可以预见未来世界第一流的掘进技术，应是各种技术联合作用的综合技术。本文将论述《机械化钻爆技术》及与其它掘进技术的综合应用技术。

本综合技术之所以以钻爆技术为基准，是因为在目前以及一个时期内，用炸药来简化和降低岩巷工程工艺和成本仍是一个原则，特别对我国来说更是如此，但一般钻爆法效率低，进度慢不能适应形势要求，因此爆破技术的机械化将是方向。以钻爆技术为基准的综合破岩技术，其经济性将大为降低，其特点是能在任何硬度岩巷中保持高效，低耗的工作状态。

<一>机械化钻爆技术概述

所谓《机械化钻爆技术》是指将《钻爆法》完全机械化连续作业的技术，如美国著名的《螺旋爆破法》及我国提出的《风吹弹丸钻爆技术》等。本文将论述的《机械化钻爆技术》则是在国内外现有先进技术的基础上综合提高发展而来的，因此本技术是首创的。

机械化钻爆系统按爆破状态可分为动态爆破和静态爆破二种类型。动态爆破又可按炸药状态分为液体、乳状、固体三部分。静态爆破则根据其配方各组分，分别为液相和固相组成，或由多种固相组分组成。可 以预见，在工程上静态爆破前途无量，似有可能取代动态爆破。

将以上钻爆法各分类和其它破岩技术综合运用，并解决各自突出的特殊问题。则可得出众多杰出的掘进方案（如附机后配套、出锚喷、支护，则实现了综合机械化掘进技术）。这些方案分则自成一体，合则横向多品种，纵向系列化（重、中、小型型式各异、变化多样）。这些方案的提出，为全面的、系统的从结构上改变我国目前的掘进状态，奠定了基础。为我国地下工程掘进机械化全线铺开创造了条件。

1、机械化钻爆系统简介

本系统除自动注药、储存、堵塞、引爆装置及凿岩机导轨和护盾外，均采用一般工业上常用设备。本系统各设备（钻爆、出、通风）均设于一合适的标准履带车上。见图

本机钻爆系统是首创，采用液压凿岩机，发明注药装置、堵塞装置、引爆装置（压力输药系统）发明多用途盾式防护。本机所有驱动动力部分亦可采用核动力，或称之为地下核潜艇。

2、机械化钻爆系统工作原理

多台凿岩机同时钻孔，由护盾支撑巷道顶部，以固定掘进机体。因空间有限故采用大直径炮孔，及高威力水胶、乳化，浆状炸药或液体炸药。以尽量减少凿岩机台数。成孔后，凿岩机退回预定位置，参见图1方案Ⅰ：导轨在油马达作用下，作轴向转动一定角度，使贮存器出口中心线对正炮孔中心线位置。见图2方案Ⅱ：导轨固定，当凿岩机凿成孔后退至予定位置，贮存器在旋转机构作用下旋转一定角度，使贮存器出 口中心线对正炮孔中心线位置（见图1）。此时安装在液压推进器一端的输导装置，在推进器推力下向前运动，并凭借堵塞器外径和贮存器出口管径的公差配合产生的摩擦力，将输导装置同轴插头，插入堵塞器同轴插座内，并继续将堵塞器推入炮孔，堵塞器中部、后部外径为炮孔内径的过盈公差，以加强堵塞效果，推进器亦设定位装置，以使堵塞器在炮孔中位置适当。堵塞器到位后，注药方案Ⅰ：开启压力输药泵将乳状或液态炸药通过输送管道输入《输导装置》，再注入《堵塞器》通道中，压力流质炸药顶开《堵塞器》止逆装置，使流体炸药注入炮孔，堵塞器外壳表层设有沟槽起泄气作用（因在爆破作业中岩层裂隙较多，因此堵塞器外壳亦可不留槽，输药时可将压缩空气压入裂隙中），注药量可由计量器或压力计电器控制，以自动停泵，此时止逆装置闭合。注药方案Ⅱ，将注药器独立，成孔后先注药再堵孔，注药完成后《堵塞器》引爆装置开始工作。方案Ⅰ，引爆装置的同轴插销，是在无电情况下插入的，故无电火花，插入后，插头座设有密封圈隔绝，（在一定推力下可满足密封要求），此时用井下发爆器，接通电源，点燃堵塞爆破器中的引爆雷管延时药柱（本方案采用秒级雷管），以保证机组各防护设施到位后再击发雷管，引爆炸药（本方案适用于非瓦斯矿井的任何硬度的岩层中掘进）。方案Ⅱ采用遥控引爆，因接收机动作滞后量属微秒量级的，故可使用瞬发及毫秒雷管，因此本方案创造性地解决了本技术在瓦斯矿井中高速掘进问题。由于井下作业的现代化要求，因此电气自动化爆破是必然方向，至于接收机成本问题，可以予计在今后高速发展的5年中，将会成为微不足道的问题。

