探礦坑道工作面破碎層鑿巖防卡釬方法研究

王劍武

（武警黃金指揮部教導大隊，湖北襄陽441002）

探礦坑道工作面破碎層鑿巖防卡釬方法研究

王劍武*

（武警黃金指揮部教導大隊，湖北襄陽441002）

主要介紹了在地質探礦坑道工作面破碎巖層中鑿巖防止卡釬，順利成孔的方法與技術措施，為快速通過破碎層，減輕勞動強度，減低工程成本，提高施工效率提供有益借鑒。

探礦坑道；破碎層；鑿巖

1 問題的提出

多年來，我部野外地質探礦施工隊在探礦坑道掘進施工過程中，由于以金為主的多金屬成礦地質構造運動的固有特點和以石英巖代表的成礦巖層固有特性，經常要遇到大小不同的地質構造和多種巖層互換，其中，對采用常規的坑道掘進方法鑿爆法施工影響最大是鑿巖、爆破的效果和質量，因為，不同的地質構造和不同的巖層巖性，將決定著不同的鑿巖、爆破技術方法的實施，這對于作為探礦坑道主要掘進工序的鑿巖、爆破來講極為重要。優質高效的鑿巖、爆破效果，不但決定著坑道的施工速度、成本和質量，對坑道后期維護與安全也起著決定性作用，而鑿巖效果從根本上決定著爆破效果。不同類型、大小的破碎構造存在，坑道鑿巖不可避免的要在破碎巖層中進行，為此，解決好破碎層鑿巖問題是實現坑道優質高效掘進的關鍵。

使用輕型風動鑿巖機鉆鑿破碎巖層時，經常遇到的是卡釬問題，同時被卡釬具往往極不容易從炮眼中拔出，有時強行外拔耗用幾個小時，才能拔出一根釬具，操作不當還可能損壞鑿巖機，甚至有時根本拔不出，只能作報廢處理。若遇到當班工作面上所鉆鑿的炮眼穿巖層全部是破碎層時，則逢打必卡、打一卡一，根本無法正常鑿巖，這不但廢工廢時廢料，還嚴重影響施工生產正常進行，對此，我們進行了專題研究，采取綜合措施有效解決了破碎層鑿巖卡釬關鍵性難題，取得了經驗性成果，在我部得到了廣泛應用。

2 卡釬機理研究

我部野外施工隊大都使用輕型氣腿式風動鑿巖機鑿巖，如YT23、YT24、YT27等型號，釬具常用外六方（對邊22mm）中空碳素鋼活動釬子和一字馬蹄型釬頭（?38mm～?42mm），釬頭穿過破碎層，由于釬桿和釬頭的不斷敲擊震動和回轉，使已經鑿出的炮眼壁內破碎松動的碎小巖塊向炮眼中心移動匯集，也稱掉塊，由于釬桿外徑比釬頭外徑小，從炮眼壁內掉落的巖塊就卡在釬桿與釬頭結合部周圍，堵塞炮眼，濕式鑿巖通常排粉壓力不大，釬桿與炮眼壁間的環狀間隙又小，巖塊的阻擋使排粉不暢，連續鉆鑿炮眼，時間一長，被堵巖粉終將釬具卡住，釬具將無法回轉及向外抽動，此屬嚴重卡釬事故。即使強力吹洗炮眼，把炮眼內巖粉全部吹洗干凈，釬具也無法外拔。由于碎小巖塊被卡在釬頭同釬桿連接部突肩處，一般的處理方法見效甚微，即便人力強行外拔，也只能把釬桿拔出，釬頭仍留于炮眼內，此炮眼只好作廢，這勢必改變工作面的炮眼排列方案及爆破參數，嚴重影響裝藥爆破效果，打亂整個掘進工序。因此，必須有效解決破碎層鑿巖卡釬問題。

