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摘要:在岩巷施工中通过尝试中深孔爆破 优化施工工艺 降低喷浆厚度等技术手段,实现了提高循环进尺 提高破岩效果 降低材料消耗 增加矿井效益的目标 该套施工工艺为矿区岩巷快速 安全 经济的施工发挥了重要作用
关键词:底板抽放巷;掘进爆破;爆破参数优化
一、应用背景及意义
煤矿井下岩巷大都受岩石的夹制作用,更由于存在着煤(岩)层瓦斯的潜在危害,《煤矿安全规程》明文规定突出矿井井下爆破只能采用较低威力的安全等级不低于3级的煤矿安全炸药和总延迟时间不超过130ms的毫秒爆破雷管,这些都影响了岩石巷道爆破效果。煤矿岩石巷道下山掘进还存在一个特别突出的问题是迎头常有积水,遇松散膨胀岩层迎头形成水泥浆,抽排困难,清底时间长,清渣不彻底,使得打眼时钻眼不到位,炮眼内吹孔不彻底,易回淤,装药装不进等,造成爆破不彻底,炮眼利用率低,落底现象频现等,特别是硬岩下山巷道,爆破效果更差。
94采区1号71煤底板抽放巷采用锚网喷支护,净高3.5m,净宽4.2m,目前迎头按17°下山施工,迎头断面岩性为全断面粉砂岩,自2012年5月6日拨门施工至2012年9月10日,该巷道累计进尺165m,除打钻等影响20天外,平均每圆班进尺1.58m,平均月进度只有47.4m,为此,为提高硬岩下山巷道掘进进度,有必要对下山掘进爆破施工方法,爆破参数等进行优化。
二、工程概况
94采区1号71煤底板抽放巷全长1538m,净高3.5m,净宽4.2m,其中墙高1.4m,掘进面积14m2,采用锚网喷支护,锚杆采用Ф20mm,L=2400mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,间排距700mm×700mm。网片为金属网,直径6.5mm圆钢焊接,金属网网幅=900×3000mm、840×900mm,网格=110×120mm。锚索为直径17.8mm钢绞线加工而成,一排3根,间距为1.5m,排距1.5m.目前迎头按17°下山施工,巷道向前施工主要揭露岩性为砂岩:灰色~灰白色、块状、坚硬、局部破碎、含植物根茎化石。
三、原施工情况分析
通过现场跟班调查、实地测量等查明,现场使用7665型气推式凿岩机打眼,三级的煤矿水胶炸药,炮眼深度1.7~2.0m,深度不一,工作面炮眼布置整体不合理,掏槽眼位置偏上,钻眼角度不正确,周边眼外扎角度不够,特别是底眼下扎角度大,实际底眼的有效炮眼深度仅有其他炮眼深度的70%~80%。因此很易造成落地,平均每循环工作面炮眼约80个,每循环炸药消耗约70Kg,虽然炮眼布置很密,炸药消耗量很大,但爆破效果不理想,循环进尺只有1.1左右,平均炮眼利用率只有65%左右,落底现象严重。平均落底0.9m左右。
四、爆破参数优化
1、钻眼爆破参数
打眼时均采用Φ42mm的钻头打眼,掏槽眼及底眼眼深2200mm,辅助眼、周边眼炮眼深度均为2000mm。这样能获得较好的掏槽爆破效率,进而获得较好的爆破效果。
2、掏槽眼爆破参数
对于坚硬的岩石,普通的掏槽方式难以获得较高的掏槽爆破效率,根据长期的生产实践表明,针对下山岩石较硬巷道,可采用底部聚能装药掏槽爆破技术。底部聚能装药掏槽的特点是掏槽眼布置在拱基线以下,同时在普通楔形掏槽中加入数量不等并与倾斜掏槽同深的直眼,构成直眼和斜眼复合掏槽方式,或者增加辅助掏槽眼,意在增加掏槽眼底部装药量,进一步增强槽腔内岩石的爆破作用和底部岩石的破碎,进而达到底部岩石不落底的目的。掏槽眼槽口横向排距800~1000mm,槽口竖向间距为400mm,单眼装药量4卷,所有掏槽眼用1段雷管起爆。
3、周边眼、辅助眼和底眼爆破参数
周边眼采用光面爆破技术,炮眼布置在巷道掘进轮廓线上,打眼时应稍微向外倾斜,眼底落在巷道轮廓线外50mm左右,炮眼相互平行,深度一致,眼距控制在350mm,装药量每眼2卷。
辅助眼间排距控制在500mm左右,尽量均匀布置,装药量每眼3卷。为消除和减少巷道底板落底现象,底眼眼距控制在500mm,打眼时稍微向下倾斜,眼底落在巷道轮廓线下150mm左右,眼深2200mm,装药量4卷。具体见炮眼布置图1,爆破参数见表1.
