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摘 要:本文首先对工程概况进行了简要介绍,概括了工作面开采技术条件,并深入分析了综采工作面坚硬岩石爆破弱化初步方案设计的基本内容以及及实际爆破效果。通过综合衡量比较爆破方案,选择最适宜的方式进行综采工作面岩石松动控制现场试验。
关键词:松动;爆破;试验;
综采工作开展过程中,如果遇到坚硬岩石,应当积极采用合理的爆破弱化岩石方案,确保爆破工程安全进行,由于岩石层面积大小及硬度的差异,所以制定的方案也有所不同。本文以某企业的综采工作为例,结合爆破方案的实际应用,从本质上阐述综采工作面通过坚硬岩石时选择科学方案的实际意义。
1工程概况简介
某企业在进行回采工程时,遇到了坚硬岩石阻碍,通过综合分析区域范围内的地理环境和地质条件可知,此次工程遇到同上述情况的可能性极高。从专业角度分析,岩石层的性质属于石灰岩,其坚固系数达到8成以上。由于其完整性不易被破坏,且硬度较高,普通综采机根本无法运行,针对此,应当采用爆破的方式弱化岩石的坚硬度。由于综采工作中采用的机械设备多样性,基础设施也非常复杂,而且距离爆破点的实际距离小于5米,所以在进行爆破工程时,应当最大限度的保证综采机的运行状态良好,且辅助设施的安全稳定性要高。此外,在综采工作面实施爆破作业过程中,应当高效合理的采用松动爆破技术,与此同时,在岩体内制造足够大的缝隙,避免岩石层飞落,保证综采机等设备能够在特定的高度范围内开展作业。再者,由于岩石层表夹缝较小,这在一定程度上,也给技术的运用造成了阻碍。
2实施开采技术要遵循的规则
开采工作面深度距离地面在305米到320米之间,顶部岩石属性由石灰岩构成,其自身厚度为6米左右,工作面的涌水量最大效率可达到每小时0.8立方米,绝对瓦斯涌出量则达到每分钟3.0立方米。
3爆破方案的基本内容
3.1 工程的实际要求及注意事项
1)在进行工作面坚硬巖石的爆破弱化工艺时,应最大限度的保证后续工作不受到任何负面影响,确保工作面综采机等相关辅助设备运行状态良好,保持炮眼深度达到标准,尽量压缩爆破工序的时间投入,降低其在总作业时间中的占用比例。
2)钻机的规格要达到40毫米,争取钻孔的实际爆破弱化效果在2.5米。
3)利用70毫米到90毫米的钻孔,保证钻孔的一次性弱化范围达到9米到10米。
4)确保经过弱化操作后,岩石的坚硬度能够达到综采切割机正常工作的限度。
3.2 方案初步预定
通过全面细致的研究和技术磋商,初步确定三种爆破设计方案。前两种方案的共同点是采用的钻孔直径都是43毫米,且钻孔是工程现有的钻孔设备,不需要重新采购。而两种方案的区别就在于第一种方案是有掏槽的浅孔爆破。第三种方案应用的技术设备是钻孔直径为80毫米到100毫米的潜孔钻机。具体内容如下所述:
1)前期阶段完成岩层硬度软弱及切割后,方可进行钻孔作业;
2)在开采工作面的岩层内完成所有钻孔作业;
3)在钻孔过程中,保证工开采作面与炮孔的角度科学合理。
3.3 衡量各类型爆破技术的数据参数
3.3.1无掏槽浅孔爆破技术的设计参数
1)钻孔深度。经过爆破作业后,岩石层的实际弱化效果决定了最终的钻孔深度, 如果钻孔过深,会在一定程度上弱化内部的作用力,影响作业效果。反之,则会增加爆破作业的时间成本,降低效率。基于此,结合以往工程经验来看,将钻孔深度暂定为2.5米;
2)钻孔直径。现有的工程设备中,选取的钻孔设备直径为40毫米;
3)钻孔间距。根据装药爆破的缝隙区半径,准确计算钻孔间距,由于炸药的轰炸力难以准确预估,加之岩石层性质存在较大差异,通常情况下,工程类比法由经验公式确定:即钻孔间距是最小抵抗线的0.8倍;
4)钻孔排距。坚硬岩层的厚度直接决定了钻孔排距,对于厚度小于1.6米的岩层设置单层炮孔即可。反之,则根据实际厚度进行合理的错位排布;
3.3.2 有掏槽浅孔爆破技术的设计参数
1)钻孔深度。由于采用掏槽能够适当的增加自由面,进而强化弱化效果。根据以往的工作经验总结,暂定钻孔深度为2.8米;
2)钻孔直径。利用工程现有设备,钻孔直径为40毫米;
3)钻孔间距。一般情况下,按工程类比法由经验公式确定:钻孔间距是最小抵抗线的1倍;
