800×7100 8077
HZ-10 1.0 2050 2640 80 >7.5 1950×1600×9120 19216
環形軌道 HH-6 0.6 1600 2130 50 5～8 / 8580
2HH-6 2×0.6 1600 2130 80～100 6.5～8 / 13636
靠 壁 式 HK-4 0.4 1296 1965 30 4～5.5 1190×930×5840 5450
HK-6 0.6 1600 2130 50 5～6.5 1300×1100×6325 7340
(一)人力操作抓岩機
人力操作的抓岩機有NZQ2-0.11型小抓岩機和長繩懸吊式抓岩機兩種。
NZQ2-0.11型抓岩機，鬥容為0.11m3，以壓氣作動力，人力操作。機體由抓鬥、氣缸升降器和操縱架三部分組成，見圖6-6。在井筒內，它懸吊在吊盤上的氣動絞車上。裝岩時，下放到工作麵；抓岩結束，提至吊盤下方距工作麵15～40m的安全高度處。
該機適用於淺井和井徑較小的井筒，它與1.0～1.5m3吊桶、手持式鑿岩機配套，炮眼深度1.2～2.0m較為適宜。有時為了充分利用原有設備，可在井徑5.5～7m的井筒內配置3～4台抓岩機。統計數據表明，每台抓岩機所承擔的抓岩麵積為12～15m2時，抓岩效率較高。
圖6-6 NZQ2-0.11型抓岩機的構造
1－抓片；2－抓鬥氣缸；3－抓鬥機體；
4－起重氣缸；5－操縱柄；6－配氣閥
長繩懸吊式抓岩機（HS-6型）是20世紀70年代結合我國國情設計的一種簡易式立井抓岩設備。該抓岩機由抓鬥、懸吊鋼絲繩及絞車組成。懸吊絞車安設在地麵，由鑿井工作麵的操作人員操縱升降按鈕，實現抓鬥的提升和下放；操縱開閉控製閥，實現抓鬥片的張開和閉合；用人力推拉移動抓鬥，實現在任意點抓取岩石的目的。
長繩懸吊式抓岩機的懸吊絞車為JZ2T10/700型和JZ2T10/900型專用鑿井絞車，該類型絞車具有可頻繁啟動和可逆旋轉的良好工作性能。抓鬥多采用0.6m3和1.0m3的增力矩抓鬥。增力矩抓鬥可隨著抓片閉合時岩石阻力矩的增大而使抓鬥的傳動力矩也相應地增大，而且氣缸通過鋼絲繩懸吊在提吊裝置上，見圖6-7。另外，當抓鬥停用提至安全高度時，抓片始終處於閉合狀態，不會自動張開，有利於安全。
根據井筒直徑，在工作麵可配用1台或2台抓鬥。為使抓岩和裝岩工作便利，懸吊點的合理位置應靠近吊桶和井筒中心布置。當采用兩個吊桶和單台抓鬥時，抓鬥懸吊點應處於兩個吊桶之間；當采用兩台抓鬥時，應盡量使抓鬥懸吊點連線與吊桶中心連線互為正交，並使每個抓鬥所承擔的裝岩麵積大致相等。抓鬥懸吊高度以80～100m為宜，過高時，鋼絲繩擺幅過大，危及安全；過低時，推送抓鬥費力。為此，當懸吊高度超過100m時，井筒中應安設導向架（圖6-8），並隨工作麵推進，不斷向下移裝導向架。吊盤上通過鋼絲繩的喇叭口的形狀和尺寸應使鋼絲繩擺動方便。
該抓岩機構造簡單，容易在井筒內布置、吊盤不需增加荷載、壓風耗量小、運行費用低、提升抓鬥輔助時間少，但抓鬥需要人力推送，勞動強度大，機械化程度低，故多應用在淺井工程。由於該抓岩機由工人在井下工作麵直接操作，看得清、抓得滿、裝的準、安全好等優點，因而在多個井筒施工中得到了較廣泛的使用。雞西礦區滴道東風井僅用1台0.6m3鬥容的長繩懸吊抓岩機，就曾創造了月成井201m的全國紀錄。
