3.4裝巖、翻矸、排矸

3.4.1裝巖工作

爆破后，經(jīng)過(guò)通風(fēng)與安全檢查即行裝巖。豎井裝巖工作是井筒掘進(jìn)中最繁重、最費(fèi)力的工序，約占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的50%～60%，是決定豎井施工速度的主要因素。

過(guò)去，國(guó)內(nèi)一直采用Nz02 -0.11型抓巖機(jī)。其生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。近年來(lái)，已成功研制出幾種不同型式的機(jī)械化操縱的大抓巖機(jī)，并與其他鑿井設(shè)備配套，形成了具有我國(guó)特點(diǎn)的豎井機(jī)械化作業(yè)線。

3.4.1.1 NZQ2-0. 11型抓巖機(jī)

它是我國(guó)應(yīng)用最廣的一種小型抓巖機(jī)，抓斗容積為o．IIT113，以壓風(fēng)為動(dòng)力，人工操作。它由抓斗、氣缸升降器和操縱架三大部件組成，如圖3-18所示。平時(shí)用鋼絲繩懸吊在吊盤上的氣動(dòng)絞車上，裝巖時(shí)下放到工作面；裝巖結(jié)束后，用氣動(dòng)絞車提升到吊盤下方距工作面15～20m的安全高度，以免炮崩。

(1)抓斗。它由機(jī)體外殼、氣缸和抓片組成。氣缸的雙層活塞桿4-端與機(jī)體外殼1固定在一起，分別向氣缸活塞3的兩端供氣，使缸體2相對(duì)機(jī)殼做升降運(yùn)動(dòng)，經(jīng)鉸鏈5帶動(dòng)抓片6繞小軸7轉(zhuǎn)動(dòng)而張合。

(2)氣缸升降器。抓片抓滿巖石后，升降器將抓斗提至吊桶高度，向桶內(nèi)卸矸。氣缸活塞桿10的上端經(jīng)護(hù)繩環(huán)11與懸吊鋼絲繩連接。

(3)搡縱架。它用鋼管彎成，兼作抓巖機(jī)氣路的一部分。手把上設(shè)左、右配氣閥13、14。司機(jī)旋動(dòng)氣閥，擺動(dòng)機(jī)體，控制氣路，使升降器起落、抓片張合。其技術(shù)性能如表3-19所示。

圖3-18 NZQz -0. 11型抓巖機(jī)

1-機(jī)體；2抓斗氣缸；3-活塞；4-雙層活塞桿；5-鉸鏈板；6抓片；7-小軸；8-起重氣氣缸；9-活塞；10活塞桿；11-護(hù)繩環(huán)；12懸吊鋼絲繩；13、14-配氣閥

表3-19抓巖機(jī)的主要技術(shù)性能

一臺(tái)Nz02 -0. 11型抓巖機(jī)擔(dān)負(fù)抓取面積約9～20m2，需配備2～3名工人。為了縮短裝巖時(shí)間，普遍采用多臺(tái)抓巖機(jī)分區(qū)同時(shí)抓巖。為此，必須重視抓巖機(jī)在井筒中的合理布置。

該機(jī)生產(chǎn)率低，一般為8～12tr13/h（松散體積），勞動(dòng)強(qiáng)度大，機(jī)械化程度低。但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，投資少，適用于小井、淺井或淺眼掘進(jìn)中。在大型井中，可配備3～4臺(tái)同時(shí)工作，或配合大抓巖機(jī)進(jìn)行清底。

3.4.1.2 HK型液壓靠壁式抓巖機(jī)

我國(guó)自60年代初期開始研制大型抓巖機(jī)。現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)大型抓巖機(jī)按斗容有0. 4rrr3和0.6rrr3兩種；按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分有氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓（包括氣動(dòng)液壓和電動(dòng)液壓）三種；按機(jī)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安裝方式有靠壁式、環(huán)形軌道式和中心回轉(zhuǎn)式三種。

各種抓巖機(jī)的技術(shù)性能如表3-19所示。

圖3-19 HK型靠壁式抓巖機(jī)

1抓斗；2-液壓系統(tǒng)；3-回轉(zhuǎn)變喀機(jī)構(gòu)；4提升機(jī)構(gòu)；5風(fēng)動(dòng)提升系統(tǒng)：6-機(jī)架；7-懸吊裝置

下面介紹一種使用較多的靠壁式抓巖機(jī)。

靠壁式抓巖機(jī)有HK-4型和HK-6型兩種。分別用lOt和16t穩(wěn)車，由地面單獨(dú)懸吊。抓巖時(shí)，將抓巖機(jī)下放到距工作面約6m高度處，用錨桿緊固在井壁上，然后將抓斗下放到工作面進(jìn)行抓巖。抓巖結(jié)束后，松開固定裝置，將機(jī)器提到吊盤下面適當(dāng)?shù)陌踩叨龋缓筮M(jìn)行鑿巖爆破或支護(hù)工作。

