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文檔簡介
1、大斷面巖巷快速掘進爆破參數(shù)優(yōu)化摘要:為提高大斷面巖巷掘進速度,對爆破參數(shù)進行了優(yōu)化設計,同時還改進和優(yōu)化了裝巖運輸方案?,F(xiàn)場試驗結果表明:優(yōu)化后的爆破參數(shù)和裝巖運輸方案明顯提高了巖巷掘進速度,月進尺由原來的60m提高到目前的90m。且爆破均勻,拋擲距離較小,爆破后巷道成型良好。該施工工藝高效、安全、可操作性強,對類似大斷面巖巷中深孔爆破有指導意義。關鍵詞:巖巷;快速掘進;爆破參數(shù)Blasting Parameter Optimization of Rock Drift RapidExcavation on Large SectionAbstract:In order to improve th
2、e excavation velocity of hard rock drift,the blasting parameters and mucking andtransporting scheme were designed and optimizedThe site experimental resuIts show that the excavation velocity of rockdrift is greatly improved,and the drill footage per month is increased to current 90 meters from 60 me
3、tersAfter blastingoperation,the rock blasting fragmentation is homogeneous,casting distance is small,and drift molding is goodThisconstruction techndogy is hish efficient,safety and enough of maneuverability,which offers guidance for the similarengineeringKeywords:rock drift;rapid excavation;blastin
4、g parametersl概述茶園煤礦南翼軌道大巷標高+400m,是服務于南翼采區(qū)的主要運輸、通風巷道,斷面為半圓拱形掘寬5240mm、掘高4940mm,掘進斷面積23m2。巖石以砂巖、泥巖及砂泥巖為主,普氏硬度廠=46。目前采用炮眼深度20m的淺孔鉆爆掘進技術施工,平均月進尺僅達60m,嚴重影響采掘工作的正常交接和整個礦井的生產(chǎn)能力。因此,如何利用現(xiàn)有掘進設備,加快南翼軌道大巷的掘進速度,保證礦井安全、高效生產(chǎn)是一個亟待解決的問題。影響巖巷掘進速度的因素很多。按照施工工藝來分,影響巖巷掘進速度的因素很多。按照施工工藝來分,主要包括破巖、裝巖、運輸和支護4個方面的內(nèi)容,其中破巖最重要,制約著其
5、它工序。采用中深孔爆破技術,可減少輔助作業(yè)時間。提高單循環(huán)進尺。但南于井下巷道工作面狹小,炮孔深度的增加勢必造成巖石所受夾制作用增強。因此,合理確定爆破技術參數(shù),尤其是決定循環(huán)進尺的陶槽眼參數(shù)至關重要。同時,由于施工中存在“寧超勿欠”的心理,周邊眼裝藥量往往過大,造成巷道超挖嚴重,成型不好,不僅增大了出矸量和增加了支護材料消耗,也降低了巷道穩(wěn)定性。因此,必須優(yōu)化目前的爆破參數(shù),尤其是陶槽眼和周邊眼爆破參數(shù)。2爆破方案和參數(shù)確定由于巷道斷面較大,為減小一次爆破起爆藥量,降低爆破震動危害,采用倒臺階法施工技術,分次裝藥、連線和起爆。首先采用陶槽技術爆破開挖下部巖石,創(chuàng)造出新的自由面后再爆破開挖上部
6、巖石。21 炮孔深度影響炮孔深度的因素主要有巖石性質、巷道斷面大小、循環(huán)作業(yè)方式、鑿巖機類型等。從爆破理論分析,采用中深孔(大于25m)爆破最為合理。根據(jù)對現(xiàn)場循環(huán)作業(yè)方式的調查以及所記錄各工序作業(yè)時間的分析結果,結合月進尺任務和鑿巖、裝巖設備的能力,在不改變現(xiàn)有鑿巖設備的情況下,確定炮眼深度為275m。22掏槽方式及參數(shù)掏槽爆破的目的是開挖出新的自由面,為其它炮眼創(chuàng)造出有利的爆破條件。掏槽的成功與否直接影響爆破效果,掏槽的深度直接影響掘進的循環(huán)進尺。因此,必須合理選擇掏槽形式和掏槽參數(shù)。炮孔深度的增加使得爆破時巖石的夾制作用更加明顯,對于大斷面巖巷掘進,斜眼掏槽受巷道斷面寬限制小,較之直眼掏