(二)中心回轉抓岩機
中心回轉抓岩機是一種大鬥容抓岩機，它直接固定在鑿井吊盤上，以壓風作為動力，該設備具有使用範圍廣、適應性強、設備利用率高、動力單一、結構緊湊、占用井筒麵積不大，便於井筒布置、安全可靠、操作靈活、維護方便等優點，目前在煤炭礦山得到了普遍的使用。該機由抓鬥、提升機構、回轉機構、變幅機構、支撐係統和機架等部件組成，見圖6-9。
1.抓鬥
由抓片、拉杆、耳盤、氣缸和配氣閥等部件組成。抓片的一端與活塞杆下端鉸接，腰部孔通過拉杆與耳盤鉸接。司機控製氣缸頂端的配氣閥，使活塞上下往複運動，致使活塞杆下端牽動八塊抓片張合抓取岩石。
圖6-7 長繩懸吊抓岩機的增力矩抓鬥 圖6-8 長繩懸吊抓岩機的布置
1－提吊板；2－鋼絲繩；3－鍾形梁；4－活塞杆；
5－活塞；6－氣缸；7－豎筋板；8－連杆；9－抓片；
10－耳盤；11－支腿；12－環形梁；13－配氣閥 1－懸吊天輪；2－地麵懸吊專用絞車；3－懸吊鋼絲繩；
4－鋼絲繩限位滑架；5－吊盤；6－供風管路；7－抓鬥；
8－抓岩機控製電纜；9－升降操縱開關；10－抓鬥控製閥門
2.提升機構
由氣動機、減速器、卷筒、製動器和繩輪機構組成。懸吊抓鬥的鋼絲繩一端固定在臂杆上，另一端經動滑輪引入臂杆兩端的定滑輪，並通過機架導向輪纏至卷筒。司機控製氣閥，氣動機帶動卷筒正轉或反轉以升降抓鬥。製動器與氣動機同步動作，當氣動機經操縱閥引入壓氣時，同時接通製動閥氣缸鬆開製動帶，卷筒開始轉動。反之，當氣動機停止工作時，製動帶借彈簧張力張緊而製動。除繩輪機構外，整個提升機構安裝在回轉盤以上的機架上，並設有防水保護罩。
3.回轉機構
由氣動機、蝸輪蝸杆減速器、萬向接頭、小齒輪、回轉座（內裝與小齒輪相齧合的內齒圈）組成。當氣動機徑操縱閥給氣轉動時，驅動減速器，通過萬向接頭帶動小齒輪，使其在大齒圈內既自轉又公轉，以實現整機作360°回轉，可使抓鬥在工作麵任意角度工作。回轉座底盤固定在吊盤的鋼梁上，回轉座防水罩頂端設有回轉接頭，保證抓岩機回轉時不間斷地供應壓氣。
4.變幅機構
由大氣缸、增壓油缸、兩個推力油缸和臂杆組成。大氣缸和增壓油缸通過一根共用的活塞杆聯成一體，活塞杆兩端分別裝有配氣閥和控油閥，由於活塞杆兩端的活塞麵積大小不同，使增壓油缸內的油壓增至6.4MPa。增壓油缸通過控製閥向鉸接在機架與臂杆之間的兩個推力油缸供油，推動活塞向上頂起臂杆變幅。打開配氣閥，增壓油缸內液壓隨之遞減，油液自推力油缸返回增壓油缸，臂杆靠自重下降收攏臂杆。
5.固定裝置
由液壓千斤頂、手動螺旋千斤頂和液壓泵站組成。此裝置用以固定吊盤，保證機器運轉時盤體不致晃動。使用時，先用螺旋千斤頂調整吊盤中心，然後用液壓千斤頂撐緊井幫。螺旋與液壓千斤頂要對稱布置。
6.機架
機架為焊接箱形結構，下部設司機室。司機室的四根立柱為空腔管柱，兼作壓氣管路，室內裝有操縱閥和氣壓表，用於控製整機運轉。
圖6-9 中心回轉抓岩機
1－抓鬥；2－機架；3－臂杆；4－變幅油缸；
5－回轉結構；6－提升絞車；7－回轉動力機；
8－變幅氣缸；9－增壓油缸；10－操作閥和司機室
