掘進工序
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,以及在巷道掘進區域進行的支護作業。
主要工序由巷道穿過的岩石性質而定。掘進硬岩時,主要工序有鑽眼、裝藥、放炮、通風和工作面的安全檢查、裝岩、巷道支護;掘進軟岩的基本工序有: 開掘岩石、裝岩、支護。如採用風鎬、聯合機等方法開掘,則掘進作業有連續作業的特點。主要工序可以按嚴格的程式依次地完成,也可以在時間上同時進行(鑽眼和裝岩部分平行、鑽眼與支護完全平行)。
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時間。
鑽爆法
鑽爆法,即是通過
鑽孔、裝藥、爆破開挖岩石的方法,簡稱鑽爆法。這一方法從早期由人工手把釺、錘擊鑿孔,用火雷管逐個引爆單個藥包,發展到用
鑿岩台車或多臂鑽車鑽孔,套用
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,整個開挖斷面一次鑽孔爆破,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,形成台階,同步爆破,並行掘進。在地質條件和施工條件許可時,優先採用全斷面掘進法。
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,由於地質條件或施工條件,採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,有利於探明隧洞的地質和水文地質情況,並為洞內通風和排水創造條件。根據地質條件、地下水情況、隧洞長度和施工條件,確定採用下導洞、上導洞或中心導洞等。導洞開挖後,擴挖可以在導洞全長挖完之後進行,也可以和導洞開挖平行作業。
3、
分部開挖法,在圍岩穩定性較差,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,然後再逐次擴大開挖。用鑽爆法開挖隧洞,通常從第一序鑽孔開始,經過裝藥、爆破、通風散煙、出碴等工序,到開始第二序鑽孔,作為一個
隧洞開挖作業循環。儘量設法壓縮作業循環時間,以加快掘進速度。20世紀80年代,一些國家採用鑽爆法在中硬岩中開挖斷面面積為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。
綜合機械化掘進
綜掘法是近 20 ~ 30 年內迅速發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、降塵等功能於一體的大型高效聯合作業機械設備,連續掘進是其主要特點,稱作岩巷掘進第 3類作業線。近年來,掘進機在我國煤礦巷道掘進中逐步得到推廣使用,並積累了一定的經驗,收到了一定的成果。特別是綜合機械化採煤的發展,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。據統計,目前在全國礦井中使用的各類型掘進機總計200多種,為增加掘進進尺發揮了積極的作用。巷道掘進機是巷道掘進技術發展的方向。
與鑽爆法相比具有以下有點:
1、連續掘進,工序沒有間斷性。
2、圍岩不受破壞,掘進斷面規整,從而增加了岩層的支撐能力和巷道的穩定性,有利於使用輕型支架,加大
棚距,更有利於以噴射凝土作為支架。
3、沒有爆破震動、煙霧,改善了作業環境。
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。