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[摘 要]地下矿山爆破施工技术在近几年有着很大的发展,井巷掘进爆破也越来越受到人们的广泛应用,这对提高采掘的强度和促进经济效益的发展有着重要的意义。根据多年经验,提出了提高井巷掘进爆破效率的相关技术及对策,来提高施工的安全性,降低成本,给施工企业带来较好的经济效益和社会效益。
[关键词]井巷掘进,爆破技术,应用效率,对策
中图分类号:TD26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0361-01
在井巷掘进中,通常采用的爆破的方法把煤矿石或者岩石破碎,形成设计所需要的轮廓。采用钻爆法的井巷掘进,就其施工工艺来看,主要有钻眼、爆破、装岩、运输、支护五大工序。各个工序周而复始地进行,使得工作不断向前推进。挖掘井巷采用爆破方式,会取得很好的效果。如何研究总结爆破技术,不同的爆破技术在安全上的要求也不一样,要想改善爆破效率,提高井巷的掘进速度,降低采矿的成本,加强爆破技术的研究至关重要。下面根据多年的现场实践经验总结,供大家一起学习参考。
一、爆破在井巷掘进中的应用效率
1、爆破效率:主要是指炮眼利用率和井巷成形的规整度。井巷掘进爆破效率低的主要表现是:炮眼利用率低,爆破后留有残眼达到20%以上,遇到砂岩、火成岩时甚至超过40%,巷道超、欠挖现象严重,成形不规整。
2、影响井巷掘进爆破的原因:主要有两种原因影响岩石的破碎,一是客观原因,例如岩石的结构和构造,发展程度;二是人为原因,例如设置炮孔的位置、装炸药的结构、炮眼的数目和爆破方法等等。
3、井巷掘进爆破特征:井巷爆破一般包含平巷、竖井和天井、隧道这些不同的渠道引爆,它的特征是在单自由的条件下形成的,因为截面和挖掘工作制约着,每次引爆的速度是1-3m,所以為了最后形成井巷断面的平面,就一定要在工作面上分步不同种类的炮眼。在挖掘引爆的过程中,巷道的标准和朝向有严格的标准,为了使得材料使用最少,就要到达爆堆集中。块度平均和炮眼的使用率较高。
4、提高爆破效率:提高爆破效率的途径有很多,如根据不同岩性、掘进断面和循环进度,通过合理地选择掏槽方式,确定合适的装药量和装填结构,安排合适的起爆顺序,注意炮眼封堵质量和精心施工等是提高爆破效率的主要技术措施。
二、提高井巷掘进爆破效率的相关技术及对策
1、炮眼数目的确定。掘进工人往往为节省钻眼时间,实际工作中炮眼布置数目偏少,有的仅为3-3.8个/㎡,造成炮眼利用率低下,巷道成形不好,根据实践资料全断面按5个/㎡布置炮眼,炮眼利用率就可达到90%左右,而且炮眼数目的增加,炮眼利用率就提高。因此,综合考虑既节省时间又能提高炮眼利用率,全断面炮眼按4-5个/㎡布置较为合适。
2、周边眼距和最小抵抗线的确定及周边眼位的布置。合理布置炮眼,首先要确定周边眼距和最小抵抗线。周边眼距一般应控制在350mm-400mm范围内,最小抵抗线一般应控制在400mm-550mm范围内选取。周边眼应布置在设计轮廓线上,眼底向外偏50mm-100mm为宜。
3、炮孔设置形式及起爆顺序。挖掘工作面上的炮孔主要有掏槽孔、辅助孔和周边孔等。平巷、斜面施工平面上周围的孔主要是顶、底及帮孔。掏槽孔是将把一些的岩石首先引爆并抛出碎石,这样一来就会形成一种槽型的空穴,从而帮助爆破形成下一个自由面,这样就会提升爆破的成功率。掏槽孔要比另外一些孔深10%~15%,槽的质量直接制约着每次循环的进度。要确保炮孔的质量就要求核实的设置掏槽孔的模型,帮助孔位能将很多岩石崩落并且将断面加大,这样不但能提升周围孔的自由面,还能最大的引爆岩石。周围的孔不但能掌控断面的形式和朝向,还能使得井巷的朝向、方位和大小都达到标准。
4、掏槽方法的选择。掏槽是井巷全断面爆破能否取得好效果的关键步骤,井巷掘进目前多采用浅进度多循环,巷道断面基本上为中、小断面,岩性以f﹤8最多,f﹤4次之,f﹤10再次之,f﹥10最少。考虑施工方便、适应等因素,当f﹤4时,多采用三角锥形掏槽;当f﹤8时,采用四眼楔形中部加一个垂直空眼掏槽;当f﹤10时,采用六眼楔形中部加两个垂直空眼掏槽;当f﹥10时,可采用复式楔形掏槽,内楔由2-4个眼构成,眼深较小,装药量也较少,它最先起爆掏出小槽,外楔眼随后起爆扩大,并加深掏槽。要求掏槽眼比其他眼深200mm,眼底距控制在200mm左右,垂直空眼比掏槽眼深50mm,掏槽眼与工作面交角以70度为宜,且布置在巷道断面的中下部。
