羅江云++陶彥建++周軍++趙勇++唐明++朱峰
摘 要:針對杉木樹煤礦巖巷掘進淺眼多循環(huán)爆破存在成巷質(zhì)量差、單進低等問題,提出采用中深孔爆破技術(shù),從而實現(xiàn)提高單進水平的目的。經(jīng)應(yīng)用,單循環(huán)進尺從1.5 m提高至2 m。
關(guān)鍵詞:巖巷掘進 中深孔爆破技術(shù) 推廣應(yīng)用
中圖分類號:TD82 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)09(c)-0081-04
長期以來,芙蓉集團杉木樹煤礦巖巷掘進中采用淺眼多循環(huán)爆破技術(shù),采用該技術(shù)存在諸多弊端。淺眼多循環(huán)掘進過程中工藝轉(zhuǎn)換次數(shù)多,輔助作業(yè)時間增加,例如放炮排煙時間、排矸次數(shù)及排矸時間、工作面設(shè)備材料及其他工序準備時間等;而且材料消耗量大,成本高,工效低等,還增加了工人的勞動強度;炮眼利用率低、單循環(huán)進尺低,一般循環(huán)進尺為1.4~1.5 m(炮眼深度為1.6~1.8 m)。因此,在巖巷掘進爆破施工中,采用中深孔爆破技術(shù)具有極其重要的意義。
1 工程概況
1.1 巷道技術(shù)特性
N24+250 m補作運輸巷,承擔(dān)運輸杉木樹煤礦N24和N26采區(qū)矸石、材料、設(shè)備的任務(wù),為永久性巷道,設(shè)計全長為205 m,斷面為直墻半圓拱,墻高1.6 m,掘進高3.4 m,掘進寬3.6 m,掘進斷面為10.85 m2。
1.2 地質(zhì)條件
N24+250 m補作運輸巷施工層位位于宣威組中下部,巖性以細砂巖為主,夾泥巖及煤線,距2+3#煤層底板法線距離約38 m。巖石硬度系數(shù)(f)為4~8,巖層層理發(fā)育程度為Ⅱ~Ⅲ,巖層節(jié)理發(fā)育程度為Ⅱ~Ⅲ。
2 設(shè)備配置及爆破材料
掘進打眼采用7655型氣腿式鑿巖機,鉆釬為長2.2 m,直徑為25 mm的中空六角鋼釬。炸藥為Ⅲ級煤礦乳化炸藥,每條炸藥長為200 mm,重量為200 g/條,雷管為1、3、5段毫秒雷管。
3 中深孔爆破方案設(shè)計
3.1 中深孔爆破掏槽方式的選擇
為了使爆破取得最佳掏槽效果和提高炮眼利用率,必須選擇合適的掏槽形式,以便合理分配炸藥能量,掏槽眼的爆破效果與巷道掘進進尺密切相關(guān)。目前實際應(yīng)用中主要采用斜眼掏槽和直眼掏槽兩種方式。
斜眼掏槽的特點是炮孔軸線與掘進工作面斜交。目前,斜眼掏槽仍是國內(nèi)煤礦巖巷掘進普遍采用的掏槽方式。此種掏槽方式具有所需炮孔少、易將巖石向外拋出、形成更有效的自由面及位置和傾角的誤差對掏槽效果的影響較小、施工方便等特點。
但也存在以下主要缺點:(1)掏槽眼與工作面的夾角在55~75°范圍,炮孔深度受巷道斷面寬度的限制,不利于中深孔爆破技術(shù)實施;(2)掏槽后爆孔提供的抵抗線大小不同,使得爆破后工作面起伏較大,不利于下一循環(huán)鉆眼爆破工作。
直眼掏槽是指掏槽眼與工作面掘進方向平行,有意識將一定數(shù)量鉆孔不裝藥,炮眼利用率低,炮孔間距小,炮孔裝藥長度系數(shù)一般為0.7~0.8。具有的優(yōu)點如下:(1)由于炮孔軸線垂直工作面布置,當(dāng)炮孔深度改變時,掏槽布置可不變,易于工人掌握和實現(xiàn)平行作業(yè);(2)炮孔深度不受巷道斷面寬度限制;(3)巖石拋擲距離小,爆堆集中,不易崩壞巷道內(nèi)的設(shè)備和支護。因此,中深孔爆破常采用直眼掏槽方式。
直眼掏槽的主要缺點:(1)工藝和技術(shù)比較復(fù)雜,要求鉆孔質(zhì)量高,炮孔參數(shù)控制嚴格,對巷道成形效果影響大;(2)施工的炮孔數(shù)量多,炸藥消耗量大。
根據(jù)上述兩種掏槽方式的缺陷,為充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點,我們采用一種新型準直眼掏槽方式,如圖1所示。
圖1中,1#~6#孔為準直眼掏槽炮孔,炮孔稍微傾斜,1#~6#孔作為主要掏槽炮孔,水平方向與掘進工作面夾角為80~85°,垂直方向與掘進工作面夾角為90 °;7#孔作為輔助掏槽炮孔,水平方向與掘進工作面夾角為90 °,垂直方向與掘進工作面夾角為70~75 °。1#~7#孔裝炸藥量相同,使用1段雷管,同時起爆。7#孔的布置既避免了準直眼1#~6#孔終孔距離大,炸藥不集中,在起爆過程中,出現(xiàn)槍炮現(xiàn)象,同時又在爆破后增大了槽腔,為后爆炮孔提供了更大爆破自由面。
準直眼掏槽的優(yōu)點包括:(1)準直眼與自由面僅少許傾斜,掌子面提供的自由面得到充分利用,提高了爆破效果;(2)較直眼掏槽法大大減少了掏槽孔數(shù)量,擴大了槽腔體積,為后續(xù)炮孔爆破提供了更大的自由面和補償空間;(3)較斜眼掏槽法與自由面的夾角增大,爆破時巖石拋擲距離小,爆堆集中,對巷道內(nèi)的設(shè)備和支護破壞小。