3、机械化钻    系统主要部件的结构及工作状况

本系统各主要工作部件包括，输导装置，堵塞器，储存器。

<1>输导装置

1>输导装置方案Ⅰ

输导装置安装在液压推进器推进瑞头

A    结构    见图3

①流体炸药入口，②电线，③同轴插头，④炸药通道。

B工作状况

①输药：

泵送流质炸药，经管路压入并通过在装置，再压入堵塞器。

②接通电力线路

在装置中同轴插头尾端导电线与发爆器线路相接，当在装置推进堵塞器时，同轴插头，插入堵塞器插座中，这样，发爆器即和引爆雷管线路接通，但此过程是在无线电情况下进行的，    此时若开启发爆器即可引    雷管。

2>输导装置方案Ⅱ。本方案可用凿    机钎头;直接将堵塞器推入炮孔中。本方案与方案工不同处是：其输导器的尾部带钢片钧瓜。凿岩机钎头部需预沟槽。当钎头推输导器向前运行，并进入储存器管中时，输导器钢钧爪，镶入钎头沟槽中。当输导器将堵塞器推入炮孔，并完成输药、通电等工作后，钎头缩回。此时输导器钧瓜，抓住钎头。故被钎头拖带一起退回。当输导器退至初始位置时，因钢钧瓜已退出存器钢管。故钧瓜钢    起并脱离钎头沟槽，则二者分离，以准备下 一循环继续工作，如此往返。

<2>堵塞器

1>堵塞器方案Ⅰ

A    结构

结构见图3输导器与堵塞器示意图4

①外    ②输药通道    ③止逆装置    ④同轴插座    ⑤导线    ⑥雷管    ⑦导器槽

B    工作状况

①流体炸药经过通道，推开止逆装置，压入炮孔，止逆装置防止炸药倒流，其中：方案Ⅰ可防止    状炸药倒流。

方案Ⅱ可防止液态炸药倒流（见图4说明）

图3、4说明：

1>输导装置带钧爪的为方案Ⅰ，不带钧爪的为方案Ⅱ

2>输导装置，堵塞器均适用于流质炸药（化、水胶、浆状、炸药）

3>采用液体炸药时，须增加“可伸缩    胶管”为方案Ⅰ，采用乳状炸药时，则无须带    胶襄为方案Ⅱ，方案Ⅱ可用于固体炸药方案中。

4>图4为有线电控引，只须在堵塞器中增设电池（并使其密闭）和无线电接收装置即可。

方案Ⅲ见图5，6，7为固体炸药方案

图5，6，7说明：

1>堵塞器和每节约筒的长度各为500毫米。

2>导线推进器在凿机钎杆或液压作用下，首先向钻孔内依次推入3发药筒，第四次推入堵塞器，则完成一个钻孔内的装药及堵塞工作。

3>图5，6，7专用于固体炸药方案;堵塞器    可用于    态    中，并可将炸药    为    药剂，并按各组分隔离置于药筒内，在使用时用雷管及适量炸药以微爆法混合    各组分药剂，当炸药发力时，则推动楔形堵块，完成堵塞工作。

②插座与输导装置中插头闭合即接通了发    器与雷管的线路，则可有线电控引    雷管。

③导器槽可排出炮孔中气体，以顺利输药。

2>堵塞器方案Ⅱ：

采用遥控爆破，堵塞器在方案Ⅰ的基础上做适当改动。其输送液状炸药通道，及止逆装置均不变，但需增加    扣电池和    控接收装置。加强堵塞可采用一次微爆    形堵塞方式，二次引爆。方案Ⅰ也可采用此种方式。

工作原理：当堵塞器中无线电接受装置接到    控指令，当即接通毫秒电雷管线路。引爆加强堵塞雷管，并引爆推进火药，将    形块推入尾槽内：并配以炮泥，以增加堵塞效果。当堵塞完成后，引爆雷管延时完成开爆，以引爆炸药。

<二>机械化钻爆技术的实用机型方案    介绍

该系统可组成如下众多方案：

简介：由多台液压凿岩机包括自动装药，堵塞，引爆装置及液压、电路、水路、通风、输液、出碴等各系统均装置于标准履带车上，但必须设计出适当的防护设施则可实现如下几种形式的凿岩机。本技术同样提供了满足需要而多用的防护设施。

