煤礦井巷掘進爆破技術展望
地質礦產
作者:李智軍
摘要:文章根據筆者現場工作的經驗,提出了一些合適井巷掘進爆破效率的相關技術方案,幫助煤礦井巷鑽爆法掘進速度的上升。
關鍵詞:井巷掘進;爆破技術;爆破效率
中圖分類號:TD235 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)12-0097-02
1 煤礦井巷施工技術
煤礦巷道施工可分為兩種方式:一是一次成巷;二是分次成巷。一次成巷,就是在巷道施工中的掘進、支護、水溝等三個分部工程同時施工,在合適的距離內遵從設計的整體要求,相互結合起來,盡可能有連接性的將三個工程一起施工,沒有什麼收尾項目,一次做成
巷道。
研究表明,一次成巷具有以下優點:
(1)成巷速度快。巷道斷麵隻需施一次工,施工程序相當的簡單,對工機械的效率加強也有很大的幫助。
(2)節約材料,工程成本低。一次成巷的支護距離通常在40m以下,不僅材料消耗量小;雷管、炸藥的消耗量也隨之降低了。
(3)施工作業安全,工程質量高。一次成巷圍岩暴露周期小,風化、變形和破碎程度不嚴重,永久支護時施工安全有保障,工程質量也很高。
井巷施工中,光麵爆破技術選取的合適度,對加強施工安全和提高工作效率都有很深遠的影響。
2 煤炭井巷掘進爆破的定義及作用原理
煤炭井巷掘進爆破從爆破開始時,最先爆破的是開挖巷道的重要成分,接著在巷道周邊輪廓線上放置適當數量的藥包,用這種方式來布置,可使爆破完成後的開挖麵變得十分的圓滑,所以該項技術被稱為光麵爆破技術,就是先設計一個標準的爆破參數,爆破完成後壁麵會變成一個輪廓線達到設計要求,比較光滑的開挖麵。
現在對於煤炭井巷掘進爆破的破岩機理還沒有完全弄清,依然在研究之中。即使我們的理論研究沒有得到完善,但實際應用方麵卻有了一個相同的認知。通常來說,炸藥在開始起爆時,爆炸時產生的氣體膨脹對外做功的大小決定了它作用的好壞。煤炭井巷掘進爆破先是周邊眼同時爆炸,然後以各炮眼的衝擊波由中心向四周的的範圍發射出去,應力波和鄰近炮眼的衝擊波產生疊加的作用,隨之產生了切向拉力,這是的炮眼中心連線的中點產生拉應力值達到了最大,當這種拉力值高於岩體的極限抗拉強度時,岩體就會出現一定區域的裂縫,如果爆炸氣體達到更大的膨脹之後,裂縫也隨之變大,規則的光滑的爆破麵就是這樣而成的。
3 煤炭井巷掘進爆破的優點及應用條件
3.1 相對於普通爆破技術,光麵爆破具有以卜優點
(1)它的岩麵危害範圍較小,井巷圍岩的穩定性不變,讓施工可以順利的進行,且較為安全。
(2)它的巷道表麵是比較規範的,圍岩的完整性沒有被破壞掉,所以圍岩的自身承載能力變得更好了。
(3)它的圍岩比較的整齊,隻有一部分圍岩表麵不是很規範,使得通風阻力和瓦斯積聚都相對的減小了,保障了生產安全。
(4)它的掘進巷道超挖量下降許多,材料消耗和成本的花費也隨之下降許多,但施工掘進速度卻隨之增加了。
3.2 其應用條件為
(1)煤炭井巷掘進爆破可以采用施工巷道一次成巷,掘進和支護一起施工,施工流程也很簡潔,但在節理較發育、圍岩裂隙較大的軟岩段的施工效果不如之前的好。所以,這種爆破技術比較適合在圍岩硬度中等以上的區域,岩石穩定性隻要滿足標準,爆破效果相對來說也會很好的。
(2)預裂爆破技術需要用到不禍合裝藥的方法,所以施工工序比較的麻煩,而在軟岩段施工的效果最佳。所以井巷掘進中可在軟岩或者是圍岩節理、裂隙非常發育的區域內進行預裂爆破技術,那麼爆破效果。才能達到最大值
4 煤炭井巷掘進爆破的技術措施
為了取得較好的光麵爆破效果,可采取以下措施:
炸藥對巷道斷麵的形成有不可忽視的作用,炸藥要選那些低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。
采用不偶合裝藥結構。根據光麵爆破作用原理,炸藥在炮眼中爆炸,是由爆炸衝擊波和爆炸氣體結合後才發揮作用,岩石就受到了破壞。周邊眼起爆時,爆炸衝擊波對巷道內側的岩石和巷道外側的岩壁同時起了比較強烈的破壞作用,所以隻有消除了周邊眼爆破對巷道周邊岩壁的破壞作用,才能達到光麵爆破的成效。光麵爆破的不偶合係數最大不要大於2,並且該炸藥的臨界直徑要高於藥卷直徑,使傳爆的穩定性增加。