HK型抓巖機(jī)由風(fēng)動(dòng)抓斗、提升杌構(gòu)、回轉(zhuǎn)變幅機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、風(fēng)壓系統(tǒng)、機(jī)架、固定裝置及懸吊裝置等部件組成，如圖3-20所示。

(1)提升機(jī)構(gòu)。由提升機(jī)架、升降油缸、滑輪組和儲(chǔ)繩筒組成。提升機(jī)架由兩根20號(hào)槽

鋼焊成一個(gè)框架。升降油缸用球鉸裝在提升機(jī)架內(nèi)。提升繩一端固定在提升機(jī)架下端的儲(chǔ)筒上，然后繞過(guò)動(dòng)滑輪和定滑輪，另一端與抓斗連接。油缸活塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滑輪組運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)抓斗的提升。抓斗的下落靠本身自重實(shí)現(xiàn)。

(2)回轉(zhuǎn)變幅機(jī)構(gòu)。包括回轉(zhuǎn)和變幅兩套機(jī)構(gòu)，它的作用是使抓斗在井筒中做圓周運(yùn)動(dòng)和徑向位移運(yùn)動(dòng)，主要由回轉(zhuǎn)立柱、變幅油缸、回轉(zhuǎn)油缸及其導(dǎo)向裝置、齒輪，齒條、支座等組成。變幅油缸安裝在由兩條18號(hào)槽鋼組成的立柱中。當(dāng)高壓油推動(dòng)回轉(zhuǎn)油缸移動(dòng)時(shí)，鑲在缸體上的齒條也隨之移動(dòng)，齒條再推動(dòng)連于立柱上的齒輪，帶動(dòng)立柱及提升斜架回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)抓斗的圓周運(yùn)動(dòng)。提升斜架上端的連接座與變幅油缸活塞桿鉸接，斜架中間有拉桿相連。當(dāng)變幅油缸活塞桿伸縮時(shí)，提升斜架收攏和張開，實(shí)現(xiàn)抓斗的徑向運(yùn)動(dòng)，從而使抓斗能抓取井筒內(nèi)任意位置上的矸石。

(3)操作機(jī)構(gòu)。設(shè)于機(jī)器下方司機(jī)室內(nèi)，分風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)和油壓系統(tǒng)，配有各種風(fēng)、油控制閥以及操縱機(jī)構(gòu)。

此種抓巖機(jī)具有生產(chǎn)效率高、操作方便、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)器懸掛不與吊盤發(fā)生關(guān)系等特點(diǎn)，故不受吊盤升降影響。但為了往井壁固定機(jī)器，須事先打好錨桿眼，安裝錨桿，還要求井壁圍巖堅(jiān)固，以保證錨桿固定機(jī)器牢固可靠。

3.4.1.3中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)

NZH-O.5型中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3-20所示。其工作情況如圖3-21所示。抓巖機(jī)以吊盤下層盤為工作盤，在工作盤中心裝有一根可回轉(zhuǎn)的中心軸6，工作盤下側(cè)周邊裝有環(huán)形軌道8，橫梁12的一端套在中心軸上，另一端通過(guò)環(huán)形小車9支于環(huán)形軌道上。小車9由一臺(tái)風(fēng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，沿環(huán)形軌道行駛，帶動(dòng)橫梁12繞中心軸6回轉(zhuǎn)。橫梁上裝有徑向行走小車5，行走風(fēng)動(dòng)絞車13的鋼繩繞過(guò)橫梁兩端的滑輪，可牽引小車5沿橫梁左右移動(dòng)。小車5的下面裝有提升絞車固定架4，固定架上裝有兩臺(tái)風(fēng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的提升絞車3，兩臺(tái)絞車的鋼絲繩繞過(guò)繩輪2閉合，絞車用纏繞和放出鋼絲繩使抓斗1升降。利用小車9的環(huán)形運(yùn)動(dòng)和小車5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可將抓斗送到不同的抓巖地點(diǎn)。

圖3-20 NZH-O.5型中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)

1-抓斗；2-繩輪；3-提升絞車；4提升絞車固定架；5徑向行走小車；6-中心軸；7一中心軸支架；8-環(huán)形軌道；9環(huán)形小車；10操縱室；11-供風(fēng)管；12橫梁；13徑向行走風(fēng)動(dòng)絞車

圖3-21 NZH-O.5型抓巖機(jī)工作示意圖

中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱靈活，動(dòng)力消耗少，生產(chǎn)能力大，適合大斷面井筒掘進(jìn)。但必須依附于吊盤，機(jī)動(dòng)性小，操縱室距井底視野較差，而且吊泵外其余懸吊設(shè)備難于通過(guò)吊盤的下層盤面。其技術(shù)性能如表3-19所示。