3.2 爆破參數(shù)的確定
充分考慮安全、施工等因素,炮眼深度設(shè)計為2.0~2.2 m,單循環(huán)進尺預(yù)計為1.8~2.0 m。炮眼布置見圖2所示。
掏槽眼爆破是以爆破漏斗的形式形成自由面,為其他炮眼的爆破創(chuàng)造更為有利的條件,其a=400 mm,b=1600 mm,B=684,準直眼傾斜角度為75~80 °,炮眼深度為2.2 m,掏槽眼比其他炮眼深0.2 m。
輔助眼和周邊眼的作用主要是用來繼續(xù)擴大掏槽,并最后形成巷道輪廓。它們的布置一般應(yīng)以每一炮眼的最小抵抗線近似相等為原則,同時兼顧爆落的塊度和巷道輪廓整齊的要求。周邊眼分為拱部周邊眼、邊墻周邊眼和底部周邊眼,其眼距不能過大,一般為400~500 mm,周邊眼與巷道輪廓線距離為100 mm,當(dāng)巖石比較堅硬時,應(yīng)縮小周邊眼與巷道輪廓線之間的距離,以保證巷道不欠挖,超挖量少。在周邊眼與掏槽眼之間布置輔助眼,方向基本上垂直于工作面,掏槽眼以上輔助眼層間距為400~500 mm,眼間距為600~800 mm;掏槽眼以下及兩邊輔助眼層間距為300~400 mm,眼間距為400~500 mm;輔助眼與周邊眼、掏槽眼之間距離,一般為350~500 mm。
3.3 裝藥、連線與起爆
(1)裝藥結(jié)構(gòu):裝藥采用正向起爆,爆破總延時不大于130 ms。每個炮眼至少使用一條水炮泥,并用黏土炮泥填實,封泥長度0.5 m以上。根據(jù)炮眼作用、位置確定每個炮眼炸藥量。炸藥量見表1所示。endprint
(2)連線方式:所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接,每一個接頭應(yīng)接牢、接實,以減少接頭電阻,接頭要懸空,不可觸地,放炮母線要完好,不能有破損,網(wǎng)路連接好,母線與起爆器要接牢。
(3)起爆:起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查,發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時,要看到起爆器上的指示燈亮起10~20 s后,才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。
3.4 其他注意事項
(1)施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼,確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小,嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼,同時注意眼底位置不要靠的太近。
(2)爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破,可適當(dāng)減少炮眼數(shù);硬巖中爆破時,可減少炮眼間距,但不小于300 mm,可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。
(3)與掏槽眼以上的輔助眼相比,掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大,且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。
(4)裝炸藥時必須將炸藥推到眼底,并將其搗實。
(5)炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料,防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。
(6)掘進過程隨時對爆破效果進行觀察,及時調(diào)整爆破參數(shù)。
4 結(jié)語
(1)炮眼利用率提高,炮眼利用率最高可達92%。
(2)循環(huán)進尺提高,循環(huán)進尺最高可達1.95 m。
(3)實現(xiàn)了安全作業(yè),相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害,同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。
(4)相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度,為安全和生產(chǎn)提供了保障。
參考文獻
[1] 王文龍.鉆眼爆破[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.
