浅谈煤矿掘进爆破施工技术

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  摘 要:随着煤炭开采工作的逐步加深,如何加快工程进度,已经是各国的研究重点。爆破技术的出现很好的解决了这一问题。爆破技术的应用,不但加快了掘进速度还节省了工程成本,得到广泛好评。但爆破技术在施工过程中还有很多的注意要点,如何准确应用这项技术还需加强了解。本文通过爆破施工技术的讲解,来帮助大家更好的应用爆破施工技术。
  关键词:煤矿掘进;爆破施工;应用
  1 影响掘进速度的因素
  煤矿掘进工作环境复杂,工程进度受很多因素影响。主要影响因素有以下几点:
  (1)地质因素。地质条件的好坏直接影响着掘进工作的效率。地质条件越复杂恶劣,掘进速度和难度就越大。恶劣的地质条件包括岩体的硬度,地下水的含量、瓦斯的涌出量、顶部的稳定性等。如果巷道的顶部稳定性好,支护较为方便,那么煤矿的掘进工作就能快速展开进行。
  (2)掘进设备的先进程度。在煤矿的掘进工作中种类齐全和高自动化的设备是施工效率的加速器。但在实际的工作中,尽管施工设备种类较多,但自动化程度都较低,综合应用水平不高,严重影响了煤矿掘进工作的工作效率。再加上国产掘进工具的质量较差,容易出现故障,也是影响进度的一方面。
  (3)施工技术不先进。在实际施工过程中,施工工艺落后,巷道支护耗时长,掘进和支护工作不能同时进行,也严重影响了掘进工作的进度。
  (4)施工过程中的组织管理不协调。在施工过程中,很多管理人员不能有效的安排工作,过分强调进度,忽视质量,使得工程反复进行。在管理过程中不能严格执行设计计划,导致施工拖沓。
  2 简析爆破技术
  使用爆破技术时,为了得到较为光滑的开挖面,炸药的安放位置有一定的讲究。开挖巷道的主体部分要最先爆开,接下来在巷道的四周安放适量的炸药同时引爆,这样就可以得到较为光滑的开挖面,这种爆破技术叫做光面爆破技术。在使用爆破技术之前要设计一个标准的爆破参数,这样爆破后的轮廓线才能符合要求,做到表面圆滑。
  用来决定爆破效果好坏的标准是看炸药爆炸时气体膨胀对岩体的冲击情况。由于爆破时四周的炮眼是同时起爆的,这样就使得各炮眼产生的气体冲击波和应力波相互叠加,从而产生切向拉力。切向拉力随爆破的进行而加大,当切向拉力大于岩体的抗性时,岩体在一定范围内就会出现裂缝。随着拉力的增大,缝隙就会形成一个较为光滑的开挖面。
  3 掘进过程中爆破技术的优点
  3.1 爆破技术主要是利用爆炸产生的强力拉开岩体,这样既减少了开挖部位的破坏程度,又保持了巷道的稳定,便于施工的安全进行。
  3.2 爆破时并没有破坏岩体的整体结构,且爆破面较为圆滑,有利于提高巷道的支护能力。
  3.3 爆破后围岩光滑面较多,便于通风,减少风阻和瓦斯聚集,使掘进工作更安全。
  3.4 爆破过后,人工挖掘工作量下降,减少了时间和工程成本,提高了掘进的效率。
  4 爆破技术的具体应用
  4.1 炮眼密集系数和周边炮眼间距的确定。炮眼密集度对爆破效果有直接影响,施工人员在炮眼排布(布置)过程中必须高度重视炮眼之间距离的安排,炮眼之间的距离远近状况就是炮眼密集度(K)。通常情况下,煤矿掘进中炮眼密集度不小于0.8m,不超过1.0m,但是,受实际爆破状况的影响,施工人员可以结合实际需求稍做变动。煤矿掘进中深孔光面爆破的应用过程中,人们采取科学的分析方法,得出结论,炮眼密度系数可稍做调整,密度系数与巷道跨度成反比,当巷道跨度增大时,炮眼密度也可以随之减小,曲半径此时随之扩大,此时,岩层所承受的破坏力就会随之减小。如果巷道的跨度和曲半径相对较小,可以选取较大的炮眼密集值,结合实际情况炮眼密集系数可以增加到1.2。炮眼密集系数得到准确确定后,施工人员还应该确定准确的周边炮眼间距。周边炮眼间距需同时考虑炮眼的半径、岩石的抗压强度、侧部压力系数以及应力波的衰减指数等因素。