1    螺旋钻爆掘进机

（1）螺旋爆破法概念是将巷道断面分成扇形小块。在小块上同时进行钻、装药、爆破、出碴等。各块依次螺旋式前进，从而实现全断面连续作业。该法解决了普通钻爆法不能连续平行作业的缺点，使爆破自由面加大，减少了炸药消耗;提高爆破效率。钻、爆、装均实现遥控。施工安全，各工序全部连续平行，提高了掘进速度。螺旋爆破法已成功的解决了在立井及平巷掘进中的各种技术问题。

（2）美研制的平巷遥控螺旋钻爆机工作原理见图。该机包括几台凿岩机、装药器（自动装药和引爆系统）和一块护，均安在大轴上。由司机通过液压阀操纵。大轴通过套筒轴承支在车架上，可带动全部装置旋转。凿岩机的五个动作都是遥控的。网状护板，呈L形。由厚壁钢管（两根）为框架和9.5毫米的扁钢构成。其上铺金属网。这样，既可挡住爆破的飞石，又可让冲击波通过。装药包括装药器和引爆系统。装药器为人工装填浆状炸药的标准设备。用液压缸控制伸缩。引爆用7.5秒延发雷管，与延发时间相配合。装药器按既定速度自动缩回。爆破过程中，全部装置都在护板后面。该法据估算，掘速为普通钻爆法的4倍。成本可降低一半。

（3）本方案是在美国试验研究的基础上，采用《机械化钻爆技术》较之原螺旋爆破法，则其结构更为紧凑、先进、合理。两种方案比较如下：

A、装药对孔方式：原方案为角移式，本方案为转动式。对位准确度高，结构紧凑。

B、仅由输导装置、堵塞器即可连续完成填、堵、引爆各环节。以较少部件完成较多的工作，各构件均集多功能于一身。

C、原方案无堵塞装置，仅有设想。而本方案设有良好的堵塞装置。

D、本方案采用优异的有线引爆。比原方案、击发、电雷管引爆更为经济适用。

E、本方案采用注入式输药，并配有完整的自动连续堵塞装置。可全部采用遥控操纵或电脑控制。

装药与引爆部分见复印件

装、堵、引爆各部分进行比较。

本方案输、堵、引爆各系统衔接好、连续、到位、对孔准确。各部件集中、结构紧凑。各部件简便、合理、多功用，更便于自动化连续作业。因此，新方案继承了原方案的优点，同时，改变了原方案的不足。

2    螺旋钻爆法立井方案：

螺旋爆破法用于立井，只需要在机械方面稍加变动。将机组大轴通过套筒轴承支在地面井架上，并改变出渣方式。如采用抓岩机、吊桶等。其余装置及工作原理均类同平巷机组。

3    全断面连续钻爆掘进机。

（1）方案介绍：

本方案是在钻装机的基础上进一步发展为全断面，一次连续自动化。钻、输、堵、爆、出渣等工作。并设有活动式护盾，使机组在爆破时无须撤离工作面，以提高工时利用率。本机组完全使“钻爆法”机械连续，亦可遥控或电脑操纵。本方案实现了我国研制全断面钻装车的设想并有所发展。

本方案宜采用大直径炮孔。根据单位岩石耗药量换算：若采用大于标准孔一倍的炮孔，则可使断面上钻孔数减少 3/4 。另根据西德等国家使用大直径炮孔爆破的经验，炮眼直径从31～38mm增加到42～52mm。炮眼个数可减少40～50%。因此，如采用大直径、高威力炸药，则本机组在有限空间中，是可以布置足够的凿岩机台数的。

本方案存在问题如图9示：

即巷道两帮及底部。凿岩机设备不易布置。特别是底部，因蟹爪式装岩机铲斗占据有效空间。解决的办法是：加大两履带之间的距离和高度。并使装岩机铲斗为伸缩式铲斗。当需要将全部凿岩机处于钻孔有利位置时，铲斗可缩至履带车底部，让出空间。当钻孔后并爆破后凿岩机后撤。则铲斗推出并开始装渣。

巷道顶部钻孔，由布置在掘进机上的活动护盾之上的凿岩机完成。该导轨装置在护盾上，以增加空间利用率。该支护起多种作用：

①固定滑轨作用。②顶部支护作用。③当顶部凿岩机钻孔时起稳定性作用。④当全部凿岩机工作时起着增强掘进机的稳定性和安全性作用。⑤爆破时将全机组置于其后，起护盾作用，保护设备并使设备在循环工作中无须撤离工作面，从而大大提高工时利用率。