抓岩機的布置要與吊桶協調，保證工作麵不出現抓岩死角。一套單鉤提升時，吊桶中心和抓岩機中心各置於井筒中心對應的兩側；采用兩套單鉤提升時，兩個吊桶應分別置於抓岩機中心兩側；采用一套雙鉤提升，一套單鉤提升時，3個吊桶亦應分別置於抓岩機中心兩側。為防止吊盤偏重，抓岩機應盡量靠井筒中心布置，但需預留出激光通過孔。抓岩機中心通常偏離井筒中心650～700mm，而HZ-10型抓岩機通常為900mm。
為了安全，地麵可增設鑿井絞車，以便對抓岩機進行輔助懸吊，通常可與傘鑽合用一台懸吊絞車。
抓岩機主機安裝時，應先將吊盤下放到離工作麵一定距離，即HZ-4型、HZ-6型距工作麵為4～5m處，HZ-10型為7～8m處，然後主機下放到工作麵，慢慢將主機直立起來，使回轉支承座對準下層吊盤的兩根橫梁上。對準安裝位置後用L型或U型螺桂固定，使主機與吊盤鋼梁連成一體。
抓岩機提升機構安裝時，應先將提升氣動絞車下放到吊盤上，然後將其裝在回轉機架的左右梁上，找正位置，緊固螺栓。
抓岩機抓鬥安裝時，應將抓鬥下放到工作麵，但要注意將連接盤與氣缸捆住，以防下放過程中活塞杆下落，抓片自動張開。
抓岩機支撐係統安裝與固定時，應先將支撐係統下放到下層盤上．其安裝與固定和環形軌道式抓岩機基本相同。
(三)環形軌道抓岩機
環形軌道抓岩機也是一種大鬥容抓岩機，它直接固定在鑿井吊盤的下部上，以壓風作為動力，抓鬥容積為0.6m3，有單抓鬥和雙抓鬥兩種。該機型具有固定簡單、結構合理、動力單一、生產能力大、機械化程度高、抓岩地點不受限製、不存在死角。特別是2HH-6型抓岩機，由於雙抓鬥能同時工作，在清底時1台抓鬥能用於集中矸石，另1台裝吊桶，配合默契，縮短了清底時間。當1台發生故障時，另l台仍能繼續工作，保證抓岩工作連續進行。
環形軌道抓岩機維護、檢修較方便。其不足之處是環形軌道直徑必須與井筒直徑相適應，因此，其通用性及利用率的提高相對較困難。
環形軌道抓岩機在掘進過程中隨吊盤一起升降。機器由一名（雙抓鬥兩名）司機操作，抓鬥能作徑向和環行運動。全機由抓鬥、提升機構、徑向移動機構、環行機構、中心回轉裝置、撐緊裝置和司機室組成，抓岩機的構造見圖6-10。
1.抓鬥
抓鬥的結構及工作原理與中心回轉抓岩機相同。
2.提升機構
由氣動機、卷筒、減速器、吊架、製動裝置和繩輪組成。提升鋼絲繩的一端固定在吊架上，另一端經與抓鬥連接的繩輪纏繞並固定在卷筒上。繩輪側板上端設有掛鏈，以備機組停用時，將抓鬥掛於提升絞車底部的保險鉤上。繩輪由封閉罩保護，防止岩塊掉入繩槽。整個提升絞車經吊架掛在行走小車上。絞車製動是以彈簧推動了一個內圓錐刹車座，使其直接壓緊氣動機齒輪花鍵軸一側的園錐麵刹車座，當向氣動機供風時，首先收回製動彈簧打開刹車，卷筒轉動。停風時，彈簧自動頂出刹住絞車。
圖6-10 環形軌道抓岩機
1－液壓千斤頂；2－手壓泵及泵站，3－手動螺旋千斤頂；4－中心軸；
5－環行軌道；6－環行小車；7－懸梁；8－司機室，9－行走小車；
10－抓鬥；11－鑿井吊盤的下層盤
3.徑向移動機構
由懸梁、行走小車、氣動絞車和繩輪組成。懸梁是由兩根槽鋼為主體的結構件，一端連中心軸，另一端通過環行小車支撐在環行軌道上，行走小車的牽引氣動絞車置於懸梁中間，引繩經卷筒纏繞6～7圈後，其兩端分別繞越懸梁兩端的繩輪，並固定在行走小車兩側。啟動氣動機、卷筒回轉，借摩擦牽動引繩，驅動行走小車以懸梁下翼緣為軌道作徑向移動。
