潛孔鑿巖臺車在一次成井施工中的應用

郝寧波 張 奇 任文超 張善新

(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司)

潛孔鑿巖臺車在一次成井施工中的應用

郝寧波 張 奇 任文超 張善新

(山東金嶺礦業(yè)股份有限公司)

山東金嶺礦業(yè)引進新型HT150潛孔鑿巖臺車進行中深孔鑿巖，采用一次成井爆破工藝，解決了傳統(tǒng)高溜井施工方法效率低和不安全的問題。分析總結了設備使用維護、工程施工應用等方面的經驗教訓，供類似礦山參考。

鑿巖臺車 一次成井 中深孔鑿巖

山東金嶺礦業(yè)股份有限公司下轄召口、侯莊、鐵山3個地下采礦場，年產鐵礦石180余萬t，主要采礦方法為分段鑿巖階段礦房法，輔以全面法、淺孔留礦法、膠結充填法，各采礦區(qū)自成體系，獨立作業(yè)。公司自1948年建礦以來，礦山溜井及切割上山，一直采用7655型鑿巖機淺孔鑿巖，分段爆破，鏟運機運輸。隨著溜井高度的增加，需要反復架設平臺和梯子進行鑿巖作業(yè)，工人勞動強度大，施工效率低，且施工人員暴露在頂板之下，高空墜落和物體打擊等安全隱患大，曾發(fā)生多起人身傷亡事故。為保證安全，2014年引進了潛孔鑿巖臺車，本文以山東金嶺礦業(yè)召口礦0#溜井施工為例，介紹其在溜井作業(yè)一次成井中的應用。

1 HT150潛孔鑿巖臺車[1-2]

1.1 HT150潛孔鑿巖臺車性能參數(shù)

HT150潛孔鑿巖臺車主要由履帶行走底盤和擺臂伸縮工作機構兩大部分，行走采用液壓履帶式底盤為動力，鑿巖采用液壓回轉、液壓推進，氣動沖擊的工作模式。設備最小外形尺寸(長×寬×高)4.9 m×1.4 m×1.65 m，總重5 t；工作時配用鉆桿直徑89 mm，長1 m；配用沖擊器鑿孔直徑為110～150 mm，鑿孔深度0～60 m；利用礦山現(xiàn)有的0.5 MPa壓風系統(tǒng)作為沖擊動力源；設計有開孔扶正和鉆孔導向機構，可有效保證鉆孔精度，偏差小于2%。

1.2 鑿巖作業(yè)

1.2.1 鑿巖臺車工作硐室

根據(jù)臺車外形尺寸，繪制其工作區(qū)域的最小邊界，最大限度減少硐室開鑿施工量，如圖1所示。(結合臺車鉆臂滑架工作尺寸，硐室高度定為 3.2 m )

圖1 臺車工作硐室開鑿平面(單位：mm)

1.2.2 鑿孔偏斜精度控制

影響鑿孔精度的因素主要有：①鉆臂滑架的找正與定位，通過鉆車的七聯(lián)閥控制鉆臂及推進梁的俯仰、擺動、伸縮,實現(xiàn)滑架找正，用滑架水準儀或線墜靠尺進行校準，使滑架與溜井中心保持平行，該技術很大程度上取決于操作工人的技術水平和認真程度，受人為因素影響較大；②推進壓力，過大的推進力和推進速度會引起釬頭偏斜，尤其是在軟硬巖交界時，推進力過大容易導致釬頭沿硬巖面滑入軟巖，造成較大的偏斜，因此在遇到硬巖時不要盲目加大推進力，應控制在正常推進力的一半，緩慢通過;③使用鉆桿導正套，根據(jù)實踐經驗，每鉆進20 m加裝一個導正套，可起到很好效果。

1.2.3 鑿孔效率控制

在巖石硬度不變以及設備無故障的前提下，壓風系統(tǒng)的風壓、風量是影響鑿巖速度的主要因素。經實踐檢驗，配用低氣壓沖擊器，系統(tǒng)風壓控制在0.65～0.7 MPa，風量不低于17 m3/min，鉆鑿巖石硬度f=12，孔徑為120 mm的炮孔，鑿巖速度可達到4 m/h。如臺車選用高壓沖擊器，且配套井下中高壓移動式壓風機(壓力： 1.7 MPa，流量： 18 m/min)，可提高鑿巖效率，鑿巖速度可達到 8 m/h。因此，如井下巷道空間便于移動式壓風機的轉場運輸，應選用高壓沖擊方案進行作業(yè)。

2 一次成井施工工藝設計[3]

山東金嶺礦業(yè)召口礦施工段高為50 m的0#垂直溜井，開鑿斷面為2.5 m×2.5 m。

2.1 炮孔平面布置

根據(jù)計算機軟件模擬爆破及以往經驗，確定布孔方案為：鉆鑿空孔直徑150 mm，孔深50 m共施工5個；裝藥孔直徑120 mm，孔深50 m共施工12個，編號為1#～12#。如圖2所示。

圖2 炮孔布置(單位:mm)

2.2 裝 藥

采用連續(xù)裝藥結構和不耦合裝藥方式，使用φ100 mm 的乳化炸藥藥卷，裝藥密度約 9 kg/m ，每次裝藥長度為3.2～3.4 m，炸藥段上部用細沙填塞300～400 mm。裝藥結構如圖3所示。

圖3 裝藥結構(單位:mm)

2.3 起爆順序

炮孔起爆順序如圖2所示。采用復式網(wǎng)路，利用非電毫秒延時導爆管控制起爆間隔，中間掏槽孔間隔時間可取25 ms，周邊孔的間隔時間可取50 ms。起爆方式為導爆管和導爆索聯(lián)合起爆，每爆破4 m完成一個爆破循環(huán)。

3 應用效果

采用潛孔鑿巖臺車，配合一次成井工藝，先后打通了深度50 m的0#溜井和30 m 的5#溜井。實踐證明，應用該臺車進行一次成井施工，與原普通法相比，在安全性、經濟性、施工效率、勞動強度等方面都具有明顯優(yōu)勢，如表1所示。

表1 應用效果對比

4 結 語

HT150潛孔鑿巖臺車在山東金嶺礦業(yè)召口礦溜井施工中的成功應用，為今后一次成井施工工藝奠定了良好的基礎。特別適用于傳統(tǒng)中小型礦山采礦方法的轉型升級，對促進溜井施工作業(yè)的安全生產和降本增效具有重要意義，為類似礦山提供了參考。

[1] 王運敏.中國采礦設備手冊(下冊)[M].北京：科學出版社，2007.

[2] 邱宣懷. 機械設計[M].4版.北京：高等教育出版社，2001.

[3] 傅其信,唐政權.淺談盲天井深孔一次爆破成井專用鑿巖設備的選用[J].有色金屬,1985(6):25-28.

2015-06-25)

郝寧波(1983—)，男，科長，工程師，碩士，255081 山東省淄博市張店區(qū)中埠鎮(zhèn)。