為了發(fā)揮大型抓巖機(jī)的生產(chǎn)能力，除抓巖機(jī)本身結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)和完善外，還必須改進(jìn)掘進(jìn)中其他工藝使其相適應(yīng)。例如加大眼深，改善爆破效果，適當(dāng)加大提升能力和吊桶容積，提高清底效率，及時(shí)處理井筒淋水，實(shí)現(xiàn)打干井，從而使抓巖機(jī)生產(chǎn)率提高。

3.4.1.4抓巖機(jī)工安全操作規(guī)程

(l)怍業(yè)前，應(yīng)詳細(xì)檢查抓巖機(jī)各部件和懸吊的鋼絲繩。

(2)爆破后，工作面必須經(jīng)過(guò)通風(fēng)、灑水、處理浮石、清掃井圈和處理盲炮，才準(zhǔn)進(jìn)行抓巖作業(yè)。

(3)不得抓取超過(guò)抓巖機(jī)能力的大塊巖石。

(4)抓巖機(jī)卸巖時(shí)，人員不得站在吊桶附近。

(5)禁止用手從抓巖機(jī)葉片下取巖塊。

(6)升降抓巖機(jī)，必須有專人指揮。

(7)抓巖機(jī)臨時(shí)不用時(shí)，必須用絞車提升到安全高度，井底有人作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁只用氣缸上舉抓巖機(jī)。

3.4.2翻矸方式

巖石經(jīng)吊桶提到翻矸臺(tái)上后，需翻卸在溜矸槽內(nèi)或卸在井口矸石倉(cāng)內(nèi)，以便用自卸汽車或礦車運(yùn)走。

自動(dòng)翻矸有翻籠式、鏈球式和座鉤式等幾種翻矸方式，其中以座鉤式使用效果最好。

座鉤式自動(dòng)翻矸裝置（圖3-22），是由底部帶中心圓孔的吊桶1、座鉤2、托梁4及

支架6等組成。翻矸裝置通過(guò)支架固定在翻矸門7上。

裝滿巖石的吊桶提到翻矸臺(tái)上方后，關(guān)上翻矸門，吊桶下落，使鉤尖進(jìn)入桶底中心孔內(nèi)。鉤尖處于提升中心線上，而托梁的轉(zhuǎn)軸中心偏離提升中心線200mm。吊桶借偏心作用開始向前傾倒，直到鉤頭鉤住桶底中心孔邊緣鋼圈為止。翻矸后，上提吊桶，座鉤自行脫離，并借自重恢復(fù)到原來(lái)位置。

圖3-22座鉤式自動(dòng)翻矸

1-吊桶；2一座鉤；3-軸承；4托梁；5-平衡尾架；6-支架；7-翮矸門

此種翻矸裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工安裝容易、翻矸動(dòng)作可靠、翻矸時(shí)間較短等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已在不少礦井廣泛使用。

3.4.3排矸方式

排矸能力要滿足適當(dāng)大于裝巖和提升能力之和的要求，以不影響裝巖和提升工作不間斷進(jìn)行為原則。通常用自卸汽車排矸。汽車排矸機(jī)動(dòng)靈活，排矸能力大，可將矸石用來(lái)墊平工業(yè)廣場(chǎng)，或附近山谷、洼地、方便迅速，故為施工現(xiàn)場(chǎng)所采用。

在平原地區(qū)建井可設(shè)矸石山。井口矸石裝入礦車后，運(yùn)至矸石山卸載；在山區(qū)建井，矸石裝入礦車，利用自滑坡道線路，將矸石卸入山谷中。

3.4.4矸石倉(cāng)

為了調(diào)劑井下裝矸、提舞及地面排矸能力，應(yīng)設(shè)立矸石倉(cāng)，(圖3-23)，其目的是貯存適當(dāng)數(shù)量的矸石量，以保證即使中間某一環(huán)節(jié)暫時(shí)中斷時(shí)排矸工作仍照常繼續(xù)進(jìn)行。矸石倉(cāng)容量可按一次爆破矸石量的l/5―1/10進(jìn)行設(shè)計(jì)，約為20～30tr13。矸石倉(cāng)設(shè)于井架一側(cè)或兩側(cè)。為卸矸方便，溜槽口下緣至汽車車箱上緣的凈空距為300～500mm，溜矸口的寬度不小于2.5～3倍矸石最大塊徑，高度不小于矸石最大塊徑的1.7～2倍；溜槽底板坡度不小于40°。

圖q-90矸石倉(cāng)

1倉(cāng)體；2立柱；3基礎(chǔ)；4溜槽；5溜槽口