4.環行機構
由環行軌道和環行小車組成。環行軌道是鋼板焊接的4塊弧形結構件，其直徑因井筒淨徑而異，用螺栓固定在鑿井吊盤下層盤的圈梁上，供環行小車帶動懸梁作圓周運動。環行小車由功率為4.4kW的氣動機驅動，使小車沿環行軌道行駛。
5.中心回轉裝置
由中心座、支架和進氣管組成。中心回轉軸固定在通過吊盤中心的主梁上，用於連接抓岩機和吊盤。回轉軸下端嵌掛懸梁，為懸梁的回轉中心。回轉中心留有直徑為160mm的空腔作為測量孔。此外，回轉軸上設供氣回轉接頭，壓氣自吊盤上的壓風管經中心軸支架的通道、回轉接頭進入抓岩機總進風管，保證機器轉動時，壓氣始終暢通。
6.吊盤固定裝置
與中心回轉抓岩機相同。
7.司機室
由型鋼和鋼板焊接而成。通過頂板上的支架和連接架分別與懸梁和環行小車的從動輪箱相連，並隨懸梁回轉。司機室內裝有總進氣閥，壓力表，操縱閥等。由司機集中操縱機器的運轉。
2HH-6型雙抓鬥環行軌道抓岩機在中心軸裝有上下兩個回轉體，中間用單向推力軸承隔開，提升機構和抓鬥分別隨上下兩個懸梁回轉。兩個環行小車分別有高底座和低底座連接在懸梁上，通過底座的高差，使兩台環行小車車輪落在同一環行軌麵上。
環形軌道回轉機構安裝時，通常將環軌拆卸成4段下井。先將環形軌道放於下層吊盤的圈梁上，然後用螺栓將4段環形軌道相互對接上；安裝中心回轉機構，把中心軸支座落在下層吊盤預留中心位置的連接粱上，並用螺栓連接；再以中心軸為基準，找正環形軌道，然後將環形軌道與下層吊盤的圈梁用螺栓連接即可。
懸梁和環行小車安裝時，將氣動絞車和主、從動輪箱分別裝在懸梁和底座上．安裝時要注意使中心軸的回轉體出氣口對準懸梁，然後推懸梁沿圓周正、反各轉一圈，檢查轉動是否靈活，小車輪子在軌麵上運行是否正常，有無碰撞的地方。若用雙抓鬥時，應檢查一下當兩個懸梁夾角為45°時是否碰撞。環行小車停車點應規定在便於司機上、下的地方。雙抓鬥應分別裝在相對位置上，使吊盤受力平衡。
支撐係統安裝時，由於支撐係統設於下層吊盤的盤麵上，它由液壓千斤頂、手動螺旋千斤頂等構成。支撐液壓千斤頂通常用4～5個，其布置方式可用對稱布置或等分均勻布置，不論應用何種布置方式，其底座要焊在下盤盤麵靠主梁或副粱上。當抓岩機組裝完後，將吊盤上升距工作麵15～20m，進行支撐係統的固定。
環行軌道抓岩機一般適用於大型井筒，當井筒淨直徑為5～6.5m時，可選用單鬥HH-6型抓岩機；井筒淨直徑大於7m時，宜選用雙鬥2HH-6型抓岩機，適用的井筒深度一般大於500m，可與FJD-9型傘型鑽架和3～4m3大吊桶配套，采用短段作業較為適宜。
上述中心回轉抓岩機和環形軌道抓岩機，在煤礦立井井筒掘進中，應用比較廣泛，尤其是中心回轉抓岩機，由於其通用性而得到了普遍的推廣使用。
此外，還有靠壁式抓岩機，但由於煤礦圍岩鬆軟，抓岩機錨固困難，故目前多用在岩石堅硬的金屬礦山井筒掘進工作中。
二、裝岩生產率
裝岩生產率是指單位時間裝入吊桶的矸石量（鬆散體）。由於裝岩條件的不斷變化，裝岩生產率有最高生產率，最低生產率和平均生產率三個參數，它是衡量裝岩技術水平的一項重要指標。影響裝岩生產率的因素很多，分析這些影響因素，對提高裝岩生產率很有意義。其主要影響因素有：
（1）裝岩設備的技術性能，加工質量和維修水平；
（2）裝岩機司機的操作熟練程度；
