斜井掘进

xiejingjuejin斜井掘进(卷名：矿冶)inclinedshaftsinking顺着矿体下盘开掘15。～30。的倾斜巷道的作业过程。斜井主要以用途分类：用于矿石提升的叫主斜井；用作提升废石、下运器材、升降人员等辅助提升的叫副斜

xiejingjuejin

斜井掘进(卷名：矿冶)

inclinedshaftsinking

顺着矿体下盘开掘15。～30。的倾斜巷道的作业过程。

斜井主要以用途分类：用于矿石提升的叫主斜井；用作提升废石、下运器材、升降人员等辅助提升的叫副斜井。为专门用途而设的斜井，有通风斜井、管道斜井、充填斜井等。

不与地面直接相通的，称为盲斜井或暗斜井。斜井断面形状通常为直墙拱顶，断面为8～20m2。

斜井施工分表土施工和基岩掘进。

1、表土施工：表土指覆盖于基岩以上的冲积层和岩石风化带。应尽可能不在雨季破土开工，施工前须在井口四周修挖排水沟，将水引至场外。应做好场地平整、铺设轨道、安装管线、设备等。表土施工包括明槽开挖和表土掘砌。

2、明槽开挖：除井口位于山岗或丘陵的陡坡下外，均需采用明槽开挖。其几何形状及尺寸主要取决于表土的稳定程度及斜井的倾角，表土稳定性愈差、斜井倾角愈小，明槽的土方量愈大。在安全允许条件下，应尽量减少土方量。

3、表土掘砌：表土掘砌方法有普通法、导硐法、板桩法、帷幕法、地面井点抽水法等。当表土稳定和井筒断面较小时采用普通法，全断面一次掘进，掘砌交替，段距2～4m。此法工序简单，成井速度快。当表土稳定性较差，井筒断面较大时采用导硐法。有上导硐、下导硐和侧导硐。掘砌顺序为：先拱后墙或先墙后拱；涌水量大的松软土层采用板桩超前支架法。在临时支架上方打入长2～4m的木板桩、钢轨或竹桩，以超前支架维护顶板，掘砌段距一般为1～2m。当涌水量大，并有流沙层，地质条件复杂时可用帷幕法。当穿过含水层、涌水量大于50m3／h、含水层透水性较差时，可用地面井点抽水法降低地下水位。

4、基岩掘进：有单行掘砌和平行掘砌作业方式。平行掘砌作业是在同一井筒中，使支护工作面与掘进工作面保持一定的距离，跟随掘进工作面进行永久支护(图1)。在岩层比较稳定，涌水量不大的斜井中广泛使用。基岩掘进包括钻眼爆破、通风、装岩、提升与排矸、排水、支护等。

（1）钻眼爆破

与平巷掘进时的钻眼爆破工作大致相同。钻眼之前，要把工作面的岩碴装运出去，将工作面的积水排出。

钻眼爆破工作内容包括：多机钻眼、炮眼掏槽、光面爆破、抛碴爆破和通风。

a.多机钻眼。一个工作面使用凿岩机的合理台数应根据井筒断面大小、凿岩的难易程度、作业方式，凿岩机及其支架的类型、压风的供应能力及钻眼工技术的熟练程度等因素决定。采用单行掘砌作业时，在岩石硬度系数f<6的岩层中钻眼，工作面每2～2．5m2 配一台凿岩机；在f=6～10时，每1．5～2m2配一台凿岩机；在f大于10时，每1～1．5m2配一台凿岩机。采用钻眼与装岩平行作业时，由于碴堆在工作面上，布置凿岩机的台数以工作面的宽度计算，大约每0．5～0．7m布置一台。多台风钻打眼，必须保证工作面有足够的风压。

b.炮眼掏槽。掏槽眼的质量直接影响断面的爆破效果，在打槽眼时，眼的位置、角度，深度以及装药量等都必须严格地按规定进行。可采用楔形或锥形掏槽，也可采用直眼掏槽。直眼掏槽方式留有不装药的空眼作为槽眼的自由面。空眼一般要比装药的槽眼加深200mm。直眼掏槽的槽子是依次爆破、逐步扩大。

c.光面爆破。要求爆破后，巷道轮廓符合设计断面，达到光面爆破的标准，岩面上留下均匀眼痕的周边眼数不少于其总数的50％；超挖尺寸不得大于150mm，欠挖尺寸不得超过质量标准；围岩面上不应有明显的炮震裂缝。光面爆破的周边眼的间距E与最小抵抗线W／的比值为0．8～1．0。在跨度小，岩石坚韧，该比值≥1．0时，破碎带为0．5～0．6。边眼的间距为0．4～0．5m，保持等距。周边眼要少装药，使用密度小、猛度低的炸药，或将药卷缩小直径，约为炮眼直径的1／2，或用空气间隔法分段装药。

d.抛碴爆破。改变底眼上部的辅助眼角度，使其倾角比斜井倾角小5。～10。，底眼加深0．2～0．3m，使底眼低于巷道底板0．2m。加大底眼装药量，在巷道两边底眼口预埋药包，与底眼同时起爆。放炮后碴堆与顶板有1～1．5m的空间。

（2）通风

在掘进初期，使用单台局扇进行压入式通风。在掘进后期，再串联或并联一台局扇，以提高负压或风量。局扇设在距井口10m以外地点，通过导风筒，将新鲜空气送到工作面。当施工井筒的长度大于200m时，在井口外的局扇改作抽出式风机，在井内距工作面约40m处再增加一台局扇，以利于将干净风流压入工作面，形成混合式通风。

