平巷掘進

平巷掘進按掘進工藝方法分為循環據進式和連續掘進式。循環掘進式經鑽孔、爆破、出碴、支護等工序多次循環完成巷道掘進，各序使用不同的機械。鑽孔使用掘進鑽車、鑽裝主;爆破使用裝藥器和裝藥車;出碴使用剷鬥裝載機、蟹爪裝載機、立爪裝載機、把鬥裝載機、鏟插裝載機、振動裝載機和地下鏟運機、車箱式裝運機、儲槽振動裝運機;支護使用松石撬落機、架棚機、描杆鑽裝車、錨索鑽裝車、屁凝土噴射機、混凝土澆灌機、旋噴注槳機，以及骨線架設機等一連續掘進式機械可同時進行破巖、出碴和支護作業，連續鑽進成巷，稱為平巷鑽進機。

連續掘進式按破巖方式分為分斷面式和全斷面式的分斷面式主要有截盤式、懸臂式、擺輪式和衝擊式四種。全斷面式機械上要有支撐式和盾構式兩種。袋‘的發展趨勢是:循環作業平巷掘進機械規格微型化和大人J化，多功能化和自動化連續作業平巷鑽進機小塑化，提高對岩層的適應性，擴大應用範圍。

平巷掘進在我國金屬礦山及煤礦佔很大比重。目前，我國礦山平巷掘進施工基本上還是使用鑿巖爆破法。鑽進法的研究和推廣應用是對傳統的鑿巖爆破法掘進工藝的一項根本性改革，其成巷速度快、質量好、工效高、勞動作業條件好、生產安全、承壓效果好，有利於地壓控制和降低通風阻力，機械化程度高，為自動化創造了良好條件，所以獲得了較快的發展。但是，由於平巷規格（長度、斷面、轉彎半徑）及岩石性質等變化較大，鑽進法掘進平巷的方法雖然幾經改進，仍未能得到普遍推廣。從發展趨勢來看，推廣應用鑽進法掘進平巷所需時間將要比推廣應用鑽進法掘進天井和豎井長得多。今後很長一段時期內，傳統的鑽爆法掘進平巷的方法仍無法被取代，把鑽爆法的靈活性同全斷面掘進機的安全性、高效率結合起來，將是我國礦山平巷掘進的重要發展方向。 ^[1] 

不穩定岩層的特徵：不穩定岩層的特徵主要有巖體鬆軟（破碎）及承載力低等特徵。在進行施工時，不

穩定岩層會對平巷造成危害，大致分為擠壓變形（冒頂）、片幫及流體狀等危害。

不穩定岩層的分類：不穩定岩層由於其不同的結構及物理力學性質,大致可以有以下幾類：

(1)中等穩固岩層：該岩層由於其節理裂隙發育及整體強度低，在開挖後大致有一段穩定期，然後就會出現片幫、冒頂等危害現象。

(2)破碎岩層：該岩層單體強度較高,整體容易破碎，在開挖後一直就會處於不穩定狀態。

(3)流沙、礫石岩層：該岩層主要是由流沙及礫石等鬆散體堆積（膠結）而形成的。

(4)砂質粘土、淤泥等軟弱岩層。

(5)風化岩層：該岩層主要為暴露後易水蝕、風化而出現不穩定等病害。

1、掩護筒法：

掩護筒法是由撞楔法演變而來的一種運用廣泛的施工方法，其做法為用金屬材料製成的一個圓形整體筒，整體筒裏面裝有液壓千斤頂，該千斤頂壓在已經處理過的砌體上，其可以藉助千斤頂的力量，將其進人到岩層中,然後在其穩固的情況下，砌築永久支架，伴隨着永久支架不斷向前砌築，掩護簡也就向前一步步推進。

2、超前錨杆支護：在破碎程度較嚴重或塌方區有較多大塊礫石的不穩定岩層時，撞楔法施工起來就會比較困難，在這種情況下就應該考慮鋼拱架加超前錨杆支護的施工方法。

3、注漿法施工：

巷道在掘進中，當其穿過裂隙含水層、破碎帶及冒落區等不穩定岩層時，可以通過對工作區域進行往漿的方法來處理堵水或加固。

4、懸拱法施工：

懸拱法主要運用在連續式馬口開挖、懸拱等施工方法中，通過調查分析，結合現在成功的案列，可以證明，再不穩定岩層中平巷掘進過程中，懸拱法直接有效的施工方法，在斷面較大時，懸拱法可行性和實用性就可以體現的更加直接明瞭。 ^[2] 

1、合理選擇鑿巖設備：根據岩石特點合理選擇鑿巖設備，是提高平巷掘進機械化作業水平的關鍵。液壓鑿巖台車具有功率大、鑽速快、在大斷面巷道能打任何位置的炮眼等突出優點。