（2）本方案结构简介：见图9

本方案在履带车上，由活动护盾和液压支柱组成一龙门框架结构。龙门可适当调整高低。该结构作为一个整体，可在履带车滑轨上一定区间内前后滑动，以供选择合适位置。在龙门内的空间中，设置一台凿岩机固定框架。该框架作为一个独立整体，可在履带车另一滑轨上前后滑动。当该框架向前滑至钻孔位置时，其左右两侧及底部均由液压缸推出可供固定凿岩机的框架;以解决底部和帮眼的钻凿问题。整个框架所布置的凿岩机，将解决除巷道顶部炮孔外的所有钻孔问题。框架上布置凿岩机台数可根据巷道实际情况及爆破需要增减。

如欲使本掘进机更为简化，可适当减少凿岩机台数，采取二次爆破法。一次掏槽和底部钻孔爆破，然后底部出渣与上部钻孔、爆破同时作业。

履带车上电器、液压等其它设置均设于履带车后端。

本方案亦可为便于拆卸的组合式钻爆机。即将由活动护盾和液压支柱构成的龙门与掘进机分开，单独支持在巷道两旁。由支护护顶并钻凿顶孔。而掘进机上只设一多台凿岩机固定框架，仍可沿滑轨前后滑动。并完成除顶部钻孔外的其它钻孔工作。而掘进机则可在龙门架下适当范围内活动。所有钻、爆电器液压控制，仍集中于掘进机上。龙门架可由掘进机推进。

4    全断面立井连续钻爆机。

在立井中，机械化钻爆技术可与现行的多臂伞形凿岩吊架，环形凿岩吊架等结合。实现钻、填、堵、爆自动化，可达到比现行技术更为优益的效果。

<三>机械化钻爆技术与其它破岩技术综合方案。

A.水力钻爆综合方案

1    水力钻爆联合掘进机。

平巷方案：

（1）简介：

本方案实质是一项水利、钻爆联合破岩新技术。本方案的提出是因为单纯依靠水利破岩，对我国来说：在技术上及工艺、材质等方面都尚不能过关，但采用钻爆法一次预裂爆破，水力二次辅助破岩，则可大大降低水力压力要求、大大降低水力设备在技术、材质、工艺等方面的要求，使之在我国实施成为可能。

（2）必须解决的几点问题：

这种联合体，首先需解决的是防护问题。即在工作面爆破时，不允许机组撤离。因此，对钻爆系统和水射流系统的防护问题必须解决。本文前章所述的摭护方式、盾式结构完全适合本方案。该结构轻便、简单、灵活、合理、可靠、空间利用率高并一盾多用。该护盾方 式如前述，即在机组上部设支护并将凿岩机滑轨设于该支护底面上。该支护可在一定范围内上下、前后运动。这样，当凿岩机钻孔时，该支护支撑顶岩;起护顶作用。并保证凿岩机及机组的稳定性。同时因以支护作导轨底盘。因此，巷道顶部易于密集布置凿岩机台数，有利于提高爆破效率。当巷道爆破前，将支护放下，如图呈盾式掩护。爆破时，则机组可安全置于工作面。82年前后，英国煤矿曾以人员不撤离爆破工作面的发明而轰动。而本方案采用本防护则可使整个机组在爆破时，安全处于工作面而无须撤离。

（3）结果及工作原理：

本机组“钻爆部分”均采用“机械化钻爆技术”。其余全部使用标准的工业通用部件。

水射流系统：由于工作程序首先用钻爆法一次予裂爆破，使岩石石完全丧失固有的机械物理性质。然后用水射流二次破岩、落岩、成巷。此对水射流的工作压力要求大为降低。可以估计，在沉积岩中，只有经过一次有效爆破后，采用300kg/cm2压力的水射流装置即完全能达到理想的破岩效果。而300kg/cm2压力的水力设备，在我国已有成功实例，可供直接采用（83年4月16日，由开滦矿务局和中国矿院及邢台煤矿等单位协助研制的高压水射流掘进器，已在开滦煤矿井下试验成功）该水力掘进器，可设于掘进机首中心部位。当爆破时，要使护盾能全部护住水力设备，并使凿岩机、水利设备各行其道互不干扰。当爆破后，护盾首先抬起并后撤。此时，掘进机头突出水力掘进器，开始水射流二次破岩。破碎大块、落岩、成巷，此时出渣系统同时动作、同时出渣。出渣完成后则进行下一次循环。这 里值得提醒的是，当炮孔输药完成后，所采用的延时雷管，其延时时间必须足够。即必须要求雷管起爆，要在掩护工作完成之后进行。这样才能确保机组的安全（不受飞石和冲击波的损坏）。

