软岩巷道光面爆破施工技术.pdf

I s s N 1 6 7 12 9 0 0 CN 4 31 3 4 7 ／ ， I D 采矿技术第7卷第2期 Mi n i n g T e c h n o l o g y ，Vo 1 ． 7， N o ． 2 2 0 0 7年 6月 J u n ． 2 0 O 7 软 岩 巷 道 光 面 爆 破 施 工 技 术 肖永胜 贵州中岭矿业公司， 贵州 纳雍县5 5 3 3 0 2 摘要 针对具体的软岩巷道掘进， 采用光面爆破技术进行施工。结果表明， 煤矿软岩巷 道光面爆破技术是一种保护围岩及其壁面不受破坏， 并使巷道开挖轮廓面平整的控制爆 破 方 法 。 关键词 煤矿 ； 软岩巷道 ； 光 面爆破 软岩是一种特定环境下的具有显著塑性变形的 复杂岩石力学介 质 J 。一般而言 ， 软 岩具 有可塑 性、 膨胀性、 崩解性、 流变性、 触变性和离子交换性。 煤矿软岩问题一直是 困扰煤矿安全生产和建设 的重 大难题之一 。在软岩巷道 掘进 中采用光 面爆破技 术， 可保护围岩及其壁面不受破坏 ， 并使巷道开挖轮 廓面平整 。 1 光面爆破成缝机理 光面爆破的成缝机理主要有 3种观点 。 即应力 波叠加原理、 爆生气体准静压力作用原理和应力波 与爆生气体共同作用原理。多数学者认为， 光面爆 破成缝主要是由应力波和爆生气体的膨胀压力共同 作用所致。光面爆破裂缝的形成是基于各装药爆炸 所激起 的应力波先在各炮孔周壁上产生初始径 向裂 纹， 在不偶合装药条件下爆炸， 由于空气间的缓冲作 用 ， 使得炮孔周壁上 的冲击压力急剧减小 ， 从而减小 了破碎 区， 在较长时间内炮孔 罔壁处于一种准静压 作用状态 ， 使炮孔连心线上各点产生很 大的切向拉 应力， 尤其是连心线与孔壁相交处， 当炮眼间距适中 时， 孔壁应力集中处将首先出现拉伸裂隙， 然后再在 爆生气体作用下裂隙沿连心线延伸， 最终形成具有 一 定宽度的贯穿裂缝。可以看出， 应力波造成的初 始裂缝只是导向作用， 而爆生气体产生的高压静作 用是贯穿的主要动力， 这一结论被实验所论证 】 。 2 光面爆破施工技术 2 ． 1 工程概述 贵州毕节地区某煤矿井下巷道掘进时， 遇到大 量软岩巷道工程， 岩石以泥岩、 粉砂岩和砂质岩为 主， 岩石结构不完整， 大多呈块状， 其坚固系数f 3 ～ 5 。采用的凿岩爆破器材为 YI 一2 7型气腿 式凿 岩机 ， 配 4 2 mm十字形钎头 ； 2号岩石铵梯炸药 ， 药卷规格为 3 2 mm1 8 0 m m1 5 0 g ， 密度为 1 ． 0 g ／ m ， 爆速 3 6 0 0 m ／ s ， 1～5段毫秒延期 电雷管。前 期施工使用普通爆破方法， 结果造成巷道成型质量 很差， 尤其是拱顶部位岩石受爆破作用易冒落， 从而 给巷道施工带来很大困难和诸多安全隐患 ， 基 于此 ， 决定采用光面爆破技术。 2 ． 2 现场光面爆破参数设计与施工 根据参考文献[ 6 ] 和现场实际情况， 选取相关 参数。 1 掏槽形式和掏槽爆破参数。掏槽爆破效果 的好坏直接决定着循环进尺 ， 也影响着其它炮孔的 爆破效率和光面质量。炮孔平均深度 1 ． 8 m， 掏槽 孔深 2 ． 0 m。采用 3对斜孔垂直楔形掏 。 7 间 距 1 2 0 0 mm， 孔底 间距 3 5 0 I n l T l ， 上下排距 4 0 0 m m。 掏槽孔布置在巷道中央偏下部位 ， 最上一对掏槽眼 布置在拱基线以下2 0 0 m m处。 2 周边光面爆破。周边孔布置在掘进轮廓线 内 3 O～ 5 0 I n lT l 处 。根据现场条件 。 巷道拱部 的炮孔 间距严格控制在 3 0 0～ 4 0 0 I／ l／ n ； 采用轴向垫层不耦 合装药， 先将带有雷管的药卷置于孔底， 再连续装入 水炮泥， 孔口 采用炮泥填实， 堵塞长度为 4 0 0 In lT l 钠 向不耦合系数为7 ． 1 ～ 9 ． 1 ， 同时严格控制周边孔装 药集 中度在 8 3 ． 3～1 2 0 g ／ m。 3 其它炮孔爆破参数。崩落孔均匀布置在掏 槽孔与周边孔之间， 共两圈。靠近掏槽 的一圈崩 落孔与掏槽孔 口间距控制在 2 5 0～ 3 5 0 In lT l ， 药量较 其它崩落孔可适当加大， 以便辅助掏槽。崩落孔孔 距控制在5 5 0～ 6 5 0 m m范围内， 密集系数为0 ． 8 ～ 1 ． 0 。底孔孔口布置在巷道底板 1 0 0～1 5 0 In lT l 以上 维普资讯 采矿技术 处， 孔底在底板下 1 5 0 IT l／ n 处， 底孔药量适当加大。 2 ． 3 起爆顺序和爆破效果 采用全断面一次爆破 ， 起爆顺序为 掏槽孔 崩落孔 I 崩落孔 Ⅱ 帮孔底孔和拱孔， 相对应的雷管段别为 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 。