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摘要:中深孔爆破技术在当前煤矿生产中因其掘进速度快、效率高,因此在巷道掘进中占有很大比例,本文对中深孔爆破参数分析及选择合理参数,应用效果,提升单进,节支降成,提高经济效益等方面进行论述。
关键词: 中深孔爆破技术 应用 经济效益
中图分类号: P633.2
为加快巷道掘进速度,加大循环进尺,提高效率。我矿对中深孔爆破的理论进行认真细致的研究,并进行了多次的实践,取得了良好的经济效益。
一 中深孔爆破技术具体操作
1.首先按照爆破图表标出每个炮眼的位置,用粉笔做好标记,画出的炮眼位置要符合设计要求。
2.周边眼布置在轮廓线上,向内不超过50mm,周边眼眼距不得超过350mm。
3.打眼时必须按巷道中心线打好每一个炮眼,钻出的眼孔要做到准、平、直、齐,眼底要落在同一平面上。
4.合理装药:周边眼装药采用单段空气柱不偶合反向装药,水炮泥不小于200mm长,炮泥不小于300mm长。
其他辅助眼底眼,依据爆破参数、指数进行装药,全部采用不偶合反向装药,水炮泥,炮泥紧贴药卷,中间不得留有空隙。
5 掏槽方式:打掏槽眼时,要严格按掏槽眼布置尺寸打眼,要做到准确无误。
6 分次起爆:全断面采取分层次起爆,以保证爆破效果及爆破进尺。
二 中深孔爆破技术效果
1.中深孔掏槽方式及参数
直眼掏槽的原理不同于斜眼掏槽,它不是以工作面做为自由面的漏斗式爆破,而是以若干相互平行的空眼作为装药眼爆破时的自由面和岩石破碎的膨胀空间。装药眼爆炸时动载和爆生气体的膨胀作功使槽腔内岩石向空眼方向产生位移、破碎并借剩余能量将已碎岩石抛出槽腔。从实践表明,掏槽眼的布置、空眼数目、炮眼间距、装药量及炮眼深度等都直接影响着直眼掏槽的效果。而眼距、空眼数量和打眼精度对掏槽效果的影响尤为显著。
掏槽参数选择不当,常造成掏槽失败或槽腔岩体抛出率很低。情况有如下几种:
(1)岩石“再生”,已碎岩石重新被挤实在槽腔内;
(2)有的炮眼内装药被“挤死”而拒爆,没有发挥作用;
(3)炮眼“打枪”,只形成孔径的扩大;
(4)眼口部分岩石完整,形成“关门”,槽腔里部岩石已碎,但未能抛出。
因此,在深孔直眼掏槽中,首先要保证打眼质量和炸药的完全爆轰。在此前提下要依岩层性质和结构,合理选择炮眼间距和布置。除螺旋掏槽外,其他几种直眼掏槽的布孔原则是相同的,试验表明,菱形掏槽布置简单,适用于软岩及眼深在2.5米以下。本篇主要介绍的是中深孔直眼菱形掏槽的布眼方式,但根据实验证明,三角形掏槽适用于层节理发育的岩层,眼深也以不超过2.0米为宜。五星掏槽适应性较大,可用于中硬及坚硬岩层,在2.5米眼深时取得了良好的效果。三角形复式掏槽是采用毫秒间隔起爆,中心炮眼起爆后,紧接着外圈的六个炮眼同时起爆,加大了破碎和抛掷能力,适用于2.5米以上的深孔掏槽。在2-3米的深孔掏槽试验中可获得直径为1.3米,深为2.6米的槽腔。
2.周边眼装药
在深孔光爆中周边眼的爆破质量和效果,除取决于合理地确定光爆参数(眼距、抵抗、装药量)以外,还有三个影响因素。一是不偶合值与炸药性质相配合的关系,二是装药结构的合理性,三是同时起爆的问题。
对于光面爆破的机理问题,目前有不同的理论和分析,尽管如此,但是在实践中认为所遵循的两个原则是相同的。
(1)尽量降低作用在孔壁上的压力,避免和消除孔壁周围岩石的粉碎和产生过量的炮震裂缝。
(2)最好的效果是周边眼同时起爆,所以,认为应采用瞬发雷管或毫秒雷管。
为此,在光爆施工中主要采用不偶合装药结构,采用高精度毫秒雷管起爆。
