煤礦井下巖石巷道掘進(jìn)爆破技術(shù)研究

現(xiàn)階段，中國(guó)的煤礦公司通常使用平視爆炸試驗(yàn)方法對(duì)整株巖石進(jìn)行施工，每月入射英尺約為80m。由于采用了這種方法，我們不僅積累了爆炸參數(shù)的最終確定、采礦和爆炸施工方案的選擇和爆炸技術(shù)的制定，而且有效提高了采礦和公路提升速度和循環(huán)深度的能力。雞西礦業(yè)集團(tuán)城山煤礦西二采區(qū)42#層下延絞車道的掘進(jìn)工作中,我們采用了硬巖石下山巷道的掘進(jìn)深孔爆破技術(shù),我們應(yīng)用了水墊層周邊光面爆破裝藥結(jié)構(gòu),同時(shí)還應(yīng)用了深孔爆破技術(shù)和底部集能掏槽技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù),進(jìn)一步的改善了掘進(jìn)爆破技術(shù)的施工工藝,在循環(huán)進(jìn)尺和巷道造型上取得了良好的效果,解決了淺眼爆破下山掘進(jìn)中易出現(xiàn)拒爆炮和瞎殘炮重大安全隱患。為安全高效礦井生產(chǎn)提供了技術(shù)保證。1項(xiàng)目總結(jié)1.1凈斷面10.06m2城山煤礦西二采區(qū)42#層下延絞車道全長(zhǎng)690米,坡度19°。巷道設(shè)計(jì)為半圓拱形,凈高3.2米,凈寬3.5米,其中墻高1.5米,凈斷面10.06m2。頂板采用錨桿、錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù),錨桿規(guī)格為￠22mm*2000mm螺紋錨桿,金屬網(wǎng)規(guī)格￠6.5mm*2200mm*1200mm,錨桿間排距為1000mm*1000mm,噴射混凝土強(qiáng)度C20,混凝土厚度50mm,因此掘進(jìn)寬度為3.6米,掘進(jìn)斷面為10.48m2。42#層頂板為砂巖,含鐵成分較多,堅(jiān)固性高,其堅(jiān)固性系數(shù)f=8,及其堅(jiān)硬,鉆眼和爆破都很困難。1.2工作面高效炮眼深度品質(zhì)不高,導(dǎo)致巷道成型難在正式的施工作業(yè)之前,我們應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地的考察和測(cè)量,我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)行鉆研的工作時(shí)選用的為7655型氣腿式鑿巖機(jī),二級(jí)煤礦許用乳化炸藥,炮眼的平均深度為1.5m,并且最深不超過1.7m,深度是有卻別的。另外,我們還發(fā)現(xiàn)炮眼向下傾斜、鉆研的角度不準(zhǔn)確以及工作面整體炮眼的布置不夠合理等問題,工作面上存有大量的積水,鉆研過程中下扎的角度過大,并且眼底布置不到位,這就導(dǎo)致了實(shí)際底眼有效炮眼深度不符合設(shè)計(jì)的要求,裝藥過程中,炮眼進(jìn)水,炸藥裝不進(jìn)去或裝的不到位,導(dǎo)致爆破效果不好,并有瞎殘炮,因此很容易造成落底,巷道成型不好,達(dá)不到光面爆破效果,尤其對(duì)安全夠成了了巨大的隱患。我們共用了大概30公斤的循環(huán)炸藥的,同時(shí)平均循環(huán)工作面的炮眼數(shù)量為80個(gè),可見消耗的炸藥量很大,而布置的炮眼也是足夠緊密的,但所取得的效果卻并不理想,這主要是由于炮眼的利用率較低,并且循環(huán)進(jìn)尺均在1.0~1.1m的范圍內(nèi),導(dǎo)致出現(xiàn)了嚴(yán)重的滑底現(xiàn)象,最高落底在0.7~1.0m。2使用后的爆炸參數(shù)根據(jù)斷面及巖性的分析,對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。2.1耐磨性和耐力強(qiáng)為盡可能的提高鉆眼的速度,我們選用的為YT-29x型氣腿式鑿巖機(jī),釬子桿的長(zhǎng)度為2.5m,鉆頭為球齒形的合金,具有較好的耐磨性。在設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)分別設(shè)計(jì)崩落眼、周邊炮眼以及輔助眼,其深度均為2.0m,掏槽眼和底眼深度為2.2m,掏槽眼和輔助眼用￠40mm、配用￠35mm的藥卷(￠40mm*150mm*150g),其它炮眼直徑￠32mm、配用￠29mm的藥卷(￠29mm*150mm*150g),從而提高鉆眼的速度,獲得最佳的爆破效果。