爆破后， 无大块 岩石， 破碎块度均匀， 装岩效率高。成巷合格率达到 1 0 0 ％， 优 良率超过 8 3 ％， 平均超欠挖量小于 1 0 0 IT l／ n 。现已完成 6 2个掘进循环 ， 总平均循环进尺达 1 ． 6 8 m， 总平 均炮孔 利用 率为 9 3 ． 3 ％。可 以看出 ， 在软岩巷道中进行光面爆破具有诸多优点， 如周边 轮廓线符合设计要求 ； 爆破后的岩面光滑平整， 通风 阻力小， 岩面上应力集中现象减少； 保持围岩的整体 性和稳定性 ， 有利于施工的安全 ； 减少超挖或欠挖 ， 节省因超、 欠挖而增加的工程量和费用 ， 提高了工程 速度和质量。 效果的优劣， 不仅与钻孔精度有关 ， 相应还与掏槽方 式、 药量布置、 周边孔布置、 起爆顺序等光面爆破技 术参数的设计与选取相关。 参考文献 [ 1 ] 陆家梁． 软岩巷道支护技术 [ M] ． 长春 吉林科学 出版社 ， 1 9 9 5． [ 2 ] 陈庆敏， 等． 软岩的工程分类及其支护原则 [ J ] ． 矿山压力与 顶板管理 ， 1 9 9 7， 3 l l 7～1 2 0 ． [ 3 ] 何满潮． 软岩巷道工程概论[ M ] ． 北京 中国矿业大学出版社， 1 9 9 3 ． [ 4 ] 何满潮． 软岩巷道稳定性分析新理论[ A ] ． 第二届公路隧道学 术会议文集[ c ] ． 北京 中国公路隧道工程学会， 1 9 9 3 2 3 2 7． [ 5 ] u ． 兰格福斯． 岩石现代爆破技术[ M] ． 北京 冶金工业出版 社 。 1 9 8 3 ． [ 6 ] 郭进平， 聂兴信． 新编爆破工程技术实用大全[ M ] ． 北京 光明 日报出版社 ， 2 0 0 2 ． 3 结 语 收 稿日 期 2 0 0 7 0 4 1 0 工程实践表明， 煤矿软岩巷道中光面爆破掘进 上接第 7 5页 2 ． 5 故障保护 实时监测水泵启动过程、 运行状态以及停止过 程， 一旦出现故障， 采取应急措施 ， 保护设备， 防止故 障扩大。启动及停止过程中主要结合定时器检测每 步动作是否正常， 出现故障或超时时， 程序自动按照 顺序复位前端执行机构， 并报警， 给出指导性的故障 提示 ， 配合维护人员进行维护。运行过程中， 主要监 测电流、 流量、 温度等状态量， 出现异常时， 停止水 泵， 并报警给出故障提示。 3 结 语 利用 P L C 及其通讯网络， 能够 比较方便的实现 水泵的自 动控制， 为进一步实现井下排水系统的无 人值守打下了基础。系统具有较强的扩展性， 组态 灵活， 能够满足多种不同的现场需要。本系统已投 入现场运行 2 年， 在提高井下排水系统的可靠性和 排水效率方面发挥了具大作用。 参考文献 [ 1 ] 王柏华． 矿山水泵性能测试及排水系统效率分析[ J ] ． 机械制 造与研究 ， 2 0 0 3 ， 1 0 2 6～2 7 ． [ 2 ] 杨惠宗， 袁仲文 ， 陆火庆． 泵与风机[ M] ． 上海 上海交通出版 社 。 1 9 9 2 ． [ 3 ] 程周． 电气控制与 P I G原理及应用[ M] ． 北京 电子工业出 版社 ， 2 0 0 3 ． 收稿 日期 2 0 0 70 1 1 7 作者简介 张涛 1 9 8 2 一 ， 男， 硕士研究生， 在读期间参与 多项煤矿风机、 水泵等相关大型机 电设备的 自动化改造项 目， 主要负责井下排 水 自动控制 系统的设计和调试。E ma l l z h a n g t a o c u mt 1 2 6 ． c o mo Ma n o Ri v e r等 国 际 矿 业 公 司 将 在 尼 日利 亚 投 资 开 发 金 矿 据尼 日 利亚 报道， M a n o R i v e r ， D i a m o n d F i e l d s 两家国际矿业公 司将于近期到尼日 利亚进行投资考察。尼矿 产和钢铁发展部长L e s l e y O b i o r a h 透露， 上述两家公司在加拿大多伦多举办第7 5 届国际矿业大会贸易展上表示有意投 资尼矿产业， 特别是已经沉睡了6 0多年金矿。她表示， 尼 日利亚拥有丰富黄金及其他 3 3 种矿藏。并指出， 在过去几年 中黄金价格飞涨， 每盎司价格已由2 0 0 6 年 5 0 0关圆上涨到7 0 0关圆。她同时表示， 尼 日 利亚实行 了众多改革， 并制定出 一 项新的矿产政策。例如， 对国有矿产公司进行私有化， 对私有企业实行优惠财政政策， 允许外国公 司1 0 0 ％控股并享 有 3 5 年免税期等。她对此解释说 ， 实施新政策目的是要吸引外国投资者并保证他们拥有良好投资回报。 维普资讯