4)钻孔排距。坚硬岩层的厚度直接决定了钻孔排距,对于厚度小于1.6米的,只需要设置单层炮孔即可。反之,则根据实际厚度进行合理的错位排布;
5)单孔装药量。通过总结相似工程的实际经验可知,非掏槽眼每孔装药量公式为:单孔装药量=0.6×炮孔排距×炮眼长度
6)装药结构。炸药的铺设长度在240厘米,而堵塞口的长度最低不得小于75厘米。
7)掏槽眼布置方式及装药量。序号为1的掏槽,其每孔装药量是240克,序号2的每孔装药700克, 当岩石层厚度达到0.8米时,其工作面的剖面示意图如下:
3.3.3 比较两种浅孔爆破技术的优缺点
通过综合分析无掏槽浅孔爆破技术可知,其优势特点是雷管段别无法限制一次起爆规模,能够保证整个工作面同时起爆。而缺陷则是,如果第一层药包的药量控制不精确,则会出现大量飞石。
有掏槽浅孔爆破技术的优点是不需要设置过多的防护措施,且飞石数量少。缺点则与无掏槽浅孔爆破技术的优点恰好相反。
3.5 采用全断面无掏槽一次起爆法
系统考量工作面的实际情况,如果采用深孔爆破技术需要应用大型的打孔设备,且要确保前期准备时间充分,对于工作面岩石松动的弱化不适宜。基于此,经过权衡利弊后,最终选择采用全断面无掏槽一次起爆法。
4实际爆破效果
采用全断面无掏槽一次起爆法,根据事先设计的各项数据参数,能够确保爆破作业后,工作面的岩石层最大限度的出现碎裂,且分散距离控制在安全范围内,且综采机也能够顺利施工,这极大的增加了施工效率,实际效果显著提高。
5结语
综上所述,要想切实保证综采工作面岩石松动控制爆破的实际效果,应当综合衡量各种爆破技术的优缺点,增加机械设备的利用效率,分析其工作特点,深入现场考察施工环境,进而确保采取最优的方式进行爆破作业。
参考文献:
[1]复杂地质条件下综放工作面过断层关键技术研究[J]. 吕兆海,赵兴军.建井技术. 2009(03)
[2]轻型综放工作面过陷落柱的技术探讨[J]. 程秋红,李广俊.江西煤炭科技. 2009(01)
[3]综放工作面过断层开采技术[J]. 刘鸿博,邓庆鹏,刘克生,王国清.煤炭技术. 2008(01)
[4]复杂地质条件下综采工作面深孔松动爆破技术[J]. 李春茂,樊少武.煤炭科学技术. 2007(05)
关键词:松动;爆破;试验;
综采工作开展过程中,如果遇到坚硬岩石,应当积极采用合理的爆破弱化岩石方案,确保爆破工程安全进行,由于岩石层面积大小及硬度的差异,所以制定的方案也有所不同。本文以某企业的综采工作为例,结合爆破方案的实际应用,从本质上阐述综采工作面通过坚硬岩石时选择科学方案的实际意义。
1工程概况简介
某企业在进行回采工程时,遇到了坚硬岩石阻碍,通过综合分析区域范围内的地理环境和地质条件可知,此次工程遇到同上述情况的可能性极高。从专业角度分析,岩石层的性质属于石灰岩,其坚固系数达到8成以上。由于其完整性不易被破坏,且硬度较高,普通综采机根本无法运行,针对此,应当采用爆破的方式弱化岩石的坚硬度。由于综采工作中采用的机械设备多样性,基础设施也非常复杂,而且距离爆破点的实际距离小于5米,所以在进行爆破工程时,应当最大限度的保证综采机的运行状态良好,且辅助设施的安全稳定性要高。此外,在综采工作面实施爆破作业过程中,应当高效合理的采用松动爆破技术,与此同时,在岩体内制造足够大的缝隙,避免岩石层飞落,保证综采机等设备能够在特定的高度范围内开展作业。再者,由于岩石层表夹缝较小,这在一定程度上,也给技术的运用造成了阻碍。
2实施开采技术要遵循的规则
开采工作面深度距离地面在305米到320米之间,顶部岩石属性由石灰岩构成,其自身厚度为6米左右,工作面的涌水量最大效率可达到每小时0.8立方米,绝对瓦斯涌出量则达到每分钟3.0立方米。
3爆破方案的基本内容
3.1 工程的实际要求及注意事项
1)在进行工作面坚硬巖石的爆破弱化工艺时,应最大限度的保证后续工作不受到任何负面影响,确保工作面综采机等相关辅助设备运行状态良好,保持炮眼深度达到标准,尽量压缩爆破工序的时间投入,降低其在总作业时间中的占用比例。
2)钻机的规格要达到40毫米,争取钻孔的实际爆破弱化效果在2.5米。