在火成岩中，当预裂爆破后，若采用1000～2000kg/cm2压力的高压水射流掘进器，则可满足在任何硬度的岩巷中，高速底耗掘进的要求。而2000kg/cm2压力的水射流器，同样是我国现有水平可达到的。70年代我国铁一局和西安矿院即已研制出2000～6000kg/cm2的水力掘进机。当时试车时虽失败了，但主要是未能很好的解决设备自身的稳定性。在80年代的今天，我们仅取其的下限值2000kg/cm2压力就足够了。因此，钻爆法和2000kg/cm2压力的水力联合掘进机，同样，不论在技术上、工艺及材质上都是我国现行水平所能达到的。另外亦可采用我国从英国引进的带高压细射流的RH-25型掘进机中的水射流系统（700巴的高压水）使之和机械化钻爆系统综合运用。

（4）优越性：

本机组具有轻便灵活、底耗、高效。全部机械化、自动化，可实现遥控和电脑操纵。可有效廉价地对付各种硬岩。由于创造性地将钻爆法与水力破岩技术联合作业，合而为一。故一反水火相悖的概念极大地提高了掘进速度，降低能耗，并因使水力压力大为降低，因而使水力系统材质、部件、制造工艺加工等方面为简化。同时因采用了具有理想连续性的机械化钻爆技术。因此使本方案保持了水力破岩连续性绳的特色。另外，由于有水力附助破岩，因而可适当减少凿岩机台数，并能由水力来规整巷道形状。

2.水力、钻爆、机械联合掘进机

（1）简介：

本方案是将机械化钻爆技术与英国引进的带高压细射流的RH-25型掘进机，联合破岩的综合技术，实质是由钻爆法、水射流和刀具切割法三者联合的综合技术。

带高压水射流的RH-25型掘进机具特点是：①切割头电动机功率82KW，由于带700巴的高压水射流，从而使切割电机的连续功率比不带水射流的增加50%，相对提高截割能。但仅可截割f＝8以下的煤、半煤岩和软岩。②降尘效果显著。700巴的高压水从齿座处的16个0.4毫米直径的喷嘴射出。雾化程度非常好，形成一道水幕，可省去一台降尘风机。③适应范围广。掘进机可在±140°的底板上截割6～25.8m2的矩形、梯形、拱形巷道。

由以上RH～25型掘进机特点①中可知该机，不能在f＝9以上的较硬岩石中掘进。因此若将机械化钻爆技术加入，则不仅能使该机在任何硬度的岩石中掘进。而且能达到高效低耗的经济掘进的目的。

（2）结构及工作原理：

对RH-25型掘进机进行适当改造，仿照如前各方案，给掘进机机组上布置适当的凿岩机台数及活动防护装置。工作程序首先由钻爆法破岩，然后水射流及刀具截割辅助破岩并同时出渣。

3.水力螺旋钻爆掘进机

（1）简介：本方案是由水力，螺旋爆破法和机械化钻爆技术的综合技术。

（2）结构：利用螺旋钻爆法的形式并采用机械化钻爆联合装置和高压水力系统。

（3）工作原理：首先钻爆破岩，然后水射流辅助破岩、落岩、规整巷道。

4.水射流与螺旋钻爆法立井联合掘进机方案：

（1）简介：

本方案系将300或300～2000kg/cm2压力的水射流破岩系统与螺旋爆破法立井方案综合技术。

（2）结构、工作原理：

采用现有高压水射流掘进器，并将其安装在固定凿岩机导轨的横梁上。其工作特点是：在爆破后，利用水力规整巷道，落岩、破碎大块。

5.水射流与伞形环形凿岩吊架综合掘进技术：

（1）简介：

本方案是将水射流系统和由机械化钻爆系统组成的伞形、环形凿岩吊架相结合的立井掘进装置。

（2）结构：

将高压水射流掘进器装置在伞形凿岩吊架上当爆破后水射流可二次辅助破岩、成巷。

B、机械化钻爆联合掘进方案

前言：

在近几十年中，国内外岩巷工程中，经济有效的破岩仍离不了钻爆法。但钻爆法的效率、速度不能满足形势要求，而且一定掘进速度 的掘进机，又无法在硬岩中经济高效掘进。这两种方法在我国应用较为广泛。如果根据我国特点将此二法综合起来，则其所表现出的综合优点将大大超过二者各自的特点。

1.全断面机械化钻爆联合掘进机：

（1）简介：

由机械化钻爆技术和全断面岩石掘进机联合破岩的新技术。该机除具有前述各类方案的优点外，还具有可直接用刀盘和刀具作护盾的优点。该机虽笨重、造价高昂、搬迁费事、转弯曲率大。但在长直隧道中掘进。如地铁、地下公路、地下水隧道、人防设施及地面铁路道、海底隧道等工程中，和其它开挖技术相比较，其经济性极为显著。是大规模地下综合工程中的最佳工程设备。本方案的提出是因为全断面岩石掘进机有许多十分明显的弱点。主要是：能耗大、刀具轴承磨损问题严重。在硬岩中无法经济有效的工作。因此和钻爆法结合后，本方案将十分理想的解决以上几点问题。