2、改進爆破參數：爆破工作的改進主要為增加孔深、擴大孔徑、減少孔數、改進平行孔掏槽和光面爆破。在巷道掘進中，要儘量加大裝藥孔的距離，增加補償孔的數目，加大其直徑，使這些孔的容積至少為整個掏槽體積

的10%，最好在15%以上；在裝藥孔之間佈置空孔，以使裝藥孔之間距離儘量大，儘量增大相鄰藥包的起爆時差。

3、全面推廣應用噴錨支護：對於那些穩固性較差且必須支護的岩層，噴錨支護是提高掘進速度的重要手段之一。

4、加強施工組織管理：加強平巷掘進的技術組織管理也是提高掘進速度與工效的重要措施之一。掘進所裝備的機械化程度愈高，要求組織管理水平也就愈高。操作維修人員要進行嚴格的技術培訓，提高技術水平。實行包

機到人，不允許未經考核合格的人員操作設備，建立和健全設備維修機構，嚴格組織管理設備維修與保養工作，保證設備正常完好使用。 ^[1] 

由於不穩定岩層產生的危害較大，需要在其施工過程中，採取相應的措施來保證安全,通過調查分析研究,其主要有以下幾種控制措施，具體如下。

1、合理選擇鑿巖設備：根據不同的不穩定岩層的特點選擇合理鑿巖設備，是直接影響着平巷掘進機械化作業水平。在現階段，鑿巖設備主要採用的是液壓鑿巖台車，該台車主要有着功率大、鑽速快、在大斷面巷道的區域裏面可以打任何位置的炮眼等優點；同時其還有相應的特點：（1）效率高、電能耗小；（2）衝擊功大、鑿速快；（3）工作參數容易調節；（4）釺杆壽命長；（5）噪音小；（6）工作環境污染小。

2、改進相關技術結構參數：相關技術結構參數主要體現在爆破參數上，下面就主要分析爆破參數上，爆破工

作的主要改進特點主要有增加孔深、擴大孔徑、減少孔數、改進平行孔掏槽和光面爆破等一些列的特點。通過對這些特點進行改進，可以進一步提高鑿巖效率，同時減少輔助鑿巖時間，提高出碴效率，進而減少掘進成本。

3 、全面推廣應用噴錨支護：近幾年來，國內外在錨杆型式和安裝施工方面做了大量的研究工作，對於一些穩固性較差同時其還得必須進行支護的不穩定岩層，噴錨支護就直接影響着掘進速度。

4、加強施工組織管理：通過對平巷掘進的施工技術組織管理進行加強，其可以快速提高掘進速度與工效，對施工進度的控制具有重要的指導價值。平巷掘進所需要的裝備的機械自動化程度也高，其要求施工技術人員組織管理水平也就愈高。在操作相關設備前，操作技術控制人員需要進行嚴格的崗前技術培訓，提高其自身相應技術水平。 ^[2] 

1、炮眼利用率：炮眼利用率即循環工作面進尺與炮眼深度之比，通常為0.85左右。炮眼利用率高，則直接費 成本低。反之，則直接費成本升高。

2、超挖及欠挖：巷道超挖尺寸不得大於150 mm，欠挖不得超 《金屬與非金屬礦山安全規程》對巷道的要求。在巷道施工中，往往由於周邊眼間距和炮眼的質量控制不好，造成超挖和欠挖。巷道超挖，增加渣量。巷道欠挖，則需二次刷幫，以達到規定要求。

3、炮眼數目：炮眼數目的多少直接影響鑽眼工作量、爆破岩石的塊徑、巷道的形狀、爆破器材的使用量等。

4、單位炸藥消耗量：在巷道施工中，單位炸藥消耗量的高低，直接影口向巷道的直接成本。

5、炮眼深度：合理的炮煙深度需要根據岩石性質、巷道斷面大小、循環作業方式、鑿岩機具、炸藥威力、工人技術水平等因素來確定。炮眼深度的大小，不僅影響施工進度，而且對巷道成本也有直接影響。 ^[3] 

根據平巷掘進成本構成與影響因素分析，控制平巷掘進施工成本主要有以下措施：

1）根據岩石性質、巷道斷面大小，確定適宜的炮眼深度。炮眼深度理論上以2.5 m為最優。

2）採用光筒爆破技術，提高爆破後巷道成拱規格，減少掘進超挖量和欠挖現象，同時節省了支護材料的使用量，有利於降低成本。

3）選擇合理的炮眼密集係數，提高炮眼利用率。要根據岩石的硬度、最小抵抗線和巷道斷面的大小，確定合理的炮眼密集係數，一般要保誕炮眼利用率在0.85以上。

4）選擇合適的炮眼裝藥滿度係數，控鋪炸藥的單位消耗量。

5）組織好多頭平行作業，加快掘進速度，增加成巷進尺，不僅是工期的要求，同時也是降低巷道施工成本的重要途徑。 ^[3]