从上述结果说明:岩石性质、炸药性能(这里主要以爆速为标志,因是同类型炸药,可认为其爆热、爆炸功基本相同)和不偶合三者之间有一个相互配合的问题。对于不同岩层应选用合适的炸药。强度低的岩石(如页岩及松软岩层)要选用爆速低的炸药,对于坚硬岩层要选用爆速高的岩层,这样可使不偶合值处于一个合适范围。目前的炸药品种主要还是乳化炸药中,一般炮眼直径多为35--42毫米,在此种条件下,实际施工时是以根据岩层条件,选择合适的药径为宜。比如选用25毫米直径的药包、不偶合值为1.68,对于硬岩选高威力炸药。
在深孔爆破中,眼深超过2.0-2.5米以上时以采用分段空气柱装药为优。由此而向两个方向运动的冲击波是沿着爆生气体扩展,并且能引起多次的重复作用,因而装药爆破的效果得到了增大。
现场试验中在周边眼将炮泥填在眼口部分,炸药装于眼底部分,实行空气柱装药时,可以利用冲击波撞击到炮泥时的反射和增压,提高了眼口部分岩石的受载,而且反射波在炮眼内运动时与爆生气体相遇,产生气流的阴滞,延长了爆生气体在孔内的作用、使炮眼全长受载均匀,克服了“留门帘”的现象。在施工中应注意两点:
(1)由于眼底部分岩石的阻抗大,底部药量要加大,当采用小直径药包时,底部亦可采用大直径药包以克服眼底部分的抵抗线。
(2)导爆索必须与药包紧密接触以免药包拒爆。
关于周边眼起爆时差问题,实践和理论证明以同时起爆为佳。其原因在于:当周边眼同时起爆时,在两眼连线方向上的岩石受应力场的迭加作用尽先产生裂缝,当裂缝一旦形成后,即由此处产生稀释波向外传播,由于稀释波的作用,从而抑制了其他方向上裂缝的产生。
三 中深孔爆破技术的实用性
1.最佳的掘进效率要求采用中深孔爆破技术掘进,一个最优的炮眼深度,使得施工速度最快、工效最高。
2.掘进机械化作业线客观上要求采用中深孔爆破技术,国内许多施工企业积极组织岩巷机械化作业线,采用中深孔爆破技术,达到了很高的施工水平,已成为巷道施工的发展方向。
四 结论
采用中深孔爆破技术,效果是良好的,是一种技术先进、经济合理、又切实可行的掘进方式,单进水平较浅眼爆破有很大提高。从长远发展来看中深孔光面爆破必将取代浅眼爆破而成为主要的掘进方式,缩短掘进工期,提升企业的经济效益有着重要意义。
【作者简介】:常孝平,男,1979年8月出生,学历大专,毕业于鹤岗矿务局职工大学,现任龙煤鹤岗分公司兴安煤矿安全监察处助理工程师。
关键词: 中深孔爆破技术 应用 经济效益
中图分类号: P633.2
为加快巷道掘进速度,加大循环进尺,提高效率。我矿对中深孔爆破的理论进行认真细致的研究,并进行了多次的实践,取得了良好的经济效益。
一 中深孔爆破技术具体操作
1.首先按照爆破图表标出每个炮眼的位置,用粉笔做好标记,画出的炮眼位置要符合设计要求。
2.周边眼布置在轮廓线上,向内不超过50mm,周边眼眼距不得超过350mm。
3.打眼时必须按巷道中心线打好每一个炮眼,钻出的眼孔要做到准、平、直、齐,眼底要落在同一平面上。
4.合理装药:周边眼装药采用单段空气柱不偶合反向装药,水炮泥不小于200mm长,炮泥不小于300mm长。
其他辅助眼底眼,依据爆破参数、指数进行装药,全部采用不偶合反向装药,水炮泥,炮泥紧贴药卷,中间不得留有空隙。
5 掏槽方式:打掏槽眼时,要严格按掏槽眼布置尺寸打眼,要做到准确无误。
6 分次起爆:全断面采取分层次起爆,以保证爆破效果及爆破进尺。
二 中深孔爆破技术效果
1.中深孔掏槽方式及参数
直眼掏槽的原理不同于斜眼掏槽,它不是以工作面做为自由面的漏斗式爆破,而是以若干相互平行的空眼作为装药眼爆破时的自由面和岩石破碎的膨胀空间。装药眼爆炸时动载和爆生气体的膨胀作功使槽腔内岩石向空眼方向产生位移、破碎并借剩余能量将已碎岩石抛出槽腔。从实践表明,掏槽眼的布置、空眼数目、炮眼间距、装药量及炮眼深度等都直接影响着直眼掏槽的效果。而眼距、空眼数量和打眼精度对掏槽效果的影响尤为显著。
掏槽参数选择不当,常造成掏槽失败或槽腔岩体抛出率很低。情况有如下几种:
(1)岩石“再生”,已碎岩石重新被挤实在槽腔内;
(2)有的炮眼内装药被“挤死”而拒爆,没有发挥作用;
(3)炮眼“打枪”,只形成孔径的扩大;