（2）构造及工作原理：

本方案是在全断面岩石掘进机的基础上，经过适当改造后，加入“机械化钻爆系统”。因采用了钻爆法，故掘进机刀盘、驱动电机起码可减少 1/2 。刀具亦可大量减少。故可提供足够空间布置适当数量的凿岩机台数。钻凿岩巷周边炮孔的凿岩机同样可将导轨预制，或安装在护顶及支撑上。掘进机的电器、液压、水路、压风等各系统装置均适当后移，以腾出空间，布置凿岩机固定框架，并使之能在机身滑轨上前后滑动。本框架将安装多台钻凿中部炮孔的凿岩机。见图10、图11。

工作时，首先框架沿滑轨向前滑动。使导轨前端穿过刀盘幅条空挡抵住岩巷。刀盘由定位装置控制，使导轨向岩面推进时正好通过刀盘幅条空挡。导轨到位后，凿岩机开始工作。所有钻、输、堵、爆程序同前所述。但爆破前需将框架退回使凿岩机后撤，并使刀盘旋转规定角度，将厚空挡处掩护起来，以保护凿岩设备。爆破采取松动爆破形式，仅破坏岩石机理，不使之有较大位移，爆破后再用刀具辅助破岩，同时出渣。

2.部分断面机械钻爆联合岩石掘进机：

（1）、简介：

全断面机械钻爆联合岩面掘进机，由于机身笨重庞大，固在巷道长度较短且变化较多的矿山巷道中使用既不方便，又不经济。为此，提出部分断面机械钻爆联合掘进机方案。本方案是将机械化钻爆技术与部分断面掘进机相结合的综合技术。由于部分断面掘进机体积小，重量轻、轻便灵活，及其适用于矿山井下掘进，同时由于采用了钻爆法，又解决了部分断面掘进机不能在400kg/cm2以上硬度的岩层中经济掘进的问题。因此本方案提供了灵活机动，且能在硬岩中高速经济掘进的新设备。

（2）、结构及工作原理如图12

本方案同水力钻爆联合机的结构及工作原理近似。不同点是由钻爆法一次破岩后采用截齿滚筒，落岩成巷、规整巷道、破碎大块。掩护方式和凿岩机布置均同于水力钻爆联合掘进机。当爆破时，活动护盾要能将滚筒全部护住。爆破后，滚筒切割和出渣同时进行。

3.立井机械钻爆联合钻井机：

（1）、简介：

立井钻井机在钻凿立井井筒时，和平巷全断面岩石掘进机所遇到问题是同样的。即在硬岩中无法经济有效掘进，同样存在刀具、轴承等磨损严重的问题。如要有效的解决这些问题，并加快凿井速度。则只需采用将立井钻井机同机械化钻爆系统联合起来的综合技术。即能满足要求。

（2）、结构及工作原理：

本装置是由机械化自动钻爆装置和立井钻井联合装置，均类同全断面钻爆岩石掘进机。但凿岩机固定采用伞状吊框架等形式如图13。

4.立井钻井法施工与钻爆法联合作业方案

简介：本方案宜用于大直径井筒施工（以φ9m直径为例）。

（1）、可用螺旋钻爆法采用本机械化钻爆系统开掘。开掘φ3m直径井筒，用抓岩机出渣。

（2）、仍采用螺旋爆破法或多臂伞形吊架正向或反向扩孔。孔径可扩至7～8m，用抓岩机出渣。

（3）、最后用φ9m钻机扩孔至φ9m。

5.钻爆冲击式联合掘进机

（1）、简介：由机械化钻爆系统和冲击式掘进机的联合装置。

（2）、工作原理：

首先以钻爆预裂岩石，再用冲击法落岩，成巷，并同时出渣。

C、机械化钻爆技术与世界各高挡高速掘进技术综合方案

1 与国外2000公斤/（厘米）2压力以上的高压水射流掘进机联合装置。

2 与国外高压水射流附助刀具破岩掘进机的联合装置。（3000公斤/（厘米）2以上压力）。

<四>固体炸药各方案：

前言，本节以前所述各方案均为流质（液、乳）炸药。本节专论固体炸药在机械化钻爆技术及其综合技术中的运用。而采用固体炸药的方案，则可采用董平同志和我共同研制的风吹弹丸钻爆技术中的弹丸和发射器装置。因已有专文，固本处不再赘述。弹丸图纸暂缓，发射器如图。该系统因弹丸2m长，固自动装填有困难，工作连续性不好，故本节提出如下方案。