4、装药结构
所有炮眼均采用正向装药结构,先装座底泥,然后按设计装药量装药到底,随后连续装水炮泥,封口泥。
串联网络,从掏槽眼向外逐圈进行起爆。
五、效果评价
按设计的掘进爆破方案和爆破参数在94采区1#71煤底板抽放巷进行了试验,38个循环,进尺56m,掘进爆破效果明显提高,循环进尺由原来的1.1m提高到1.5m。
试验达到了预期效果,下山落底现象虽未完全消除(底眼打眼不到位是重要原因之一),但确大大减少,由原来的落底0.9m减少到0.3m。提高了工作效率,提高了岩巷下山巷道的单进水平。
六、結束语
在巷道掘进过程中,采用对现场爆破进行分析,对爆破参数进行优化,使得爆破技术达到较高的技术要求,这样对操作的难度加大,对工人的技术水平要求高,但通过施工现场管理的加强都可以进行解决,爆破技术的应用带给了我们先进的技术,合理的经济性,同时在坚硬围岩的破碎中具有安全的适用性,提高了掘进效率,降低了成本,提升了矿井的技术管理水平。所以,在巷道的掘进过程,对掘进巷道爆破方案和爆破参数的优化具有很好的推广前景
参考文献:
[l]东兆星,吴士良,井巷工程[M], 徐州:中国矿业大学出版社, 2009.7
[2]刘飞,矿山工程爆破[M], 北京: 化学工业出版社, 2009.4
[3]何广沂,徐凤奎,荆山,等.节能环保工程爆破[M].北京:中国铁道出版社, 2007.
[4]何广沂.工程爆破新技术[M].北京: 中国铁道出版社,2000.
作者简介:于建华(1984-),男,安徽宿州人,助理工程师,祁东煤矿掘进二区主管技术员,毕业于中国矿业大学,本科学历,从事掘进施工技术管理工作。
关键词:底板抽放巷;掘进爆破;爆破参数优化
一、应用背景及意义
煤矿井下岩巷大都受岩石的夹制作用,更由于存在着煤(岩)层瓦斯的潜在危害,《煤矿安全规程》明文规定突出矿井井下爆破只能采用较低威力的安全等级不低于3级的煤矿安全炸药和总延迟时间不超过130ms的毫秒爆破雷管,这些都影响了岩石巷道爆破效果。煤矿岩石巷道下山掘进还存在一个特别突出的问题是迎头常有积水,遇松散膨胀岩层迎头形成水泥浆,抽排困难,清底时间长,清渣不彻底,使得打眼时钻眼不到位,炮眼内吹孔不彻底,易回淤,装药装不进等,造成爆破不彻底,炮眼利用率低,落底现象频现等,特别是硬岩下山巷道,爆破效果更差。
94采区1号71煤底板抽放巷采用锚网喷支护,净高3.5m,净宽4.2m,目前迎头按17°下山施工,迎头断面岩性为全断面粉砂岩,自2012年5月6日拨门施工至2012年9月10日,该巷道累计进尺165m,除打钻等影响20天外,平均每圆班进尺1.58m,平均月进度只有47.4m,为此,为提高硬岩下山巷道掘进进度,有必要对下山掘进爆破施工方法,爆破参数等进行优化。
二、工程概况
94采区1号71煤底板抽放巷全长1538m,净高3.5m,净宽4.2m,其中墙高1.4m,掘进面积14m2,采用锚网喷支护,锚杆采用Ф20mm,L=2400mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆,间排距700mm×700mm。网片为金属网,直径6.5mm圆钢焊接,金属网网幅=900×3000mm、840×900mm,网格=110×120mm。锚索为直径17.8mm钢绞线加工而成,一排3根,间距为1.5m,排距1.5m.目前迎头按17°下山施工,巷道向前施工主要揭露岩性为砂岩:灰色~灰白色、块状、坚硬、局部破碎、含植物根茎化石。
三、原施工情况分析