7、槽更容易獲得好的掏槽效果。因此,考慮炮孔深度和鉆孔作業(yè)的方便,采用二階斜眼垂直楔形掏槽。23周邊眼布置及參數(shù)周邊眼,又稱輪廓眼,按其所在位置又分為頂眼、幫眼和底眼,關系著巷道斷面、形狀和方向是否符合設計要求。為保證巷道成型規(guī)整,減少爆破對圍巖的損傷,井巷掘進中均實施光面爆破技術。光面爆破的質量決定于周邊眼的爆破參數(shù):裝藥量、炮眼間距和光爆層厚度。1)裝藥量的確定。光面爆破要求周邊眼內(nèi)裝藥爆炸后,孔壁上應留有炮痕。從應力波角度分析,即要求爆炸后作用在孔壁上的壓力不應大于處于體積應力狀態(tài)下巖石的抗壓強度。假如采用空氣間隔裝藥,周邊眼每米炮眼的裝藥長度2)炮眼間距的確定。應力波和爆炸氣體的綜合作用理
8、論認為:相鄰炮眼貫穿裂縫的形成,是各裝藥激起的應力波先在各自炮孔壁上產(chǎn)生初始裂縫,而后爆生氣體楔入、擴展初始裂縫,直至貫通。炮眼間距可按下式計算:3)光爆層厚度的確定。為使光爆層脫離原巖體,并防止在反射波作用下產(chǎn)生超挖,必須合理確定周邊眼的最小抵抗線即光爆層厚度。確定光爆層厚度在于合理選擇臨近系數(shù)m。經(jīng)驗表明,為獲得良好光爆效果,m值應根據(jù)巖石性質來選擇,一般m=0810。于是光爆層厚度形為:24裝藥結構裝藥結構是裝藥在炮孔內(nèi)的安置方式。它是影響爆破效果的重要因素,在一定的巖石和炸藥條件下,采用合理的裝藥結構可以增加用于破碎或拋擲巖石的爆炸能量,提高炸藥能量的有效利用率,降低裝藥量,減小爆破對
9、圍巖的振動。根據(jù)南翼軌道大巷選用炸藥和圍巖條件情況,確定掏槽眼和崩落眼的裝藥結構為正向連續(xù)裝藥,周邊孔裝藥結構如圖1所示。25上、下臺階最終爆破參數(shù)采用規(guī)格為32×200ram的乳化炸藥,每卷重2009。經(jīng)上述理論計算和現(xiàn)場多次試驗,最終確定爆破參數(shù)如下:下臺階布置掏槽眼,一階掏槽每對炮眼眼底間距取200mm,同工作面之間的交角取69。,孔口間距1400ram,單孔藥量10kg;二階掏槽每對炮眼眼底間距取400 mln,同工作面之間的交角74。,孔口間距2200ram,孔底超深150ram,單孔藥量16kg;周邊眼眼距450ram,光爆層厚度為500ram,單孔藥量04kg;崩落眼均
10、勻布置于陶槽眼和周邊眼之間,炮眼問排距500ram,單孔藥量1Okg。采用15段毫秒延期電雷管首先引爆。上臺階周邊眼眼距450ram,光爆層厚度為500ram,單孔藥量03kg。由于上臺階爆破創(chuàng)造了新的自由面,無需再布置陶槽眼,只將崩落眼均勻布置即可,間排距650mm,單孔藥量1okg。采用l、3、5段毫秒延期電雷管再次引爆。3安全措施及注意事項1)施工過程嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程和潞安煤業(yè)集團安全生產(chǎn)相關規(guī)定,以及南翼軌道大巷施工作業(yè)規(guī)程和爆破施工安全措施。2)將鉆桿長度由原來的25m增加到3m,鉆頭直徑由42ram減小到38mm,炮眼位置、傾斜角度等參數(shù)也應按照設計要求施工。3)炸藥必須采用與
11、煤礦瓦斯等級相適應的煤礦許用炸藥。4)必須采用合格的煤礦許用毫秒雷管,雷管總延期時間不超過130ms。5)為保證爆破效果,工作面炮孔內(nèi)雷管裝填必須按照爆破圖表段別要求進行,不得亂裝填。6)起爆順序必須按照爆破圖表設計要求順序起爆。7)裝藥時,每個炮眼裝填完畢,雷管腳線必須及時扭結短路。8)聯(lián)線采用串聯(lián)方式,起爆前進行網(wǎng)路導通。時間,以滿足施工要求。lO)現(xiàn)場施工過程中,應根據(jù)實際條件適當調整爆破參數(shù):巖石較硬時應減小炮孔間距和增大裝藥量;巖石較軟和頂板較破碎時,應增加炮孔間距和減少裝藥量。4提高掘進速度的其它措施為提高巷道掘進速度,除了優(yōu)化爆破參數(shù)外,還應縮短其它工序的作業(yè)時間。裝巖運輸是巷道掘進中比較繁重的工作,通過對南翼軌道大巷施工組織進行跟班調研,裝巖運輸約占整個循環(huán)時間的50,是影響掘進速度的最主要因素,因此對南翼軌道大巷裝巖運輸進行了優(yōu)化選擇,提高裝巖運輸速度。1)裝巖:采用新型挖斗裝巖機裝巖,并協(xié)調保證空車按時按量到位,保證出矸按時順利進行,避免空車等待。造成后續(xù)丁序開展的延遲。2)調車:為解決裝載空、重車單向運行等待問題,結合南翼軌道大巷斷面尺寸,確定在軌道運輸中設置浮放道岔調車場,使裝巖運輸工作實現(xiàn)連續(xù)作業(yè),縮短裝巖運輸時間。3)運輸:南翼軌道大巷采用軌道運輸,耙矸機將矸石裝入U型固定式礦車,矸石礦車用小絞車牽引至軌道大巷2交叉點處,然后由運輸隊使
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