[2] 單仁亮,周紀軍,黃寶龍,等.巷道掏槽爆破影響因素分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2010,38(2):25-27,54.
[3] 朱永.中深孔準直眼掏槽爆破技術(shù)與應(yīng)用研究[D].北京:中國礦業(yè)大學(xué),2008.
[4] 單仁亮,朱永,黃寶龍,等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2011(2).endprint
(2)連線方式:所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接,每一個接頭應(yīng)接牢、接實,以減少接頭電阻,接頭要懸空,不可觸地,放炮母線要完好,不能有破損,網(wǎng)路連接好,母線與起爆器要接牢。
(3)起爆:起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查,發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時,要看到起爆器上的指示燈亮起10~20 s后,才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。
3.4 其他注意事項
(1)施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼,確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小,嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼,同時注意眼底位置不要靠的太近。
(2)爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破,可適當(dāng)減少炮眼數(shù);硬巖中爆破時,可減少炮眼間距,但不小于300 mm,可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。
(3)與掏槽眼以上的輔助眼相比,掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大,且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。
(4)裝炸藥時必須將炸藥推到眼底,并將其搗實。
(5)炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料,防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。
(6)掘進過程隨時對爆破效果進行觀察,及時調(diào)整爆破參數(shù)。
4 結(jié)語
(1)炮眼利用率提高,炮眼利用率最高可達92%。
(2)循環(huán)進尺提高,循環(huán)進尺最高可達1.95 m。
(3)實現(xiàn)了安全作業(yè),相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害,同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。
(4)相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度,為安全和生產(chǎn)提供了保障。
參考文獻
[1] 王文龍.鉆眼爆破[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1984.
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(2)連線方式:所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接,每一個接頭應(yīng)接牢、接實,以減少接頭電阻,接頭要懸空,不可觸地,放炮母線要完好,不能有破損,網(wǎng)路連接好,母線與起爆器要接牢。
(3)起爆:起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查,發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時,要看到起爆器上的指示燈亮起10~20 s后,才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。
3.4 其他注意事項
(1)施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼,確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小,嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼,同時注意眼底位置不要靠的太近。
(2)爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破,可適當(dāng)減少炮眼數(shù);硬巖中爆破時,可減少炮眼間距,但不小于300 mm,可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。
(3)與掏槽眼以上的輔助眼相比,掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大,且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。
(4)裝炸藥時必須將炸藥推到眼底,并將其搗實。
(5)炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料,防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。
(6)掘進過程隨時對爆破效果進行觀察,及時調(diào)整爆破參數(shù)。
4 結(jié)語
(1)炮眼利用率提高,炮眼利用率最高可達92%。
(2)循環(huán)進尺提高,循環(huán)進尺最高可達1.95 m。
(3)實現(xiàn)了安全作業(yè),相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害,同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。
(4)相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度,為安全和生產(chǎn)提供了保障。
參考文獻
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