（3）爆破效果（岩石塊度、一次爆破矸石量、工作麵的平整度）；
（4）井筒湧水量的大小，以及岩石硬度；
（5）吊桶容積，數量和排矸能力；
（6）壓氣壓力等。
對於不同的井筒，裝岩生產率可經實測確定。就單機而言，亦可按下式估算：
（6-2）
式中 Q－抓岩機的裝岩生產率，m3/h；
K1—抓岩機的工時利用率，它與操作技術、吊桶容積、提升方式和速度等有關，根據不同情況可取0.6～0.9；
K2—抓鬥裝滿係統，它與岩石硬度、塊度大小有關，當條件適宜時，抓滿度往往還可大於抓鬥的理論容積，一般取1.0～1.3；
K3—壓氣影響係數，壓力以0.5MPa為標準，每增大0.1MPa生產率可提高7%～8%；
q—抓鬥理論容積，m3；
t—抓岩一次循環時間，s。
提高抓岩機的工時利用率、提高抓鬥抓滿係數、裝桶準確、縮短一次抓取循環時間、加深炮眼、減少機械故障等是提高裝岩生產率的關鍵。為了提高裝岩生產率，亦可采取下列幾項措施：
（1）抓岩司機要經過嚴格的技術培訓，操作技術要熟練。抓岩設備應嚴格執行檢修保養製度，提高技術水平，減少機械故障，提高抓岩機的工時利用率。
（2）選擇合理的爆破參數，改進爆破技術，改善岩石的破碎程度，增加一次爆破岩石量，對於提高裝岩生產率有著密切的關係。
（3）提高提升能力，加大吊桶容積，減少吊桶提升休止時間，充分發揮抓岩機的生產能力。
（4）選擇合理的抓鬥容積和吊桶容積，提高抓鬥利用率。
（5）當采用人力操作的抓岩機時，還應合理的配備工作麵上同時作業的抓岩機的台數，使其布置合理，協同作業，減少幹擾。
（6）綜合治水，打幹井，改善作業條件。
總之，抓岩生產率與多種因素有關，對於不同的施工條件，需要因地製宜，采取有效措施，提高裝岩生產率。
第三節 提升及排矸
立井井筒施工中，為了排除井筒工作麵的矸石、下放器材、設備以及提放作業人員，應在井內設置提升係統。這套提升係統稍加改裝，還應能服務於車場巷道施工和井筒永久裝備。鑿井提升係統選擇是否合理，不但直接影響鑿井裝矸作業和鑿井施工速度，而且還會影響建井後期工作的順利開展。
鑿井提升係統由提升容器、鉤頭聯接裝置、提升鋼絲繩、天輪、提升機以及提升所必備的導向穩繩和滑架等組成。鑿井期間，提升容器以矸石吊桶為主，有時也采用如底卸式下料吊桶和下料框等容器。當轉入車場和巷道施工時，提升容器則由吊桶改為鑿井罐籠。
立井開鑿時，為了懸掛吊盤、砌壁模板、安全梯、吊泵和一係列管路纜線，必須合理選用相應的懸吊設備。懸吊係統由鋼絲繩、天輪及鑿井絞車等組成。
一、提升容器及附屬裝置
(一)吊桶及附屬裝置
1.吊桶
吊桶主要用於提升矸石、升降人員和提放物料。當井內湧水量小於6m3/h時，還可以用於排水。目前我國使用的矸石吊桶，根據不同卸矸方式分掛鉤式和座鉤式兩種。他們的容積分別為0.5、1.0、1.5、2.0m3和2.0、3.0、4.0、5.0m3兩組標準係列，其技術規格見表6-8。
表6-8 矸石吊桶主要規格
吊桶形式 吊桶容積
/m3 桶體外徑
/mm 桶口直徑
/mm 桶體高度
/mm 吊桶全高
/mm 桶梁直徑
/mm 質 量
/kg
掛鉤式 0.5 825 725 1100 1730 40 194
1.0 1150 1000 1150 2005 55 348