2.2斜眼和直眼的爆破技術(shù)如果是堅(jiān)硬的巖石,想要獲得理想的掏槽爆破效率,那么就應(yīng)選用底部集能裝藥掏槽爆破技術(shù)。通常情況下,掏槽的形式主要有三種,分別為菱形掏槽、楔形掏槽以及中心直眼四周楔形混合掏槽,并且為了進(jìn)一步的提升自由面并增加掏槽的裝藥量,建議選擇更大一些的藥卷和炮眼。我們所采用的這種爆破技術(shù)的最大特點(diǎn)就是所裝入的炸藥數(shù)量并不等于傾斜槽同深的直眼,因此,就形成了一種斜眼和直眼共同作用的掏槽方式,而要想更好的加強(qiáng)槽腔底部巖石的破碎運(yùn)動(dòng),同時(shí)發(fā)揮槽腔內(nèi)巖石的爆破作用,我們就應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾虞o助掏槽眼,從而增加所裝炸藥的數(shù)量。在實(shí)際的工作中,我們選用的為加強(qiáng)型的單楔形掏槽,也增加了輔助眼,輔助眼裝藥時(shí)為同段2段起爆,而楔形斜眼和直眼裝藥時(shí)為1段起爆。每組對(duì)稱掏槽眼間距為1200mm,上下圍400mm,單眼裝藥量4卷,所有8個(gè)掏槽眼同用1段雷管起爆,緊挨掏槽眼的輔助眼與掏槽眼口間距控制在(250mm~300mm),否則,抵抗線太大難以崩落,單眼藥量3卷。2.3眼距和底眼的控制合理周邊眼采用光面爆破技術(shù),鉆眼時(shí)可適當(dāng)?shù)南蛲鈨A斜,在巷道的輪廓線上布置炮眼,如果眼底落在了輪廓線之外50mm的范圍內(nèi),那么炮眼應(yīng)有一致的深度,并且互相平行。同時(shí),幫眼和頂眼的眼距建議為300mm,對(duì)周邊眼的炸藥量應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的把控,設(shè)計(jì)裝藥量為2卷。輔助眼眼距控制在450mm。對(duì)下部應(yīng)均勻的進(jìn)行布置,并且應(yīng)相對(duì)緊密,而上部是拱形的,便可以疏松的布置,其密集系數(shù)建議控制在0.8~1.2的范圍內(nèi),掏槽眼裝藥量為3卷。同時(shí),底眼建議開在巷道板上,建議的位置為150mm的位置處,傾斜下扎的角度為73°,從而盡可能的避免出現(xiàn)下山巷道底板落底的問題。底眼眼距300mm,裝藥量為4卷。2.4正交工裝、打筒全部采用正向裝藥,裝藥順序?yàn)橛膳谘劾锵蛲庖来窝b火藥、雷管、黃炮泥、水炮泥、黃炮泥。封泥長(zhǎng)度不小于300mm,正向裝藥能夠減少瞎殘炮的出現(xiàn),不至于打筒,不至于產(chǎn)生火源。此種裝藥結(jié)構(gòu)既可以減緩爆炸沖擊壓力對(duì)孔壁周邊圍巖的破壞,又能實(shí)現(xiàn)炮孔全長(zhǎng)均勻爆破,避免眼底超挖和眼口欠挖,周邊眼痕率較高,提高光面爆破效果和巷道成型質(zhì)量。3循環(huán)炮眼的平均利用率根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,我們有效的應(yīng)用了硬巖下山掘進(jìn)深孔光面爆破技術(shù),45個(gè)循環(huán),總進(jìn)尺83.1米,應(yīng)用后,掘進(jìn)爆破效果明顯提高,循環(huán)進(jìn)尺由原來的1.0米,提高到1.8m,平均的循環(huán)進(jìn)尺為1.85m,循環(huán)炮眼的平均利用率為90%,并且普遍都較高,下山落底現(xiàn)象雖未完全消除,但卻得到了明顯的改善,已經(jīng)被減少到0.2~0.4m的范圍內(nèi),為了進(jìn)一步的提高圍巖的穩(wěn)定性,我們適當(dāng)?shù)臏p少了超挖量,同時(shí)選擇水墊層裝藥,大大的改善了巷道的造型效果。為了改善底眼容易進(jìn)入淤泥、吹眼后,積水淤泥容易回流、吹眼不徹底,裝藥困難的情況,設(shè)計(jì)了鐵套管,施工時(shí),吹眼后立即將鐵套管插入底眼中防止回淤,裝藥在鐵套管的保護(hù)下進(jìn)行,待裝完藥,炮泥封實(shí)之后,立即取出套管,瞎殘炮和拒爆炮數(shù)量由原來的每循環(huán)3~5個(gè)減少至0個(gè),徹底解決了下山伴水掘進(jìn)中易出現(xiàn)瞎殘炮和拒爆炮的現(xiàn)象。對(duì)巷道周邊的巖石質(zhì)構(gòu)的作用(1)采用底部集能裝藥掏槽爆破技術(shù),增加了掏槽眼底部藥量,增強(qiáng)了槽眼內(nèi)巖石的爆破作用和槽眼底部巖石的破碎和運(yùn)動(dòng),提高了掏槽的效率。(2)為消除或減少下山巷道落底現(xiàn)象,底眼下扎,底眼間距不大于300mm,以加強(qiáng)底部巖石的破碎,