煤矿采煤掘进中的岩巷光面爆破及断裂爆破研究

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  摘  要:根据煤矿采煤掘进的具体情况,介绍了光面爆破及断裂爆破技术。指出了技术要求,施工方法及运用效果,实际运用表明,光面爆破及断裂爆破适应了煤矿开采的实际需要,对煤矿开采具有很大的促进作用,今后应该根据岩巷的具体情况合理选用,以提高煤矿采煤效果。
  关键词:采煤掘进;光面爆破;断裂爆破
  1.引言
  在煤礦开采过程中,往往会遇到岩石层,为了促进开采的顺利进行,采用相应的爆破技术是十分必要的。为了提高爆破技术的运用效果,需要根据煤矿开采的具体情况选用爆破技术,光面爆破与断裂爆破是煤矿开采重要的爆破技术,在采煤掘进中运用具有重要的作用。文章主要介绍这两种爆破技术施工方案及具体应用,希望能够为这些技术的实际运用提供借鉴与启示。
  2.煤矿采煤掘进中的岩巷光面爆破
  2.1概念。光面爆破是较为常见的爆破技术,在煤矿采煤掘进中有着较为广泛的运用。该技术的原理是,针对不同岩性的煤层,通过合理布置炮眼、控制装药量、采用合理的装药结构等方式,使得放炮后掘出的巷道轮廓基本符合设计要求,表面光滑,成型规整,减少对顶板的破坏,以便利喷锚支护。光面爆破技术使用后的裂隙少,稳定性高,也方便巷道的维护和顶板管理工作,目前在煤矿采煤爆破中其运用越来越多。
  2.2爆破方法。光面爆破技术使用中要控制好周边眼的眼距,预留层厚度,采用合理的装药结构,并合理控制装药量。其爆破方法主要有以下三种:轮廓线光爆方法,周边眼沿着巷道轮廓线密集的打一排空眼,里面不装药,通过相邻一排装药眼爆破后,爆破应力和裂缝开始传递,并使得岩石沿弱线分切开,从而实现爆破的目的;预裂光爆法,周边眼沿巷道轮廓排一排较密的眼,装药量很少,通过爆破之后将岩体切开分离,以达到爆破的目的;修边光爆法,周边眼通过缓冲装药和预留光面层,经过爆破之后与围岩切开,以实现爆破的目的,该方法操作简单,在煤矿爆破中得到广泛的运用。
  2.3施工策略。为确保光面爆破的效果,必须按照工艺流程进行施工,选用正确的光爆参数,确保钻眼的精确度,在炮眼施工中还需要采取以下策略:周边眼应该彼此平行,深度应该小于其他炮眼;炮眼应垂直于工作面,以达到更好的爆破效果;当工作面不齐的话,要适当调整炮眼深度和装药量,尽量让所有炮眼底落在同一横断面上;确保开眼位置的准确,尽量减少偏差,将偏差控制在30mm之内。
  2.4应用效果。在某矿井2000m的井巷掘进工作中运用光面爆破技术,施工完成后取得良好的效果。炮孔痕迹率为60%,超挖量控制在5%左右,岩渣的块度较为均匀,特大岩快较少,方便铲运和装车;巷道支护较少,促进施工顺利进行,节约掘进成本;巷道岩壁平整,确保施工安全;并且还加快的掘进速度,节约了掘进时间,取得良好的采煤作业效益。假定该巷道断面8.3m2,超挖量减少15%,岩方量每立方米300元,创造的经济利益为74700元,其经济效益较为显著,将来在煤矿采煤掘进中值得推广和运用光面爆破技术。
  3.煤矿采煤掘进中的断裂爆破
  断裂爆破也是采煤掘进中的重要爆破技术之一,在实际运用中具有良好的效果,根据施工工艺和方法的不同,又可以将其分为以下两种不同的方式。在运用中应该根据采煤掘进的具体需要合理选用。
  3.1定向断裂爆破。该技术的工作原理和操作方法如下:在岩巷周边眼爆破时,运用切缝药包中的切缝管,从而定向控制炮眼内的爆炸能量释放方向,通过采取这种控制措施,能够使得高压爆生气体在爆炸的瞬间沿切缝方向形成能量集中,作用于炮眼壁,并且形成裂缝,同时在爆生气体的作用下,裂缝出现定向扩散的趋势,形成精确控制的断裂面,从而实现对爆破的精确有效控制,提高爆破效果。该技术是在光面爆破技术基础上发展起来的,它具有光面爆破技术的优点,并且克服了光面爆破技术存在的缺陷。在实际工程运用中,由药卷爆炸周围出现的裂缝,通过采用该方式方法,使得眼痕率得以减少,降低周边眼的超挖、欠挖现象的出现,有利于巷道周边的成型,为煤矿采掘也提供了有利条件。与此同时,在煤矿采掘过程中运用断裂爆破技术,可以增大周边眼的间距,减少钻眼工作量,从而降低爆破应力波给巷道周边带来的破坏,有利于最大程度上确保围岩自身结构的稳定性,从而保障了煤矿采煤掘进的安全。
  3.2深孔断裂爆破。深孔爆破一般是指一次爆破的炮眼深度不小于25m的爆破,在采煤掘进中,合理运用该项技术能够显著提高采煤掘进效率。试验研究表明,在进行爆破的过程中,如果加大每次循环的爆破深度,能够促进工序交换的顺利进行,节约工序交换时间,减少相应辅助工作的时间,从而促进掘进速度的提高,提高煤矿开采效率。在运用深孔断裂爆破技术的时候,为了提高工作效率,也可以采用“浅眼多循环”的方法,以达到提高掘进速度的目的。如果使用凿岩机的话,其掘进能力往往十分有限,随着钻眼深度的增加,钻眼的速度会出现大幅度下降的情况。为了避免这种情况的出现,采用打2.0m以下的浅眼措施,能够提高打眼效率。另外,浅眼爆破技术的操作与运用十分简单,实际运用也具有良好的效果,在采煤掘进中值得推广和运用。可以预见,在不久的将来,随着凿岩机械的改进和性能的提高,凿岩机械化水平的提升。
  4.结束语
  总之,在煤矿采煤掘进中,光面爆破及断裂爆破技术有着重要的作用,它们适应了爆破工作的需要,能够减少对围岩的破坏,增强采煤巷道的稳定性,进而保证采煤掘进的安全顺利进行。今后在采煤掘进中,需要根据矿区的实际情况合理选用爆破技术,严格按照施工方法进行施工,并注重提高作业人员素质,注重实际工作经验的总结,从而促进这些爆破技术在采煤掘进中更好的发挥作用,增加采煤巷道的稳定性,预防安全事故的发生,确保采煤掘进的安全顺利进行,提高整个煤矿开采的综合效益。
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