1.5 1280 1150 1280 2270 65 478
2.0 1450 1320 1300 2430 70 601
座鉤式 2.0 1450 1320 1350 2480 70 728
3.0 1650 1450 1650 2890 80 1049
4.0 1850 1630 1700 3080 90 1530
5.0 1850 1630 2100 3480 90 1690
2.附屬裝置
附屬裝置包括鉤頭聯接裝置、滑架和緩衝器。矸石吊桶經鉤頭聯接裝置懸掛在鋼絲繩上。因而聯接裝置應具備足夠強度、摘掛方便和防脫鉤裝置。為防止吊桶提放時旋轉，應在鉤頭上設緩轉器。鉤頭的形式見圖6-11，規格見表6-9。
表6-9 鑿井提升鉤頭規格
型 式 規 格
/t 鉤頭裝置高度
/mm 總 質 量
/kg 適用鋼絲繩直徑
/mm 適用吊桶容積
/m3
Ⅰ 3.6 1184.5 87 23-26 1.5及以下
5. 1282.0 110 26-28 2.0
7.0 1493.0 145 31-35 3.0
Ⅱ 7.0 1538.0 160 31-35 3.0
9.0 1738.0 190 37-40 4.0
11.0 1853.0 215 40-43 5.0
為避免吊桶提升時擺動，采用滑架導向，保證吊桶平穩地沿穩繩運行。滑架位於鉤頭聯接裝置上方。滑架上設保護傘以保證作業人員升降的安全。滑架的形式見圖6-12，規格見表6-10。
為了防止吊桶提放時鉤頭聯接裝置撞擊滑架和滑架撞擊穩繩，在鉤頭聯接裝置上方和穩繩末端設緩衝器，緩衝器結構見圖6-13。
(二)底卸式材料桶及下料框
底卸式材料桶用於鑿井砌壁時下放混凝土攪拌。底卸式吊桶的容積包括1.2、1.6、2.0m3和新研製的2.0及2.4m3共五種，其技術規格見表6-11。
表6-10 滑架技術規格
滑架跨距
/m 適 用 範 圍 高寬之比 最大寬度
/mm 質 量
/kg
吊桶容積
/m3 吊桶最大外徑
/mm
1.40 1.0 1150 1：2 1470 96
1.55 1.5 1280 1：2 1620 108
1.70 2.0 1450 1：2 1770 120
1.85 3.0 1650 1：2 1930 173
2.05 4.0 1850 1：2 2130 196
2.20 5.0 1850 1：2 2280 213
表6-11 底卸料桶技術規格
型 號 容 積
/m3 桶口直徑
/mm 桶體上部直徑
/mm 底座直徑
/mm 桶身高
/mm 全 高
/mm 質 量
/kg
TDX-1.2 1.2 1320 1450 1454 1485 2757 815
TDX-1.6 1.6 1320 1450 1454 1730 3004 882
TDX-2.0 2.0 1450 1650 1463 1945 3200 1066
DX-2.0 2.0 1450 1650 1465 2100 3540 1400
HTD-2.4 2.4 1450 1650 1465 2000 3340 1250
(三)鑿井罐籠
在井底車場及巷道施工階段，矸石、人員及器材設備的提放由鑿井罐籠完成。它由上盤、下盤（雙層罐籠時有中盤）、側體、車擋、扶手、罐簾、淋水棚及懸吊裝置等部件組成。通常采用提放MG1.1-6型礦車的單車單層、雙車單層和雙車雙層等三種罐籠。為了增大提升能力，可采用提放MG1.7-6型礦車的鑿片罐籠，其技術規格見表6-12。