（3）装岩

斜井装岩机有多种，其中耙斗装岩机效果良好。耙斗装岩机由固定楔、滑轮组、耙斗、槽子、台车、固定装置和绞车等组成。

a.固定楔。用于固定尾轮。分硬岩楔子和软岩楔子两种(图2)。硬岩楔子比较短，约450mm，由45号钢加工成的楔体和紧楔两部分组成，楔体端部带一圆环，工作时尾轮挂在楔体的圆环上。软岩楔子略长一些，楔体由钢丝绳制成。一端编插成绳套，另一端穿入一圆锥套内，将钢丝绳向内弯折，再灌铸铝合金。在岩堆面上800～1000mm的部位打眼固定楔子，眼深要比楔子长100mm。也可将巷道上方的2～3个炮眼加深300～500mm。放炮前，用木棍或炮泥充填住加深部分。放炮后，立即利用留下的残眼安装固定楔。将岩碴掏净，将楔体放入眼内，再将紧楔插入，使其前端压住绳头。

b.滑轮组。包括尾轮、导向轮和架绳轮。挂在固定楔上的叫尾轮，直径180mm；固定在装岩机卸料槽上的四个滑轮叫导向轮，用以引导和改变绳的方向；固定在台车架上的两个滑轮叫架绳轮。导向轮和架绳轮的直径约为200mm。装岩机上的滑轮由侧板、绳轮、心轴等零件组成。

c.耙斗。由碰头、耙柄、尾帮和耙齿四部分组成。耙齿由高锰钢制作，一般为板形。当井筒倾角小于20。时，耙斗的插入角为65。，当井筒倾角大于20。时，耙斗的插入角为70~～75。

d.槽子。用8～10mm的钢板焊接而成，包括挡板、簸箕口、连接槽、中间槽和卸料槽。挡板用销子和簸箕口连接，用它引导耙斗进入簸箕口，可防止碴拥到装岩机两帮；簸箕口也叫进料槽，碴由此进入装岩机，由升降装置与连接槽连接，簸箕口的抬起或放下用升降装置调整；连接槽用螺钉和中间槽连接；中间槽一端用埋头螺钉与台车四个立柱上的托板连接，另一端用螺钉与卸料槽连接；卸料槽尾部有卸料口，碴由此进入箕斗或矿车。

e.台车和固定装置。台车是耙斗装岩机的主要机架，用以承载装岩机的全部重量，由车架、车轮、弹簧碰头等部件组成。在台车上安装绞车、电器设备、支架和立柱。耙斗装岩机的固定装置是卡轨器，其上端固定在台车上，下端用螺栓将钢轨卡住，用以防止倾复和跑车。当斜井坡度较大，可在后车轮的前后各增加二个卡轨器，或在巷道底板上钻两个1m左右的眼，楔入两根圆钢或铁道橛子，用钢绳套将耙斗装岩机拴在橛子上。

f.绞车。由电动机、变速箱、卷筒和操作机构等部分组成。通过把手、连杆、拉杆、调节螺丝杆等零件起离合器作用，可防止停车后卷筒做惯性转动，避免钢丝绳起圈。

（4）提升与排矸提升容器有矿车，箕斗。

井筒较浅，提升距离在200m以内时，可用矿车提升。用箕斗提升可缩短摘挂钩、甩车等辅助时间。箕斗提升与地面机械化集中排矸相结合，可以简化排矸系统，减少地面排矸的辅助人员。箕斗有前卸式、后卸式和无卸载轮前卸式三种。箕斗由地面卷扬机牵引，沿着轨道提升至地面。将矸石卸入矸石仓，由漏斗闸门控制，放入转载容器(汽车或斗车)，输送到排矸场。在施工中应尽量完善提升设备的安全设施，如提升机上安设过负荷、过卷继电器，井口、井下安全挡车器等。

（5）排水排除工作面积水，有提升容器配合潜水泵排水、喷射泵排水和卧泵排水三种方法：

a.提升容器配合潜水泵排水。井筒涌水量在5m3／h以内时采用，常用的潜水泵有风动潜水泵、手提电泵和密封式电泵三种。这三种泵的特点是：体积小，重量轻，便于移动、安置和携带，工作可靠，水深水浅都可使用。

b.喷射泵排水。当工作面涌水量超过潜水泵的排水能力时，必须采用卧泵排水，为了减少卧泵的移动次数，可以采用水力喷射泵，将水排到放有卧泵的中间转水站，由卧泵排到地面。喷射泵的构造见图3，由喷嘴、混合室、喉管、扩散器、吸水管、供水管、排水管等组成。由主排水泵供给的高压水进入喷射的喷嘴之后，高速射入混合室，使喷嘴附近产生负压，工作面的涌水借助于大气压力和混合室的压力差，沿吸水管进入混合室，吸入的水与高速水流混合获得大的动能，经由扩散器将水排到一定高度的转水站水仓中。

c.卧泵排水。将卧泵放于可升降的台车上或安在井筒侧边的专用轨道上。

（6）支护支护的方式有装配式、整体式和锚喷式。

装配式支护可以用木材、钢材、钢筋混凝土等。整体式支护可以用素混凝土、钢筋混凝土、砖、石等。锚喷式有锚杆支护、喷射混凝土支护、锚杆喷射混凝土支护、钢筋网喷射混凝土支护、钢纤维喷射混凝土支护等。根据井筒服务年限，井筒断面、形状、用途以及井筒所穿过的岩层水文地质情况等，选择合适的支护形式。木支护在实际生产中已很少使用，金属支架与混凝土支护特别是锚喷支护，在中国矿山支护中得到了迅速的发展和广泛的应用。