3)利用70毫米到90毫米的钻孔,保证钻孔的一次性弱化范围达到9米到10米。
4)确保经过弱化操作后,岩石的坚硬度能够达到综采切割机正常工作的限度。
3.2 方案初步预定
通过全面细致的研究和技术磋商,初步确定三种爆破设计方案。前两种方案的共同点是采用的钻孔直径都是43毫米,且钻孔是工程现有的钻孔设备,不需要重新采购。而两种方案的区别就在于第一种方案是有掏槽的浅孔爆破。第三种方案应用的技术设备是钻孔直径为80毫米到100毫米的潜孔钻机。具体内容如下所述:
1)前期阶段完成岩层硬度软弱及切割后,方可进行钻孔作业;
2)在开采工作面的岩层内完成所有钻孔作业;
3)在钻孔过程中,保证工开采作面与炮孔的角度科学合理。
3.3 衡量各类型爆破技术的数据参数
3.3.1无掏槽浅孔爆破技术的设计参数
1)钻孔深度。经过爆破作业后,岩石层的实际弱化效果决定了最终的钻孔深度, 如果钻孔过深,会在一定程度上弱化内部的作用力,影响作业效果。反之,则会增加爆破作业的时间成本,降低效率。基于此,结合以往工程经验来看,将钻孔深度暂定为2.5米;
2)钻孔直径。现有的工程设备中,选取的钻孔设备直径为40毫米;
3)钻孔间距。根据装药爆破的缝隙区半径,准确计算钻孔间距,由于炸药的轰炸力难以准确预估,加之岩石层性质存在较大差异,通常情况下,工程类比法由经验公式确定:即钻孔间距是最小抵抗线的0.8倍;
4)钻孔排距。坚硬岩层的厚度直接决定了钻孔排距,对于厚度小于1.6米的岩层设置单层炮孔即可。反之,则根据实际厚度进行合理的错位排布;
3.3.2 有掏槽浅孔爆破技术的设计参数
1)钻孔深度。由于采用掏槽能够适当的增加自由面,进而强化弱化效果。根据以往的工作经验总结,暂定钻孔深度为2.8米;
2)钻孔直径。利用工程现有设备,钻孔直径为40毫米;
3)钻孔间距。一般情况下,按工程类比法由经验公式确定:钻孔间距是最小抵抗线的1倍;
4)钻孔排距。坚硬岩层的厚度直接决定了钻孔排距,对于厚度小于1.6米的,只需要设置单层炮孔即可。反之,则根据实际厚度进行合理的错位排布;
5)单孔装药量。通过总结相似工程的实际经验可知,非掏槽眼每孔装药量公式为:单孔装药量=0.6×炮孔排距×炮眼长度
6)装药结构。炸药的铺设长度在240厘米,而堵塞口的长度最低不得小于75厘米。
7)掏槽眼布置方式及装药量。序号为1的掏槽,其每孔装药量是240克,序号2的每孔装药700克, 当岩石层厚度达到0.8米时,其工作面的剖面示意图如下:
3.3.3 比较两种浅孔爆破技术的优缺点
通过综合分析无掏槽浅孔爆破技术可知,其优势特点是雷管段别无法限制一次起爆规模,能够保证整个工作面同时起爆。而缺陷则是,如果第一层药包的药量控制不精确,则会出现大量飞石。
有掏槽浅孔爆破技术的优点是不需要设置过多的防护措施,且飞石数量少。缺点则与无掏槽浅孔爆破技术的优点恰好相反。
3.5 采用全断面无掏槽一次起爆法
系统考量工作面的实际情况,如果采用深孔爆破技术需要应用大型的打孔设备,且要确保前期准备时间充分,对于工作面岩石松动的弱化不适宜。基于此,经过权衡利弊后,最终选择采用全断面无掏槽一次起爆法。
4实际爆破效果
采用全断面无掏槽一次起爆法,根据事先设计的各项数据参数,能够确保爆破作业后,工作面的岩石层最大限度的出现碎裂,且分散距离控制在安全范围内,且综采机也能够顺利施工,这极大的增加了施工效率,实际效果显著提高。
5结语
综上所述,要想切实保证综采工作面岩石松动控制爆破的实际效果,应当综合衡量各种爆破技术的优缺点,增加机械设备的利用效率,分析其工作特点,深入现场考察施工环境,进而确保采取最优的方式进行爆破作业。
参考文献:
[1]复杂地质条件下综放工作面过断层关键技术研究[J]. 吕兆海,赵兴军.建井技术. 2009(03)
[2]轻型综放工作面过陷落柱的技术探讨[J]. 程秋红,李广俊.江西煤炭科技. 2009(01)
[3]综放工作面过断层开采技术[J]. 刘鸿博,邓庆鹏,刘克生,王国清.煤炭技术. 2008(01)
[4]复杂地质条件下综采工作面深孔松动爆破技术[J]. 李春茂,樊少武.煤炭科学技术. 2007(05)