(4)眼口部分岩石完整,形成“关门”,槽腔里部岩石已碎,但未能抛出。
因此,在深孔直眼掏槽中,首先要保证打眼质量和炸药的完全爆轰。在此前提下要依岩层性质和结构,合理选择炮眼间距和布置。除螺旋掏槽外,其他几种直眼掏槽的布孔原则是相同的,试验表明,菱形掏槽布置简单,适用于软岩及眼深在2.5米以下。本篇主要介绍的是中深孔直眼菱形掏槽的布眼方式,但根据实验证明,三角形掏槽适用于层节理发育的岩层,眼深也以不超过2.0米为宜。五星掏槽适应性较大,可用于中硬及坚硬岩层,在2.5米眼深时取得了良好的效果。三角形复式掏槽是采用毫秒间隔起爆,中心炮眼起爆后,紧接着外圈的六个炮眼同时起爆,加大了破碎和抛掷能力,适用于2.5米以上的深孔掏槽。在2-3米的深孔掏槽试验中可获得直径为1.3米,深为2.6米的槽腔。
2.周边眼装药
在深孔光爆中周边眼的爆破质量和效果,除取决于合理地确定光爆参数(眼距、抵抗、装药量)以外,还有三个影响因素。一是不偶合值与炸药性质相配合的关系,二是装药结构的合理性,三是同时起爆的问题。
对于光面爆破的机理问题,目前有不同的理论和分析,尽管如此,但是在实践中认为所遵循的两个原则是相同的。
(1)尽量降低作用在孔壁上的压力,避免和消除孔壁周围岩石的粉碎和产生过量的炮震裂缝。
(2)最好的效果是周边眼同时起爆,所以,认为应采用瞬发雷管或毫秒雷管。
为此,在光爆施工中主要采用不偶合装药结构,采用高精度毫秒雷管起爆。
从上述结果说明:岩石性质、炸药性能(这里主要以爆速为标志,因是同类型炸药,可认为其爆热、爆炸功基本相同)和不偶合三者之间有一个相互配合的问题。对于不同岩层应选用合适的炸药。强度低的岩石(如页岩及松软岩层)要选用爆速低的炸药,对于坚硬岩层要选用爆速高的岩层,这样可使不偶合值处于一个合适范围。目前的炸药品种主要还是乳化炸药中,一般炮眼直径多为35--42毫米,在此种条件下,实际施工时是以根据岩层条件,选择合适的药径为宜。比如选用25毫米直径的药包、不偶合值为1.68,对于硬岩选高威力炸药。
在深孔爆破中,眼深超过2.0-2.5米以上时以采用分段空气柱装药为优。由此而向两个方向运动的冲击波是沿着爆生气体扩展,并且能引起多次的重复作用,因而装药爆破的效果得到了增大。
现场试验中在周边眼将炮泥填在眼口部分,炸药装于眼底部分,实行空气柱装药时,可以利用冲击波撞击到炮泥时的反射和增压,提高了眼口部分岩石的受载,而且反射波在炮眼内运动时与爆生气体相遇,产生气流的阴滞,延长了爆生气体在孔内的作用、使炮眼全长受载均匀,克服了“留门帘”的现象。在施工中应注意两点:
(1)由于眼底部分岩石的阻抗大,底部药量要加大,当采用小直径药包时,底部亦可采用大直径药包以克服眼底部分的抵抗线。
(2)导爆索必须与药包紧密接触以免药包拒爆。
关于周边眼起爆时差问题,实践和理论证明以同时起爆为佳。其原因在于:当周边眼同时起爆时,在两眼连线方向上的岩石受应力场的迭加作用尽先产生裂缝,当裂缝一旦形成后,即由此处产生稀释波向外传播,由于稀释波的作用,从而抑制了其他方向上裂缝的产生。
三 中深孔爆破技术的实用性
1.最佳的掘进效率要求采用中深孔爆破技术掘进,一个最优的炮眼深度,使得施工速度最快、工效最高。
2.掘进机械化作业线客观上要求采用中深孔爆破技术,国内许多施工企业积极组织岩巷机械化作业线,采用中深孔爆破技术,达到了很高的施工水平,已成为巷道施工的发展方向。
四 结论
采用中深孔爆破技术,效果是良好的,是一种技术先进、经济合理、又切实可行的掘进方式,单进水平较浅眼爆破有很大提高。从长远发展来看中深孔光面爆破必将取代浅眼爆破而成为主要的掘进方式,缩短掘进工期,提升企业的经济效益有着重要意义。
【作者简介】:常孝平,男,1979年8月出生,学历大专,毕业于鹤岗矿务局职工大学,现任龙煤鹤岗分公司兴安煤矿安全监察处助理工程师。