1.将2m长弹丸截成四节，每节长500mm。前3节均装炸药，第4节为引爆及堵塞装置，每节可以聚乙稀为壳。

2.贮弹器部分除可采用前述方式外亦可采用齿轮、转轮形式。转轮长不小于500mm。即每节约筒长度。转轮第一、二、三孔分别装填炸药弹筒。第四孔装堵塞引爆装置。当向岩巷炮孔中输送炸药筒时，转轮每转一孔位置，由凿岩机钎杆将一节药筒推进炮孔，转轮转四次，则钎杆依次四次将四节共2m长的炸药筒及堵爆装置全部推入炮孔，完成填药堵塞工作。转轮上有二处凹进部分，为凿岩机钻孔时位置。

3.每小节药筒及堵塞引爆装置。自动推入转轮孔中的方式仍可采用如前所述的管道推进装置。由硬、软管交接的管路按次序将1、2、3、4节（第4节    堵爆装置）自动推入转轮中，则完全实现输药自动化、连续化，见转轮示意图，图15。转轮旋转方向为顺时针方向。转轮在处于凹入空挡位置时，管道推进装置闭锁。停止推进药筒，此 时上部凹入空挡处可通过钎头开始钻孔。

4.堵塞引爆装置：

堵塞，爆破采用有线（同轴插销）电控爆破。如前方式，或遥控爆破。

5.说明：本套装置可用于流质（液、乳）炸药所述的各方案中，使之成为采用固体炸药的综合掘进技术，且每项方案同样是首创的。

共包括15种方案。

<五>静态爆破方案

前言：静态爆破发展速度，由原300kg/cm2发展至今其破坏力可达3千吨/cm2，因其破碎岩石不产生高温、高压气体，无烟、无飞石、无冲击波、无声响。故安全可靠。在工程上极有发展前途，如静态爆破采用机械化自动化钻爆各装置，则亦可使之自动、连续。因其破坏能力极大，故可大大降低掘进机的功率，和各易损部件的技术要求，可省去不必要的防护设施，大大简化机组。

简介：

静态爆破可采用弹丸方式（2m长），弹壳内各配方组分若均为固体则分别装入几个聚乙稀长条袋内。以便共同装在弹丸内但又不混合。用压缩空气发射器将弹丸射入钻孔后，用微爆法将组分渗合起来发挥静爆作用。若是液相和固相两种或多种组分，则将固相药剂装入弹体内，液相药剂装入聚乙稀小容器内和微爆装置相接，然后插入固相组分中。当弹丸进入钻孔后，用微爆法炸开小容器，使液固相结合。

静爆破堵塞除可采用前述几种方式外，还可采用混凝土凝剂。（2～5分即可凝固）堵塞，或利用静爆逐渐膨胀的特点，采用楔形堵塞 法。通过膨胀力推动楔形块，楔入岩尾槽中楔死炮孔。

<六>静态爆破及动态爆破各方案及静、动综合各方案采用遥控爆破者，均可解决在瓦斯巷道内的掘进问题。

<七>关于控制输入炮孔内药量的方法：

1>，前言：

本节以前各种方案中的岩石掘进机，在掘进工作中如何随着岩石硬度变化而改变输药量的问题，将在本节予以解决。

2>、流质炸药可采用本方案：

即在施工前，首先在岩巷平面图中根据地质精查资料，或沿巷道轴向打深孔钻，取出岩样然后在图中标明巷道各段。岩层结构及岩石硬度等级，由此则可求出该区段爆破所需药量。这样只需在巷道平面图上，分出A、B、C、D……区段。并根据各段地质堪察数据。岩石硬度等级等换算出各区段所需炸药量。则可编制程序。由电脑控制计量器。当掘进机进入那个区段时，能根据该区段岩石硬度，而确定给各钻孔注入适量的炸药。亦可由人工控制。当掘进机进入A段区间，人员可根据岩石硬度等级，控制计量器输入适当药量。进入B段区间时，人员则可随岩石硬度改变，调整计量器以改变输入药量。从而解决了药量不能随岩石变化而变化的问题。

3>、固体炸药：

将弹丸或每小节药筒，根据其装药量多少分成：1、Ⅱ、Ⅲ等级，并在弹丸或药筒外壳上打上标记。在巷道开拓平面图上，根据精查地质资料，岩石硬度分出A、B、C……各区段，并确定出各区段应选用弹丸或药筒等级。这样，当掘进机进入该区段时，则输送相对 应等级的弹丸或药筒。这样就解决了固体炸药量可随岩石硬度变化而相应变化的问题。

