天井爬罐法掘進

天井爬罐法掘進指的是沿斜天井頂幫上固定的導軌上下驅動運行的爬罐，作為掘進工作檯進行的天井掘進作業。天井爬罐法掘進於1957年由瑞典研製成功。該法適應性強，在瑞典、法國、前蘇聯、挪威等國礦山和地下水電工程中都得到廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：天井爬罐法掘進
• 外文名：raising by climber 
• 設備：爬罐
• 出現時間：1957年
• 學科：採礦工程
• 特點：適應性強、安全條件好

天井掘進介紹

礦山井下相鄰兩階段間垂直或傾斜通道的掘進作業。天井掘進工程量與礦山的採礦方法有關。在金屬礦山基建期間，占井巷工程總量的10%～15%，而在礦山生產期間占掘進總量的40%～50%。加快天井掘進，對保證基建礦山早日投產和生產礦山實現持續均衡生產，均有十分重大意義。天井掘進法，按作業工人的工作位置，可分為井內施工法和井外施工法。井內施工法由工人在天井內架設工作檯或藉助機械升降容器進入井內進行掘進作業。井內施工法又分為有普通法、吊罐法和爬罐法。井外施工法則由工人在天井上部或下部硐室操作鑽進設備或進行深孔鑿岩爆破，以完成天井的施工。井外施工法又分為鑽進法和深孔爆破法。

工藝流程

採用天井爬罐法掘進時（見圖1），首先開鑿爬罐的避炮硐室，隨後用普通法將天井上掘3～5m，以便安裝導軌，每節導軌用兩根漲殼式錨桿固定在天井頂幫上。待完成準備工作後，主爬罐沿導軌上升至工作面，在爬罐頂面工作檯上進行鑿岩、裝藥、聯線、接長導軌等作業，同時在下部平巷用鏟斗式裝岩機出碴。工作時靠輔助爬罐上下聯絡，爆破前將爬罐下降避炮，爆破後藉助導軌內的壓氣、水管進行通風，然後爬罐又升入工作面進行下一循環掘進作業。該法特點是：爬罐升降不靠絞車提升，所以不需要鑽鑿中心孔，掘進天井的高度和角度不受嚴格限制，適應性強，只要圍岩穩固，就可以掘進各種條件的天井。

圖1 爬罐法掘進天井示意圖

1—主爬罐；2—導軌；3—副爬罐；

4—主爬罐軟管絞車；5—副爬罐軟管絞車

排罐結構

爬罐由主爬罐、輔助爬罐、導軌裝置、壓氣管或電纜絞車等組成。按動力分為氣動、電動、柴油液壓驅動三種。氣動爬罐適於掘進小於200m的天井，電動和柴油液壓爬罐適於掘進小於1000m的高天井。爬罐由原動機經減速器驅動行走齒輪，沿齒條導軌上下爬行，導軌用錨桿固定在天井壁上。氣水管裝在導軌內。爬罐上安裝有離心調速器和安全卡，用於限制下降速度不超過0.9m/s和防止“跑罐”。爆破時爬罐下放到天井下部避炮硐室內。隨著天井的延伸，逐步接長導軌，掘通後拆下。

爬罐分類

爬罐按其行走的動力不同，可分為氣動、電動、內燃機牽引三種。（1）氣動爬罐因供氣軟管過長，氣壓損耗大，嚴重影響氣動馬達的驅動功能，天井掘進高度一般限制在100m以內。（2）電動爬罐的驅動功能受電纜長度影響較小，適用於掘進高度在100m以上的天井。（3）內燃機牽引的爬罐爬行速度快，驅動能力大，天井掘進高度不受限制，導軌由四根直徑32mm的鋼管、齒條和厚鋼板焊接而成，有直導軌和曲導軌兩種類型。

套用情況

天井爬罐法掘進於1957年由瑞典研製成功。該法適應性強，在瑞典、法國、前蘇聯、挪威等國礦山和地下水電工程中都得到廣泛套用。挪威水電站採用內燃機牽引的爬罐，掘進長980m，傾角45°的引水斜井，班進尺2.2m，工效達4.5～4.94m3/工班：加拿大埃里特卡克（Euiot Cake）鈾礦在1974年4月採用爬罐法掘進了一條長550m的獨頭天井。中國自1964年開始套用氣動和電動爬罐掘進天井，效果較好。鏡鐵山鐵礦於1978～1980年採用爬罐掘進天井，總進尺4111.7m；1982年4～9月龍煙鐵礦掘進隊採用爬罐掘進天井，總進尺891.3m，平均月進度達178m。

本法適用於穩定岩層，可掘進傾斜和急傾斜的高天井、盲天井，安全條件好；缺點是設備較複雜，初期投資大，輔助時間長，操作技術要求較高。