新义矿业12060中部底板巷掘进光面爆破对策研究论文_王桂凡

新义矿业12060中部底板巷掘进光面爆破对策研究论文_王桂凡

义煤集团永兴工程有限责任公司

摘要:本文简要探讨新义矿业12060中部底板巷掘进过程中的岩巷光面爆破的爆破方式及施工策略,掘进目的及用途是主要负责12060工作面回采区域预抽消突。

关键词:新义矿业12060中部底板巷,掘进,光面爆破,对策研究

一、前言

岩巷开拓是我们永兴工程的主业之一,在岩巷开拓施工中实行光面爆破是质量标准化的基本要求,常用的光面爆破就是修边法。在新义矿业12060中部底板巷掘进过程中岩石的整体性和稳定性差,层理和节理发育,在实施修边法光面爆破施工中,选择周边眼密集系数的上限,并遵循以下科学的装药量,甚至在层理过于发育的岩层中实施轮廓线法光面爆破,取得了较好的成型

二、工程概况

12060中部底板巷顶板为深灰色,夹灰黑色泥质条带,具波状层理,全井田发育,为重要标志层之一,平均厚度约2.3m。底板为深灰色,致密,含黄铁矿结核,俗称“铁里石”,为本井田标志层之一,平均厚度2.61m。该区整体地质条件简单,总体为单一倾斜构造,地层走向40~50°,倾向130~140°,倾角2.5~14.5°,平均6°。根据三维地震勘探报告和邻近巷道资料,区内无较大断层发育,但部分地段小褶皱、节理发育,可能有小断层发育,影响巷道支护,在掘进过程中应加强巷道支护和观测。

1、巷道名称

新义矿业12060中部底板巷。

2、掘进目的

负责12060工作面回采区域预抽消突。

3、巷道布置

12060中部底板巷掘进按280°13′00″方位角,以5‰坡度向前施工32米平巷,然后按350°15′00″方位角,平掘5m,然后以+7°坡掘进,待岩柱达到8m后再根据煤层变化调整坡度,保持安全岩柱掘进。掘进方式为炮掘。巷道设计长度956m,已掘165m,每掘60米在巷道右帮施工一个钻场。井下标高为-308.3m~--202.6m,对应地面标高为+361.1m~+419.6。

4、预计开竣工时间。

开工时间为2018年9月份,预计竣工时间为2019年12月。

三、掘进中的光面爆破对策研究

在巷道掘进中,我们通过控制合理的周边眼密集系数和装药量等,确保光面爆破后的巷道轮廓与设计要求高度一致,巷道规整且表面光滑,最大程度上降低爆破过程中对顶板的伤害。岩巷光面爆破主要有三种方式,一是轮廓线光爆方法,主要是通过相邻一排的爆破应力和裂缝传递,来实现爆破目的;二是预裂光爆法,其原理主要是在装药量较小的情况下,通过爆破实现岩体的切开分离,来实现爆破的最终目的;三是修边光爆法,通过缓冲装药和预留光面层的方式,在爆破后实现围分离切开以实现爆破的目的。通常情况下我们使用的是修边法,施工操作中我们严格按照施工工艺流程进行,确保相关参数与设计高度一致,以便从整体上对爆破效果进行有效的控制。光爆时掏槽眼和辅助眼基本相同,光爆与普通爆破的差别在于二圈眼和周边眼。二圈眼是确保光爆层厚度的重要参数,特别是松软围岩,应从二圈眼开始减少装药量,一般有二圈周边三比一的规律。

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(1)硬岩:

掏槽眼:眼距:破碎圈直径100~120mm,装药量:装药系数70~75%;

辅助眼:眼距:200~250mm,装药量:装药系数60~65%;

三圈眼:眼距:650~700mm,抵抗值:600~650mm,装药量:装药系数50~55%;

二圈眼:眼距:550mm,抵抗值:500mm;装药量:450~600g/m;

周边眼:眼距:400~450mm,抵抗值:400~450mm,装药量:150~250g/m

(2)中硬岩:

掏槽眼:眼距:破碎圈直径120~150mm,装药量:装药系数65~70%;

辅助眼:眼距:250~300mm,装药量:装药系数55~60%;

三圈眼:眼距:700~750mm,抵抗值:650~700mm,装药量:装药系数45~50%;

二圈眼:眼距550~600mm,抵抗值:500~550mm,装药量:300~450g/m;

周边眼:眼距:400~450mm,抵抗值:400~450mm,装药量:100~150g/m。

(3)软岩:

掏槽眼:眼距:破碎圈直径150~250mm,装药量:装药系数60~65%;

辅助眼:眼距:300~350mm,装药量:装药系数50~55%;

三圈眼:眼距:750~800mm,抵抗值:700~750mm,装药量:装药系数40~45%;

二圈眼:眼距600~650mm,抵抗值:550~600mm,装药量:250~300g/m;

周边眼:眼距:350~400mm,抵抗值:450~500mm,装药量:50~100g/m。

装药量上,上面我们说了装药的系数问题,在炮眼的布置上,从以上我们还可以看出一个问题,那就是二圈眼和周边眼的布置上有一个关系,叫做周边眼密集系数,前面我们讲了,光面爆破的参数选择主要是炮眼的布置和装药量,光爆和普通爆破的差别主要是体现在二圈眼和周边眼上,装药量体现在装药系数上,那么周边眼的布置上体现在哪呢?这就是有一个叫做周边眼密集系数的重要参数,为了取得较好的光面爆破效果,我们必须把周边眼的间距a和周边眼的最小抵抗线w联系起来考虑,两者之间要保持一定的比例,用m=a/w来表示,这就是周边眼的密集系数,根据试验,周边孔的密集系数m在0.8~1之间的时候效果较好。

为保证煤矿采煤掘进中炮眼施工的可靠性,应当对炮眼深度进行合理控制,并保持炮眼周边眼保持良好的平行状态,为保证炮眼的实际爆破效果,炮眼应垂直于工作面,适度调整炮眼深度和装药量,以保证所有炮眼底部落在同一横断面上。在此基础上,准确控制好炮眼及周边眼的开眼位置,以促进光面爆破的实际作用得到有效发挥,全面提高煤矿采煤掘进的施工效果。

在层理过于发育的岩层中不再使用修边法,代之以轮廓线法光面爆破,沿着巷道的轮廓线密集地打一排空眼,里面不装药,该排空眼作为导向孔使用。在施工中我们重点控制了导向孔的孔距、周边眼的孔距以及抵抗线的大小,导向孔孔距300mm,周边眼孔距300mm,抵抗线350mm,周边眼密集系数0.857,周边眼与三圈辅助眼的装药量之比控制在1:3的比例,现场控制凿岩质量,做到平、直、齐,辅助眼做到三角形均匀布孔,掏槽眼深度比其它炮眼深度深200-300,并按照设计角度打眼,班前学习设计,施工中严格按照设计参数,做到标准化施工,保障了爆破成型效果。这样以来,经相邻一排装药眼爆破后,爆破应力和裂缝的传递并使岩石沿着弱线分切开来,避免了超欠挖,眼痕率达85%以上,提高了成型质量,达到了光面爆破的要求,效果良好,安全和经济效益可观。

四、结束语

通过光面爆破施工的实践证明:搞好光面爆破的关键在于根据巷道断面和围岩情况,科学合理的布置周边眼和抵抗,严格控制周边眼密集系数等爆破参数。采用光面爆破不仅有助于提高巷道成型,减少超挖工作量,节约支护材料,更有利于巷道顶板管理,促进安全生产。

参考文献:

1、汪旭光、郑炳旭编著的《工程爆破名词术语》,冶金工业出版社2005年4月

2、国家安全生产监督管理总局宣传教育中心编《矿山安全检查作业》,团结出版社2010年5月。

3、《煤矿安全规程》,煤炭工业出版社2016年05月。

论文作者:王桂凡

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/19

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