5、装药量的确定。掏槽眼必须有足够的装药长度,以保障能较好地破碎炮眼附近的岩体,否则会出现“挂门帘”的现象。但是切忌超过许可的装药效率和集中度,不仅不能提高爆破效果,反而降低爆破效果,因此,在掏槽眼、底眼和辅助眼的装药系数分别以0.6-0.8/0.5-0.7和0.4-0.6为宜;周边眼的装药量与岩性和药卷直径等因素有关,一般以150-300g/m为宜。
6、正确加工切缝药包。切缝药包应由放炮员在制作炮头时,预先做好,并严格按照有关说明进行操作,不得随便更改。加工时,注意炸药与管底平齐以及雷管起爆方向。正确放置聚能药包,管缝应严格沿巷道轮廓方向放置。利用“聚能效应”,低瓦斯工作面采用反向爆破时,要求药卷聚能穴方向一律朝向眼口;高瓦斯工作面采用正向爆破时,要求药卷聚能穴方向一律朝向眼底。
7、保证填塞质量。由于周边眼装药较少,眼距较大,为保证炮眼利用率,应有很好的填塞质量。因此堵塞炮泥对提高炮眼利用率作用很大。
三、结束语
随着国民经济建设的快速发展,井巷掘进爆破也越来越受到人们的广泛应用。工程技术人员必须加强爆破理论知识,根据现场实际情况编制合格的爆破图表,并加强现场技术指导,经过若干循环的爆破实践,根据实际取得的爆破参数对图表进行修改完善,成为指导和检查钻眼爆破工作的技术规程。另外,参加爆破的技术人员及工人,必须严格遵守《煤矿安全规程》和爆破图表的规定作业,认真执行炮眼布置、药量控制、装药结构、炮泥充填、起炮方式等等规定, 提高爆破效率,使得爆破的井巷成形规整,便于巷道维护,降低成本,,进一步提高井巷掘进速度,给施工企业带来较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 李廷春,刘洪强.煤矿下山巷道爆破掘进技术试验研究[J].岩土力学. 2012(01).
[2] 钟占良,李刚,王焕霞.大孔径复合掏槽在中深孔爆破中的应用技术[J].河北煤炭.2011(05).
[3] 黄宝龙.岩巷掘进准直眼掏槽爆破试验研究[D].中国矿业大学(北京) 2011.
[关键词]井巷掘进,爆破技术,应用效率,对策
中图分类号:TD26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0361-01
在井巷掘进中,通常采用的爆破的方法把煤矿石或者岩石破碎,形成设计所需要的轮廓。采用钻爆法的井巷掘进,就其施工工艺来看,主要有钻眼、爆破、装岩、运输、支护五大工序。各个工序周而复始地进行,使得工作不断向前推进。挖掘井巷采用爆破方式,会取得很好的效果。如何研究总结爆破技术,不同的爆破技术在安全上的要求也不一样,要想改善爆破效率,提高井巷的掘进速度,降低采矿的成本,加强爆破技术的研究至关重要。下面根据多年的现场实践经验总结,供大家一起学习参考。
一、爆破在井巷掘进中的应用效率
1、爆破效率:主要是指炮眼利用率和井巷成形的规整度。井巷掘进爆破效率低的主要表现是:炮眼利用率低,爆破后留有残眼达到20%以上,遇到砂岩、火成岩时甚至超过40%,巷道超、欠挖现象严重,成形不规整。
2、影响井巷掘进爆破的原因:主要有两种原因影响岩石的破碎,一是客观原因,例如岩石的结构和构造,发展程度;二是人为原因,例如设置炮孔的位置、装炸药的结构、炮眼的数目和爆破方法等等。
3、井巷掘进爆破特征:井巷爆破一般包含平巷、竖井和天井、隧道这些不同的渠道引爆,它的特征是在单自由的条件下形成的,因为截面和挖掘工作制约着,每次引爆的速度是1-3m,所以為了最后形成井巷断面的平面,就一定要在工作面上分步不同种类的炮眼。在挖掘引爆的过程中,巷道的标准和朝向有严格的标准,为了使得材料使用最少,就要到达爆堆集中。块度平均和炮眼的使用率较高。
4、提高爆破效率:提高爆破效率的途径有很多,如根据不同岩性、掘进断面和循环进度,通过合理地选择掏槽方式,确定合适的装药量和装填结构,安排合适的起爆顺序,注意炮眼封堵质量和精心施工等是提高爆破效率的主要技术措施。