4>可采用声、光、电、磁等仪器或其它技术，测出巷道岩石的疏密度，并输入电脑，由电脑指令计量器，定量供药，则建立了供药量与岩石硬度变化而变化的函数关系。

<八>旋转动力机构：

前述各项方案中，当凿岩机钻孔后并回到初始位置时，转轮、贮存器或导轨架必须旋转规定角度才能使堵塞器或弹丸、药筒对正钻孔，并被推入钻孔中去。而该旋转机构中除可采用油马达、风马达等作旋转动力外，本节尚提出一项新的旋转动力方案，或称磁马达、磁力旋转器。见原理图16及图17。若本方案确能实现，则可带动凿岩机导轨或贮存器及转轮，作定向旋转。如能实现本方案，实则是实现了磁力发动机。该磁力机除可单独为动力机外，尚可实现磁能、风能、光能联合发电机。若将此三能联合发电机再同柴油机联合合作，则成为互为补偿。供电可靠的自然能与有机能联合发电系统。如本磁力发动机原理不能成立，则可采用美国已取得成功的磁动力机，同样可作为旋转动力机构成组成联合发电机装置和系统。

说明书续页

图中：1-贮存器;2、-输导装置（方案Ⅰ）;3、-液压推进器;4、-钎杆;5、-液压凿岩机;6、-导轨;7、-油马达驱动装置;Ⅰ，-炮孔中心线;Ⅱ-堵塞器出口中心线;8、-补偿推进弹簧（或用液压缸代替）;9、-导轨;10、-钎杆;11、-液压凿岩机;12、-贮存器;13、-导气槽;14、-电线;15、-输药导管;16、-插头;19、-同轴插头;18、-密封圈;17、-钩爪;20、-堵塞器外壳;22、-雷管;23、-可伸缩橡胶囊;24、-流质炸药通道;25、-同轴插座;26、-雷管脚线（电导线）;21、-止逆堵块;27、-弹簧;28、-钩爪;29、-电导线;31、-同轴插头;30、-导电推进头;32、-炮泥;33、-雷管脚线;34、-雷管;35、-炸药;37、-后挡板;41、-引爆火孔;36、-同轴插座;37、-前挡板;38、-楔形堵块;39、-药筒;40、-拉杆;42、-药筒;43、炸药;45、-顶块;44、-弹簧;48、-转轴;47、-堵塞器（或药筒）输送管道;46、-堵塞器或药筒贮存器;49、-堵塞器推出口;50、-堵塞器（或堵塞引爆装置）;51、-输导装置;52、-钎杆;53、-补偿弹簧（或油缸）;54、-盾式防护（或活动护盾）;55、-钻孔、输药、堵塞、引爆联合装置;56、-钻、输、堵、爆联合装置固定框架;57、-刀具;58、-刀盘;59、-护顶及支撑;60-驱动电动机;61，-钻孔、输药、堵塞引爆联合装置;62，-钻、输、堵、爆联合装置固定框架;63，-吸尘器;64，-铲斗;65，-运送带;66、-刀具;67-刀盘工作机构;69、-除尘风筒;70，-水平支撑; 71，-胶带输送机;72、-铲斗;68，73、-前支撑;74、-电动机和减速箱;75、-钻孔、输药、堵塞、引爆联合装置;76、-钻、输、堵、爆联合装置固定框架;77，-截齿滚筒;78，-截杆;79，-盾式防护;80，-电器;液压系统;81，-链板机;82，-胶带转载机（或输送带）;83，-装载机构;84，-行走履带车;85、-滚刀;86、-刀盘;87、-连轴节;88、-轴;89、-滚刀座;90、-伞状多臂钻架;91、-钻、输、堵、爆联合装置;（或机械化钻爆装置）;92、-予留孔;95、-转轮;96、-转轮轴;100、-钎杆;97-药筒;98、-堵塞器;99、-药筒及堵塞器输送管道;114、-永久磁铁;115、-定子;116、-转子;117、-轴;118、-永久磁条;119、-逆磁性金属。

图1，钻、输、堵、爆联合装置示意图（方案Ⅰ）;

图2，钻、输、堵、爆联合装置示意图（方案Ⅱ）;

图3，输导装置示意图;

图4，堵塞器示意图;

图5，固体炸药专用导电推进器示意图;

图6，固体炸药专用堵塞器示意图;

图7，药筒示意图;

图8，固体，流质炸药方案，堵塞器贮存器示意图;

图9，全断面连续钻爆掘进机方案示意图;

图10，机械钻爆联合岩石掘进机示意图;

图11，机械钻爆联合岩石掘进机示意图;

图12，部分断面机械钻爆掘进机方案示意图;

图13，立井机械钻爆联合钻井机;

图14，立井机械钻爆联合钻井机;

图15，固体炸药方案转轮示意图;

图16，磁力旋转器定子示意图;

图17，磁力旋转器方案图。