坑探鑿岩

坑探鑿岩

drilling for tunnel exploration

在衝擊鑿岩系統中，鑿岩機使動力轉變為衝擊活塞的往複運動。當衝擊活塞向前撞擊釺桿時所產生的應力波通過釺桿和釺頭傳遞給岩石，使之在瞬間獲得極大的衝擊力。針頭在衝擊力的作用下鑿出一定深度的一條溝槽，然後轉動一個角度，在下次衝擊時不但鑿出另一條溝槽，而且將溝槽之間的兩個扇形部分剪掉，如此反覆循環作業並及時排出鑿下的岩屑，炮眼就可逐漸加深。

鑿岩機按照使用動力不同可分為：內燃、電動、風動和液壓等類型；按照支承與推進方式分為：手持式、支腿式和導軌式。

內燃鑿岩機是由汽油機和鑿岩機構成的手持式鑿岩機，主要用於交通不便、流動性大的工作場所，在露天進行乾式作業。附加旁側供水和尾氣凈化等裝置，也可用於中硬以下岩石的短淺坑道。中國有YN23、YN25、YN30A等型號的內燃鑿岩機。

電動鑿岩機多是由電動機直接驅動的支腿式鑿岩機（圖1），中國有YDT30和 YDT35型，其衝擊機構有壓氣活塞式和偏心塊式。電動鑿岩機的能量利用率高，經濟效益和勞動條件較好，可用於中硬岩石的短淺坑道。

風動鑿岩機需要壓縮空氣動力系統，能量利用率低，勞動條件也較差。但在中硬以上岩石中，鑿岩速度較高，堅固耐用，維修方便，所以在坑探工程中廣泛應用氣腿式和輕型導軌式風動鑿岩機。

液壓鑿岩機是採用循環的高壓油作為驅動介質的鑿岩機，與風動鑿岩機相比，具有節能、高效、低雜訊以及易於調節參數與自動控制等優點。中國在坑探工程中應用了YYG-30型輕型導軌式液壓鑿岩機。

鑿岩台車是能滿足鑿岩機支承、推進、鑿岩、退釺、變位（角）與行走等要求的機械化鑿岩設備。中國地質礦產部研製的SYT-18雙臂軌輪式液壓鑿岩台車（見彩圖），體積小、重量輕。與DK-1裝岩機、CJ-12柴油機車，YS-25梭車配套組成了小斷面中深坑道機械化作業線。（見彩圖）

簡稱釺子，由釺頭、釺桿、釺肩和釺尾構成。整體釺的釺頭、釺桿、釺尾是不可拆卸的；分體釺的釺頭與釺桿是可拆卸的，釺頭與釺桿常用承插式錐形連接（圖2）。鑲嵌片狀硬質合金，釺頭有一字形、Y字形和十字形，還有鑲嵌球面柱狀的硬質合金的球齒釺頭（圖3）。

按照坑探掘鑿岩石的難易程度，將各種岩石按一定級差進行定量的劃分。通常以表格的形式列出各級代表性岩石名稱及其定量指標。岩石分級是制定生產定額、材料消耗定額的根據；是正確選擇掘進工藝參數和合理使用掘進設備以及分析研究勞動生產率、生產成本的依據。

按岩石分級的不同原則，有很多種分級方法，這裡主要介紹坑探工程中常採用的兩種岩石分級方法：

①按照岩石的相對強度指標進行分級。如M.M.普羅托季亞科諾夫按岩石的堅固性係數f(簡稱普式係數),將岩石分為10級。f值是根據岩石單軸抗壓強度除以 98計算的,f值由20到0.3，f值越大表示岩石越堅固。這種岩石分級方法只適用於掘進工藝的概略計算和近似地評定坑探工程的某些參數。

②按照岩石的生產技術指標進行分級。如按岩石的鑿岩性、爆破性、採掘性的生產指標進行分級。

岩石鑿岩性是指岩石在鑽鑿炮眼過程中，在外力的作用下岩石被破碎的性質。岩石採掘性是指岩石在採掘過程中，在外力的作用下岩石被破碎的性質。中國地質部1956年坑探工程岩石分級，將軟岩石按照岩石鬆散程度指標，即在規定的標準挖掘條件下，按手工挖掘1立方米原岩所需時間（分）指標，將岩石劃分為1～4級，反映了挖掘的難易程度。除軟岩石外將其他岩石按岩石鑿岩性指標，即在規定的標準鑿岩條件下，按手工或採用風動鑿岩機鑽鑿1米炮眼所需純鑿岩時間（分）指標，將岩石劃分為4～11級，反映了鑿岩的難易程度。岩石鑿岩性是與岩石組織構造、岩石物理力學性質和鑿岩機具以及鑿岩規程有著密切的關係。因此岩石鑿岩性指標取決於一系列地質因素、工藝和技術條件。確定岩石鑿岩性指標應該遵守規定的標準技術條件。

岩石爆破性是指岩石在炸藥包爆炸時所產生的外力作用下岩石被破碎的性質。岩石爆破性是用炸藥單位消耗，即爆破1立方米原岩所需炸藥量（千克）數或用炮眼單位消耗，即爆破1立方米原岩所需炮眼長度（米）來評定。地質部岩石分級表是根據岩石鑿岩性來制定生產定額和材料消耗定額的根據。當某些岩石鑿岩容易但很難爆破，在這種岩石鑿岩性與爆破性不一致的情況下，可按照下式:k=k1/k2來確定校正係數k。式中k1為炸藥單位消耗定額（千克/立方米）；k2為實測的炸藥單位消耗（千克/立方米）。按鑿岩性岩石分級制定的生產定額乘以校正係數k就考慮了岩石爆破性的因素。