岩石巷道聚能管定向光面爆破技术的研究与应用

2019-09-28 07:57吴振华
山东煤炭科技 2019年9期
关键词:光面炮眼大巷

吴振华 褚 凯 王 凯

(临沂矿业集团有限责任公司,山东 临沂 276000)

光面爆破技术广泛用于地下工程施工中,尤其是煤矿岩石巷道施工过程中,通常采用多打眼、少装药的方法,就可以实现较好的爆破效果。光面爆破技术由于周边眼间距小,需要施工的周边眼数量多,占用施工时间多,降低掘进速度。为实现岩石巷道高效快速掘进,在鲁西煤矿-300m水平大巷试验“聚能管光面爆破”技术。通过选择合理爆破参数,实现巷道成型好、施工速度快、提高掘进效率的目的。

1 工程简介

鲁西煤矿-300m水平胶带大巷,巷道方位角1°3′,坡度+3‰。-300m水平胶带大巷巷道断面为直墙半圆拱形,荒断面积17.2m2,净断面积16.17m2,掘宽4.76m,净宽4.6m,墙高1.7m,拱高2.38m,掘高4.08m,净高3.9m。巷道采用锚网喷支护,锚杆为Φ18×2100mm左旋螺纹钢树脂锚固锚杆,全断面支护锚杆13根。

2 岩石巷道聚能管定向光面爆破

2.1 技术理论

爆破时,聚能管对炸药爆炸产生的能量产生积聚能量、指定方向作用,爆破冲击波沿周边眼中心线连线方向传递,形成巷道设计轮廓,最大程度保持巷道围岩完整性。

2.2 施工技术措施

(1)现场装药时,使用专用装药气枪将矿用炸药装入聚能管,操作简单,1人即可完成。装药与迎头炮眼施工平行作业。

(2)聚能管内的矿用炸药为连续不耦合状态,使用电雷管起爆。

(3)装好药的聚能管放入炮眼时,使用固定装置固定,调整聚能槽方向。

(4)封孔使用水沙袋。水沙袋是利用水和细沙按照一定比例混合装入专用塑料袋中。水沙袋利用水的不可压缩特点,能更好传递爆炸冲击波,还能起到降尘、减少有害气体的作用。

2.3 技术参数

迎头施工炮眼共54个,根据围岩岩性,周边眼距离控制在600~800mm范围内,炮眼装药量为8~10kg。

3 经济技术对比剖析

(1)聚能光面爆破和常规光面爆破比较,巷道轮廓更符合设计要求,眼痕率更高为84%~90%,巷道超欠挖量较小,利于初喷浆作业。

(2)聚能管光面爆破较常规光面爆破,周边眼间距提高一倍,有效减小周边眼施工数量,炮眼施工时间能够缩短1h左右。

(3)聚能管光面爆破较常规光面爆破,有效减少喷浆混凝土使用量和出矸量,大大降低巷道施工费用。

图1 常规爆破炮眼布置图

图2 聚能爆破炮眼布置图

图3 延米火工品消耗及每循环炮眼数对比图

图4 打眼、装药、初喷时间对比图

表2 经济效益对比表

(4)聚能管光面爆破工艺,有效缩短每循环施工时间,提高当班施工循环次数,提高巷道施工速度,有效提高作业效率。

图5 聚能光面爆破正规循环作业图

4 结论

(1)使用聚能管爆破技术,在炮眼中心连线方向上产生贯穿裂缝,让爆破产生的能量沿着设计的轮廓线传递,达到了“定向断裂”的理想效果,促使巷道轮廓线上岩石破裂,减少对巷道围岩的扰动,最大限度保持岩石的完整性和稳定性。

(2)使用聚能管爆破技术,周边眼间距增加至800mm,有效减少周边眼数量和火工品消耗。同时,缩短循环时间,增加循环数,提高掘进效率和巷道施工速度。

(3)使用聚能光面爆破技术,巷道成型好,喷浆材料的使用量也得到减少,生产成本大大降低,具有明显的经济效益。

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