通过现场跟班调查、实地测量等查明,现场使用7665型气推式凿岩机打眼,三级的煤矿水胶炸药,炮眼深度1.7~2.0m,深度不一,工作面炮眼布置整体不合理,掏槽眼位置偏上,钻眼角度不正确,周边眼外扎角度不够,特别是底眼下扎角度大,实际底眼的有效炮眼深度仅有其他炮眼深度的70%~80%。因此很易造成落地,平均每循环工作面炮眼约80个,每循环炸药消耗约70Kg,虽然炮眼布置很密,炸药消耗量很大,但爆破效果不理想,循环进尺只有1.1左右,平均炮眼利用率只有65%左右,落底现象严重。平均落底0.9m左右。
四、爆破参数优化
1、钻眼爆破参数
打眼时均采用Φ42mm的钻头打眼,掏槽眼及底眼眼深2200mm,辅助眼、周边眼炮眼深度均为2000mm。这样能获得较好的掏槽爆破效率,进而获得较好的爆破效果。
2、掏槽眼爆破参数
对于坚硬的岩石,普通的掏槽方式难以获得较高的掏槽爆破效率,根据长期的生产实践表明,针对下山岩石较硬巷道,可采用底部聚能装药掏槽爆破技术。底部聚能装药掏槽的特点是掏槽眼布置在拱基线以下,同时在普通楔形掏槽中加入数量不等并与倾斜掏槽同深的直眼,构成直眼和斜眼复合掏槽方式,或者增加辅助掏槽眼,意在增加掏槽眼底部装药量,进一步增强槽腔内岩石的爆破作用和底部岩石的破碎,进而达到底部岩石不落底的目的。掏槽眼槽口横向排距800~1000mm,槽口竖向间距为400mm,单眼装药量4卷,所有掏槽眼用1段雷管起爆。
3、周边眼、辅助眼和底眼爆破参数
周边眼采用光面爆破技术,炮眼布置在巷道掘进轮廓线上,打眼时应稍微向外倾斜,眼底落在巷道轮廓线外50mm左右,炮眼相互平行,深度一致,眼距控制在350mm,装药量每眼2卷。
辅助眼间排距控制在500mm左右,尽量均匀布置,装药量每眼3卷。为消除和减少巷道底板落底现象,底眼眼距控制在500mm,打眼时稍微向下倾斜,眼底落在巷道轮廓线下150mm左右,眼深2200mm,装药量4卷。具体见炮眼布置图1,爆破参数见表1.
4、装药结构
所有炮眼均采用正向装药结构,先装座底泥,然后按设计装药量装药到底,随后连续装水炮泥,封口泥。
串联网络,从掏槽眼向外逐圈进行起爆。
五、效果评价
按设计的掘进爆破方案和爆破参数在94采区1#71煤底板抽放巷进行了试验,38个循环,进尺56m,掘进爆破效果明显提高,循环进尺由原来的1.1m提高到1.5m。
试验达到了预期效果,下山落底现象虽未完全消除(底眼打眼不到位是重要原因之一),但确大大减少,由原来的落底0.9m减少到0.3m。提高了工作效率,提高了岩巷下山巷道的单进水平。
六、結束语
在巷道掘进过程中,采用对现场爆破进行分析,对爆破参数进行优化,使得爆破技术达到较高的技术要求,这样对操作的难度加大,对工人的技术水平要求高,但通过施工现场管理的加强都可以进行解决,爆破技术的应用带给了我们先进的技术,合理的经济性,同时在坚硬围岩的破碎中具有安全的适用性,提高了掘进效率,降低了成本,提升了矿井的技术管理水平。所以,在巷道的掘进过程,对掘进巷道爆破方案和爆破参数的优化具有很好的推广前景
参考文献:
[l]东兆星,吴士良,井巷工程[M], 徐州:中国矿业大学出版社, 2009.7
[2]刘飞,矿山工程爆破[M], 北京: 化学工业出版社, 2009.4
[3]何广沂,徐凤奎,荆山,等.节能环保工程爆破[M].北京:中国铁道出版社, 2007.
[4]何广沂.工程爆破新技术[M].北京: 中国铁道出版社,2000.
作者简介:于建华(1984-),男,安徽宿州人,助理工程师,祁东煤矿掘进二区主管技术员,毕业于中国矿业大学,本科学历,从事掘进施工技术管理工作。