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【摘要】坚硬岩石巷道一直是制约阳煤一矿掘进效率提升的重点和难题,我们通过在东一皮带岩巷的分次爆破技术的应用,大大提高了爆破循环进度和效果,显著的提高了掘进单进水平,取得了岩巷爆破技术的成功应用。
引语
阳泉煤业(集团)一矿是一座年产750万t的大型现代化矿井,矿井由于属于高瓦斯矿井,每年施工的开拓岩巷、瓦斯抽放巷等岩巷达10000米,岩巷掘进水平成为保证生产衔接的关键。以往受观念的影响一般采用大断面一次起爆,炮眼深度也达不到中深孔爆破,尤其在坚硬岩石巷道爆破时,循环进度和爆破效率很低。为了解决以上问题,我矿先后采用了密布炮眼,加大装药量,缩小循环进度,增加掘进循环次数等方法,却均未达到预期效果,反而造成消耗增加。经反复研究后,采用了分次爆破技术。分次光爆是指为了提高坚硬岩层中、深孔光爆的爆破效率,采用先进行掏槽爆破,再进行成形爆破的岩巷掘进方法。首先进行掏槽爆破,并将柱形掏槽改为楔形掏槽,在掏槽爆破成功后再进行成形爆破。掏槽爆破保证其他炮眼有可靠的自由面,使爆破效率和光爆质量得到明显提高。
一、巷道技术特性及设备配置
1.1巷道概况
巷道名称:北翼东一皮带巷。
工作面岩性:工作面从上到下依次岩性为:0.2m黑色泥岩,2.8m细砂岩,硬度系数f>8。
巷道断面:矩形断面,净断面规格4.4m×3.0m(宽×高),支护形式:锚杆+锚索+喷浆联合支护,,采用φ20×2000mm圆钢锚杆,间、排距800mm,喷射混凝土支护厚度100mm,强度C15。
施工设备:YT-29型风钻;ZC-60R型侧装机1台;湿式喷浆机1台;压入式局部通风机1台;5t蓄电池机车1台;1t矿车。
爆破器材:选用2#岩石硝铵炸药,阳煤集团化工公司生产的段发电雷管,MFD-200型脉冲炮机引爆。
二、爆破参数的确定及施工技术
2.1爆破参数的确定
2.1.1全断面一次光爆参数
采用普通全断面一次光爆时,选用六眼柱型楔形掏槽,掏槽眼深2.0m,循环炮眼眼深1.8m,周边眼间距400mm,崩落眼距平均600mm,全断面布置炮眼60个。
2.1.2分次爆破参数的确定
采用分次爆破时,掏槽眼全部采用6眼楔形掏槽,第一次掏槽眼斜长1.8m,垂深1.6m。
在第一次爆破结束后如果槽腔达到了设计深度,即开始打第二次爆破掏槽眼及下部炮眼,并与其余炮眼一起引爆,周边眼眼距550mm,周边眼抵抗线500mm,崩落眼平均眼距650mm,两次共布置炮眼50个。
2.2施工技术
2.2.1全断面一次光爆施工技术
在普通全断面一次光爆施工时,采用“三八制”两掘一喷作业方式。正常施工时每天安排两个掘进循环一个喷浆循环,掘进班接班末炮后,利用炮后矸石堆打矸石堆以上锚杆及上部炮眼,然后利用侧装机出矸,后打下部锚杆、掏槽眼及下部炮眼。全部炮眼打完后一次装药一次引爆。
2.2.2分次爆破施工技术
在分次爆破施工中,作业方式不变,接班后,利用炮后矸石堆打上部锚杆及上部炮眼,(迎头矸石堆高度一般1.6m左右),然后用侧装机出干净工作面矸石,打下部眼,打出第一次掏槽眼,并单独进行装药爆破。爆破后如果进度达到了预期深度,即可开始正常出矸,再打第二次爆破掏槽眼及其他成形爆破炮眼;如果达不到预期深度,必须再次调整掏槽眼位置,重打掏槽眼,再次单独爆破直至达到设计深度方可打二次爆破炮眼。
三、爆破效果对比
采用分次爆破技术后,爆破效率比全断面一次光爆明显提高,成形规整,减少了炮眼数量,降低了材料消耗,全断面一次光爆和分次爆破效果对比情况见下表。
表 全断面一次光爆和分次爆破效果对比
通过全断面一次光爆和分次爆破效果对比:
1)减少了打眼数量。采用全断面一次光爆布置炮眼60个,炮眼平均间距500mm,分次爆破后,两次共布置50个,炮眼平均间距调整到530mm,整个断面少打眼10个。
2)爆破后巷道成形规整。采用全断面一次光爆时,由于装药量大,周边轮廓超、欠挖明显,局部可达200mm以上,采用分次爆破后,巷道超、欠挖减少到100mm以内。
3)周边眼眼痕率大大提高。采用全断面一次光爆时周边眼痕率在30%左右,分次爆破后达到了90%以上,眼底长度达到1.8m。
4)炮眼利用率得到了很大提高。采用全断面一次光爆时平均炮眼利用率在70%,循环进尺1.40m,分次爆破,可达90%以上和1.8m以上。
5)降低了巷道单耗。采用分次爆破技术后,每循环可节省钻头2个,钻杆0.38根,节约炸药4kg,雷管10个。
6)掘进速度明显提高。采用全断面一次爆破技术时,平均月进尺60m;采用分次爆破技术后,月进尺可达75m,在人员设备不变的情况下月进尺效率提高了25%。
7)由于打眼数量减少,打眼时间一般缩减为40min,与第一次掏槽爆破及准备时间基本相当,并未因爆破次数的增加而延长作业时间。
四、分次爆破施工时应注意的问题
1)确保炮眼施工质量,要按照爆破图表和炮眼布置图的位置钻眼,钻眼前一定要画出好轮廓线,专人专钻,定准眼位,保证眼向,特别是周边眼影响着巷道成形。
2)第一次掏槽爆破后,再次打眼前,必须对炮眼内进行认真清理,确保炮眼质量。
4)必须在第一次爆破深度达到1.0m以上时,才能进行第二次爆破,第二次掏槽眼位向下移动200mm左右为宜。
5)保证炮眼的封孔质量。在坚硬岩层中,峰孔质量也是制约爆破效果的因素,掏槽眼封泥长度不小于600mm,周边眼不小于400mm。
6)在有条件的地方,可以适当试验中深孔分次爆破,利用液压钻车等机械化设备打眼的优势,多打眼,深打眼。
结束语
分次爆破技术,在坚硬岩层普通机械化作业线快速施工中,可以较好地解决全断面一次爆破效率低、进度慢、巷道成型差、材料消耗大的问题,不仅能提高施工进度和爆破规整度,同时可降低材料消耗,创造可观的经济效益。
引语
阳泉煤业(集团)一矿是一座年产750万t的大型现代化矿井,矿井由于属于高瓦斯矿井,每年施工的开拓岩巷、瓦斯抽放巷等岩巷达10000米,岩巷掘进水平成为保证生产衔接的关键。以往受观念的影响一般采用大断面一次起爆,炮眼深度也达不到中深孔爆破,尤其在坚硬岩石巷道爆破时,循环进度和爆破效率很低。为了解决以上问题,我矿先后采用了密布炮眼,加大装药量,缩小循环进度,增加掘进循环次数等方法,却均未达到预期效果,反而造成消耗增加。经反复研究后,采用了分次爆破技术。分次光爆是指为了提高坚硬岩层中、深孔光爆的爆破效率,采用先进行掏槽爆破,再进行成形爆破的岩巷掘进方法。首先进行掏槽爆破,并将柱形掏槽改为楔形掏槽,在掏槽爆破成功后再进行成形爆破。掏槽爆破保证其他炮眼有可靠的自由面,使爆破效率和光爆质量得到明显提高。
一、巷道技术特性及设备配置
1.1巷道概况
巷道名称:北翼东一皮带巷。
工作面岩性:工作面从上到下依次岩性为:0.2m黑色泥岩,2.8m细砂岩,硬度系数f>8。
巷道断面:矩形断面,净断面规格4.4m×3.0m(宽×高),支护形式:锚杆+锚索+喷浆联合支护,,采用φ20×2000mm圆钢锚杆,间、排距800mm,喷射混凝土支护厚度100mm,强度C15。
施工设备:YT-29型风钻;ZC-60R型侧装机1台;湿式喷浆机1台;压入式局部通风机1台;5t蓄电池机车1台;1t矿车。
爆破器材:选用2#岩石硝铵炸药,阳煤集团化工公司生产的段发电雷管,MFD-200型脉冲炮机引爆。
二、爆破参数的确定及施工技术
2.1爆破参数的确定
2.1.1全断面一次光爆参数