  4.2 装药结构的确定。结合中深孔光面爆破技术的应用原理,施工人员还应该对装药结构进行准确确定。在确定装药参数时,施工人员需要考虑以下因素:第一,保障围岩的完整性,施工人员应该采取措施,增强岩石的抗压能力,减少作用力对岩石产生的破坏;第二,为了保障爆破效果,施工人员还应该确保炮眼引爆后,保障岩壁做出所受的拉力比岩石最大的抗压能力强;第三,如果爆破过程中需要采用反向填充炸药的方式,施工人员必须在爆破孔内填充水泡泥,对孔口进行封口处理。总之,装药结构的确定对爆破效果有直接影响,施工人员必须高度重视装药结构中各参数的安排。
  4.3 炮眼深度和秒毫延期间隔时间的选择
  为了提升中深孔爆破技术在煤矿掘进中的应用效果,施工人员还应该选择合适的炮眼深度和延期间隔时间。炮眼深度受多种因素的影响,其中岩层属性、巷道断面大小、重复作业形式以及凿岩机的选型对其有直接影响,其中重复作业形式以及设备的基本条件对其影响最大。凿岩机作业时,施工人员应该有效控制炮眼钻的深度,钻岩速度与炮眼钻的深度成反比。
  5 爆破安全和防护措施
  5.1 钻孔
  在开始钻孔前,要先敲帮问顶,要敲掉迎头活杆危岩,同时要检查风水管路是否畅通,是否完好,确认钻孔工具和设备是否准备齐全,设备工作是否正常。当出现以下情况时,不得进行钻孔作业:无防尘水、局扇停止运转迎头无风、迎头装药时工作面存在瞎炮未处理、迎头存在空顶现象或迎头发生异常情况。
  5.2 装药准备
  装药作业前,要加固好工作面,避免因放炮发生崩倒和崩坏问题。检查所钻的炮孔位置否同爆破图表一致,确认孔内的水和岩粉是否吹净。实施装药前,要对工作面20m范围内区域的瓦斯浓度进行检测,当瓦斯超限时要禁止装药作业。
  5.3 装药
  要在支架完整、顶板完好,避开导电体和电气设备的爆破工作地点附近进行转配起爆药卷作业。以每次装药数量为标准来装配起爆药卷数量。装配过程中要防止电雷管受到冲击及震动,避免出现脚线绝缘层损坏问题。从药卷的顶部装入电雷管,要将电雷管全部插入到药卷内。将电雷管插入药卷后,要采用脚线将药卷缠住,并将电雷管脚线扭结在藥卷上。装药后采用水泡泥进行封口,将外漏的脚线绕成圈后放置在眼口位置。
  5.4 连线
  要严谨爆破母线存在接头或破皮现象,确保爆破母线具有较好的绝缘性。脚线接头、脚线及电雷管脚线、爆破母线之间的接头要相互扭紧,并悬挂起来,避免同钢丝绳、金属网、金属管和轨道等导电体接触。
  5.5 起爆
  巷道的爆破作业要由专业人员担当,同时在操作过程中要严格按照规定操作,避免造成安全事故。在进行爆破工作之前,必须确保接触爆破的工作人员熟悉爆破材料,知道怎样保护自己。爆破强还要确定警戒线内无一人存留,并派专人把守。接到爆破名利后将爆破材料设置为5s后爆破。爆破后,爆破工要及时拆掉母线将线路变为短路,防止安全事故的出现。爆破过程中如有问题要及时处理,在所有问题处理完后确认场地安全,才能撤销及警戒。
  参考文献
  [1]刘宏彬.煤矿掘进爆破施工技术探讨[J].商品与质量·房地产研究,2014.
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