3 防卡方法對策

坑道工作面前方要穿過的巖層情況，在未鉆鑿炮眼之前，永為未知，因此，為保證順利鑿巖，鉆鑿第一個炮眼時要密切注意炮眼中巖粉排出情況，及鑿巖機工作情況，當發現排粉突然中斷，同時伴有鑿巖機工作不良，回轉不平穩，此時應向外抽動釬具，觀察是否有遇到破碎巖層的跡象，若有鑿巖機回轉和抽動阻力加大現象，應特別注意判明破碎巖層位置和破碎程度，如若鑿巖機回轉和抽動阻力增加不大，則表明巖石破碎程度不大，可繼續鑿巖，但應小心操作，不可盲目快速鉆進，應減小鑿巖機軸壓。正確的操作方法是，氣腿加壓要小，給進要慢，水量要大，鑿巖機回轉要快，并來回串動釬桿以造成破碎掉塊處巖石的重復破碎，盡量把掉入炮眼內的巖塊破碎干凈，待感覺鑿巖機工作平穩，已經穿過破碎巖層后，方可開全風大打，正常鑿巖。

但當鑿巖機回轉和抽動阻力增加較大以人力不能輕易活動釬具時，則表明巖石破碎嚴重，此時如若按上述方法處理不能湊效時，不能盲目蠻干，應科學判明具體情況，使用拔釬器并盡可能來回轉動釬桿，盡快拔出釬桿，爭取連同釬頭一同拔出，否則，擱置時間越長越不易外拔，形成埋鉆事故，裝藥爆破后釬具十之八九變形嚴重，成為廢品。

當判明工作面已確實遇到破碎程度較大的巖層時，工作面余下的炮眼應更換以下專用組合釬具鉆鑿，將取得事半功倍的效果，防卡性能極佳（如圖1、圖2所示）。

圖1 組合釬具

圖2 釬套結構示意圖（單位：mm）

在釬頭與釬梢連接處，釬頭突肩至釬桿增設一錐套，錐套內孔成六方形，尺寸略大于釬桿六邊尺寸，同時在錐套中間部位向大頭端三角對邊對稱成2°錐面，同釬桿錐緊，以鎖定套環不致串動。若釬桿釬梢連接處錐度不合適可稍加修磨，這樣的組合釬具完全可有效防止由于炮眼內巖石掉塊卡住釬頭造成卡釬事故，破碎巖塊可順著錐套外錐面被擠向眼壁周圍空隙，順利外拔釬具。同時，錐套并不改變原釬桿、釬頭結構尺寸，通用性好，一旦遇到破碎巖層鑿巖，即可裝配使用，方便靈活，在施工生產實踐中，經反復使用驗證，效果極好，得到了施工人員普遍認可。

4 結論

經過深入細致地分析研究和反復實踐論證，坑道工作面破碎層鑿巖卡釬難題已得到圓滿解決，所制專用組合釬具已在我部全面推廣使用，有效保證了地質探礦坑道優質高效施工。但在具體工程中，應特別注意以下幾點，以便取得更好效果。

（1）應密切觀察工作面巖石變化情況，注意判明破碎巖層的位置和破碎程度，據此采取科學有效的、與之相適應的處理方法；

（2）鑿巖時應精力集中，規范操作，防止盲目蠻干，弄巧成拙；

（3）盡可能安排技術熟練的鑿巖工鉆鑿破碎層炮眼；

（4）使用專用組合釬具鉆鑿炮眼時，為保證炮眼裝藥順暢，取得較好的爆破效果，掉入炮眼內的所有碎塊巖石或雖未完全掉入炮眼但影響裝藥的探頭石，都應破碎，為此，應來回串動組合釬具，使這些巖石重復破碎完全，用吹沙管送高壓風吹出炮眼；

（5）當破碎巖層較厚、破碎程度很大時，最好采取淺眼多循環的作業方法穿過。

[1]陳際福，黃志強.掘進工程（第一分冊）[M].北京:地質出版社, 1994.

[2]《機械設計手冊》編委會.機械設計手冊[M].北京:化學工業出版社,1983.

TD421

A

1004-5716(2015)02-0183-02

2014-03-07

王劍武（1966-），男（漢族），河南洛陽人，副教授，現從事探礦工程與控制爆破工程的教學與研究工作。