二、提高井巷掘进爆破效率的相关技术及对策
1、炮眼数目的确定。掘进工人往往为节省钻眼时间,实际工作中炮眼布置数目偏少,有的仅为3-3.8个/㎡,造成炮眼利用率低下,巷道成形不好,根据实践资料全断面按5个/㎡布置炮眼,炮眼利用率就可达到90%左右,而且炮眼数目的增加,炮眼利用率就提高。因此,综合考虑既节省时间又能提高炮眼利用率,全断面炮眼按4-5个/㎡布置较为合适。
2、周边眼距和最小抵抗线的确定及周边眼位的布置。合理布置炮眼,首先要确定周边眼距和最小抵抗线。周边眼距一般应控制在350mm-400mm范围内,最小抵抗线一般应控制在400mm-550mm范围内选取。周边眼应布置在设计轮廓线上,眼底向外偏50mm-100mm为宜。
3、炮孔设置形式及起爆顺序。挖掘工作面上的炮孔主要有掏槽孔、辅助孔和周边孔等。平巷、斜面施工平面上周围的孔主要是顶、底及帮孔。掏槽孔是将把一些的岩石首先引爆并抛出碎石,这样一来就会形成一种槽型的空穴,从而帮助爆破形成下一个自由面,这样就会提升爆破的成功率。掏槽孔要比另外一些孔深10%~15%,槽的质量直接制约着每次循环的进度。要确保炮孔的质量就要求核实的设置掏槽孔的模型,帮助孔位能将很多岩石崩落并且将断面加大,这样不但能提升周围孔的自由面,还能最大的引爆岩石。周围的孔不但能掌控断面的形式和朝向,还能使得井巷的朝向、方位和大小都达到标准。
4、掏槽方法的选择。掏槽是井巷全断面爆破能否取得好效果的关键步骤,井巷掘进目前多采用浅进度多循环,巷道断面基本上为中、小断面,岩性以f﹤8最多,f﹤4次之,f﹤10再次之,f﹥10最少。考虑施工方便、适应等因素,当f﹤4时,多采用三角锥形掏槽;当f﹤8时,采用四眼楔形中部加一个垂直空眼掏槽;当f﹤10时,采用六眼楔形中部加两个垂直空眼掏槽;当f﹥10时,可采用复式楔形掏槽,内楔由2-4个眼构成,眼深较小,装药量也较少,它最先起爆掏出小槽,外楔眼随后起爆扩大,并加深掏槽。要求掏槽眼比其他眼深200mm,眼底距控制在200mm左右,垂直空眼比掏槽眼深50mm,掏槽眼与工作面交角以70度为宜,且布置在巷道断面的中下部。
5、装药量的确定。掏槽眼必须有足够的装药长度,以保障能较好地破碎炮眼附近的岩体,否则会出现“挂门帘”的现象。但是切忌超过许可的装药效率和集中度,不仅不能提高爆破效果,反而降低爆破效果,因此,在掏槽眼、底眼和辅助眼的装药系数分别以0.6-0.8/0.5-0.7和0.4-0.6为宜;周边眼的装药量与岩性和药卷直径等因素有关,一般以150-300g/m为宜。
6、正确加工切缝药包。切缝药包应由放炮员在制作炮头时,预先做好,并严格按照有关说明进行操作,不得随便更改。加工时,注意炸药与管底平齐以及雷管起爆方向。正确放置聚能药包,管缝应严格沿巷道轮廓方向放置。利用“聚能效应”,低瓦斯工作面采用反向爆破时,要求药卷聚能穴方向一律朝向眼口;高瓦斯工作面采用正向爆破时,要求药卷聚能穴方向一律朝向眼底。
7、保证填塞质量。由于周边眼装药较少,眼距较大,为保证炮眼利用率,应有很好的填塞质量。因此堵塞炮泥对提高炮眼利用率作用很大。
三、结束语
随着国民经济建设的快速发展,井巷掘进爆破也越来越受到人们的广泛应用。工程技术人员必须加强爆破理论知识,根据现场实际情况编制合格的爆破图表,并加强现场技术指导,经过若干循环的爆破实践,根据实际取得的爆破参数对图表进行修改完善,成为指导和检查钻眼爆破工作的技术规程。另外,参加爆破的技术人员及工人,必须严格遵守《煤矿安全规程》和爆破图表的规定作业,认真执行炮眼布置、药量控制、装药结构、炮泥充填、起炮方式等等规定, 提高爆破效率,使得爆破的井巷成形规整,便于巷道维护,降低成本,,进一步提高井巷掘进速度,给施工企业带来较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 李廷春,刘洪强.煤矿下山巷道爆破掘进技术试验研究[J].岩土力学. 2012(01).
[2] 钟占良,李刚,王焕霞.大孔径复合掏槽在中深孔爆破中的应用技术[J].河北煤炭.2011(05).
[3] 黄宝龙.岩巷掘进准直眼掏槽爆破试验研究[D].中国矿业大学(北京) 2011.