光面爆破在石人溝鐵礦巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用

光面爆破在石人溝鐵礦巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用

0露天開采至入地下開采河北省鋼鐵集團(tuán)煤礦有限公司石仁溝采礦區(qū)位于河北省遵化西北10公里處。這是一家采采聯(lián)合企業(yè)，并于2003年從露天開采轉(zhuǎn)為地下開采。礦山生產(chǎn)前期采用2#巖石炸藥進(jìn)行巷道掘進(jìn)爆破,2011年5月份開始采用現(xiàn)場混裝炸藥,由于混裝炸藥猛度高,對巷道破壞較嚴(yán)重,導(dǎo)致巷道斷面破損,排險(xiǎn)難度加大,成型率低,為此急需改善巷道掘進(jìn)的成型狀況,礦山?jīng)Q定采用光面爆破。1炮孔支護(hù)的合理布置為解決巷道斷面成型問題,掘進(jìn)爆破參數(shù)的改進(jìn)和完善將以礦山現(xiàn)有技術(shù)水平為前提,確保施工安全;合理布置炮孔參數(shù),力求簡化布孔方式,提高掘進(jìn)效率;設(shè)計(jì)方案應(yīng)在技術(shù)上操作可行,確保實(shí)現(xiàn)光面爆破。2u3000光面爆炸參數(shù)確定2.1炮孔直徑dg掘進(jìn)斷面尺寸4.5m×3.8m,采用阿特拉斯Boomeru3000281掘進(jìn)臺車鑿巖,鉆桿長度4m,有效掘進(jìn)孔深3.7m。根據(jù)布設(shè)炮孔位置的不同采用相應(yīng)的炮孔直徑。掏槽眼直徑采用?102mm鉆頭,周邊眼及輔助眼炮孔直徑均為45mm。由于周邊眼采用不耦合裝藥,因此設(shè)計(jì)炮孔直徑與藥卷之間的不耦合系數(shù)需滿足如下關(guān)系。式中:D———炮孔直徑與藥卷間不耦合系數(shù),D=1.25~2.0;d孔———炮孔直徑,mm;d藥———炸藥藥卷直徑,取32mm。經(jīng)計(jì)算D=1.4,符合不耦合系數(shù)要求。2.2徑中空直孔檢槽方式井下巷道掘進(jìn)均采用直眼掏槽。根據(jù)石人溝鐵礦現(xiàn)有礦山技術(shù)條件,采用五梅花小直徑中空直孔掏槽方式,如圖1所示。該掏槽方式共有17個炮孔組成,其中6#~17#孔為裝藥孔,1#孔為中心掏槽眼,位于巷道中心線上,距底板1400~1600mm處,其周圍布設(shè)2#~5#4個空孔,空孔距中心孔350mm。2.3炮孔間距試驗(yàn)光面爆破炮孔間距按式(2)確定:式中:E———光面爆破炮孔間距,mm;d———炮孔直徑,mm。經(jīng)計(jì)算得,炮孔間距E=360~810mm。為了取得較好的光面爆破效果,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)取周邊眼距為700mm。2.4u3000輔助眼睛的確定輔助眼均勻布設(shè)于掏槽眼與周邊眼之間,炮眼間距600~800mm,最小抵抗線W=350~800mm。炮孔布置如圖2所示。3構(gòu)相關(guān)研究爆破效果的關(guān)鍵與炮孔裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。采用現(xiàn)場混裝炸藥,2#巖石藥包起爆,為實(shí)現(xiàn)光面爆破預(yù)期效果,周邊眼采用2#巖石炸藥爆破。3.1u3000裝劑量計(jì)算混裝密度的確定根據(jù)裝藥密度與炮孔結(jié)構(gòu)參數(shù)確定炮孔裝藥量,由公式3可知:式中:q掏———裝藥量;q———線裝藥密度,取混裝藥炸藥線裝藥密度10.8kg/m;l———炮孔長度,取3.7m。計(jì)算得掏槽眼裝藥量q掏=39.9kg。檢藥量計(jì)算裝藥量掏槽小孔及輔助眼現(xiàn)場混裝炸藥線裝藥密度為2kg/m,炮孔長度取3.7m,由式(3)計(jì)算得掏槽小孔及輔助眼單孔裝藥量7.4kg,掏槽小孔及輔助眼共26個,計(jì)算總裝藥量為,26×7.4=192.4kg。#巖石成藥卷、卷長度及卷量為降低炸藥對巷道壁的破壞,不采用現(xiàn)場混裝炸藥,而是改為裝2#巖石卷藥,即周邊眼采用不耦合裝藥。2#巖石炸藥藥卷直徑32mm,藥卷長度200mm,單卷藥量0.15kg。按炮孔長3.7m計(jì)算,每孔裝藥量為18.5卷,取18卷,每孔裝藥量為2.7kg,周邊眼總裝藥量為7×2.7=18.9kg,巷道掘進(jìn)面實(shí)際總裝藥量為Q=39.9+192.4+18.9=250.6kg。3.2孔底起爆順序采用10段半秒延期導(dǎo)爆管雷管起爆方式。為確保正常起爆,掏心大孔及底孔采用孔底及孔中部雙起爆方式起爆,其余炮孔均采用孔底起爆方式,起爆順序見圖3。4u3000爆破技術(shù)a.巷道斷面進(jìn)行光面爆破后,巷道輪廓整齊,大大減少了巷道的超挖與欠挖現(xiàn)象,巷道頂部平整,沒有產(chǎn)生新的爆破裂隙,無明顯浮石,巷道排險(xiǎn)工作大大降低,達(dá)到預(yù)期爆破目的。b.Boomeru3000281鑿巖臺車的使用,確保了炮孔質(zhì)量,每次爆破進(jìn)尺增加約1m,提高了鑿巖效率。c.巷道掘進(jìn)過程中爆破施工技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)化,使裝藥炮孔數(shù)量由原來的65個孔減至40個孔,炮孔數(shù)量顯著減少,提高了巷道掘進(jìn)效率。d.光面