圖6-11 鑿井提升鉤頭 圖6-12 吊桶導向滑架 圖6-13 緩衝器
表6-12 鑿井罐籠技術規格
礦 車 罐籠型式 罐籠外形尺寸
長×寬×高
/mm 質 量
/kg 鋼絲繩罐道
中心平麵尺寸
/mm 額定乘罐人數
上層 下層
MG1.1-6 單層單車 2540×1312×4859 1960 1321×1830 14 0
單層雙車 4660×1312×5960 3130 1232×3800 27 0
雙層雙車 4660×1312×7201 3730 1232×3800 14 14
MG1.7-6 單層單車 3160×1574×5205 2695 1494×2410 23 0
單層雙車 5660×1574×5998 4700 1494×4694 40 0
雙層雙車 5660×1574×7555 4953 1494×4670 23 23
二、提升方式
立井開鑿時采用的提升方式有單鉤提升和雙鉤提升兩種。單鉤提升時，提升機使用一個工作卷筒和一個終端荷載；而雙鉤提升時，提升機的主軸上使用兩個工作卷筒，並各設一個終端荷載，隻是兩荷載的提升方向相反。
20世紀50～70年代末期，立井井筒施工提升方式以一套單鉤或兩套單鉤為主。到80年代初期，隨著井筒直徑加大、深度加深及專用鑿井提升機的問世，在直徑大於7m、深度大於600m的井筒，已過渡到一套雙鉤配一套單鉤的提升方式。
提升方式，應根據井筒的直徑、深度和作業方式而選定。合理配置提升係統對立井施工具有重要意義。矸石提升係統可有如下幾種配置方式：一套單鉤提升；一套雙鉤提升；兩套單鉤提升；一套單鉤提升和一套雙鉤提升；三套單鉤提升。
我國常采用的提升方式有一套單鉤、兩套單鉤、一套雙鉤配一套單鉤等三種方式。使用一套雙鉤或三套單鉤的形式較少。
一套單鉤用於單行作業、混合作業，適用於直徑不大於5m（含5m）、深度不大於300m的井筒，若將來在井巷改裝期作臨時罐籠提升時，則一開始就應選用雙卷筒提升機。兩套單鉤用於單行作業、混合作業、平行作業，適用於直徑5.5～6m，深度600m左右的井筒，若將來在井巷過渡期改裝作臨時罐籠提升時，則其中1台將來用於臨時罐籠的提升機一開始就應選用雙卷筒。一套雙鉤用於單行作業、混合作業，適用於直徑大於5.5m（含5.5m），深度在400m左右的井筒。一套單鉤和一套雙鉤用於單行作業、混合作業、平行作業，適用於直徑6.5～8.0m，井筒深度600～1000m的井筒。三套單鉤用於單行作業、混合作業、平行作業、一次成井，適用於直徑大於6.5m（含6.5m），井筒深度在400m以上的井筒，但目前采用較少。
立井井筒提升係統首先應能滿足井筒掘進時抓岩生產率和立井快速施工的要求，然後還應滿足車場巷道施工時矸石提升的要求。此外，鑿井提升所需的安裝時間要短，操作要方便，要能保證井上下安全生產。總之配置的提升係統要具備優越的綜合經濟效果。
提升能力與吊桶容積和吊桶一次提升循環時間直接相關。吊桶容積越大，一次提升循環時間越短，則提升能力就越大。
單鉤提升不需調繩，使用起來比雙鉤提升簡便、安全、可靠?? |
發表評論