采用普通全断面一次光爆时,选用六眼柱型楔形掏槽,掏槽眼深2.0m,循环炮眼眼深1.8m,周边眼间距400mm,崩落眼距平均600mm,全断面布置炮眼60个。
2.1.2分次爆破参数的确定
采用分次爆破时,掏槽眼全部采用6眼楔形掏槽,第一次掏槽眼斜长1.8m,垂深1.6m。
在第一次爆破结束后如果槽腔达到了设计深度,即开始打第二次爆破掏槽眼及下部炮眼,并与其余炮眼一起引爆,周边眼眼距550mm,周边眼抵抗线500mm,崩落眼平均眼距650mm,两次共布置炮眼50个。
2.2施工技术
2.2.1全断面一次光爆施工技术
在普通全断面一次光爆施工时,采用“三八制”两掘一喷作业方式。正常施工时每天安排两个掘进循环一个喷浆循环,掘进班接班末炮后,利用炮后矸石堆打矸石堆以上锚杆及上部炮眼,然后利用侧装机出矸,后打下部锚杆、掏槽眼及下部炮眼。全部炮眼打完后一次装药一次引爆。
2.2.2分次爆破施工技术
在分次爆破施工中,作业方式不变,接班后,利用炮后矸石堆打上部锚杆及上部炮眼,(迎头矸石堆高度一般1.6m左右),然后用侧装机出干净工作面矸石,打下部眼,打出第一次掏槽眼,并单独进行装药爆破。爆破后如果进度达到了预期深度,即可开始正常出矸,再打第二次爆破掏槽眼及其他成形爆破炮眼;如果达不到预期深度,必须再次调整掏槽眼位置,重打掏槽眼,再次单独爆破直至达到设计深度方可打二次爆破炮眼。
三、爆破效果对比
采用分次爆破技术后,爆破效率比全断面一次光爆明显提高,成形规整,减少了炮眼数量,降低了材料消耗,全断面一次光爆和分次爆破效果对比情况见下表。
表 全断面一次光爆和分次爆破效果对比
通过全断面一次光爆和分次爆破效果对比:
1)减少了打眼数量。采用全断面一次光爆布置炮眼60个,炮眼平均间距500mm,分次爆破后,两次共布置50个,炮眼平均间距调整到530mm,整个断面少打眼10个。
2)爆破后巷道成形规整。采用全断面一次光爆时,由于装药量大,周边轮廓超、欠挖明显,局部可达200mm以上,采用分次爆破后,巷道超、欠挖减少到100mm以内。
3)周边眼眼痕率大大提高。采用全断面一次光爆时周边眼痕率在30%左右,分次爆破后达到了90%以上,眼底长度达到1.8m。
4)炮眼利用率得到了很大提高。采用全断面一次光爆时平均炮眼利用率在70%,循环进尺1.40m,分次爆破,可达90%以上和1.8m以上。
5)降低了巷道单耗。采用分次爆破技术后,每循环可节省钻头2个,钻杆0.38根,节约炸药4kg,雷管10个。
6)掘进速度明显提高。采用全断面一次爆破技术时,平均月进尺60m;采用分次爆破技术后,月进尺可达75m,在人员设备不变的情况下月进尺效率提高了25%。
7)由于打眼数量减少,打眼时间一般缩减为40min,与第一次掏槽爆破及准备时间基本相当,并未因爆破次数的增加而延长作业时间。
四、分次爆破施工时应注意的问题
1)确保炮眼施工质量,要按照爆破图表和炮眼布置图的位置钻眼,钻眼前一定要画出好轮廓线,专人专钻,定准眼位,保证眼向,特别是周边眼影响着巷道成形。
2)第一次掏槽爆破后,再次打眼前,必须对炮眼内进行认真清理,确保炮眼质量。
4)必须在第一次爆破深度达到1.0m以上时,才能进行第二次爆破,第二次掏槽眼位向下移动200mm左右为宜。
5)保证炮眼的封孔质量。在坚硬岩层中,峰孔质量也是制约爆破效果的因素,掏槽眼封泥长度不小于600mm,周边眼不小于400mm。
6)在有条件的地方,可以适当试验中深孔分次爆破,利用液压钻车等机械化设备打眼的优势,多打眼,深打眼。
结束语
分次爆破技术,在坚硬岩层普通机械化作业线快速施工中,可以较好地解决全断面一次爆破效率低、进度慢、巷道成型差、材料消耗大的问题,不仅能提高施工进度和爆破规整度,同时可降低材料消耗,创造可观的经济效益。