月水力采煤与管道.pdf

第 1期 2 0 0 8年 3月 水 力 采 煤 与 管道 运 输 HYDRAULI C COAL MI NI NG ＆ PI P ELI NE TRANS P RTATI ON No．1 M a l- ．2 008 煤巷沿顶巷道光面爆破实践 王 永 凯 邢 艳 慧 杨 晓 雷 枣 庄 矿 业 集 团 高 虚 煤 矿 山 东 微 山 Z 7 7 6 0 0 摘 要 根 据 枣庄 矿 业 集 团 高庄 煤 矿 西 十 一 采 区 回风 下 山的 施 工 实 践 ， 介 绍 了煤 巷 沿 顶 掘 进 巷 道 所 应采 取 的光 面爆 破 技 术措 施 。 关键 词 光 面爆破 周边 眼 间距 最 小抵 抗 线 中图分 类 号 TD 2 6 3 ． 3 l 文 献 标 识 码 B 文 章编 号 l 0 0 6 一 O 8 9 8 2 O O 8 0 l O O 6 0 0 2 1 前 言 巷道 光 面 爆 破 技 术 为 其 具 有 成 型 规 整 、 尺 寸 大 小 符 合 设 计 要 求 、 对 巷 道 围岩 破 坏 作 用 小 、 能 充 分 发挥 围岩 的 自稳 和 自身 承 载 能 力 等 优 点 ， 既有 利 于 巷 道 顶 板 管 理 ， 促 进 安 全 生 产 ； 也 能 节 约 支 护 材 料 ， 提 高 经 济 效 益 。 而 ， 在 矿 井 掘 进 施 工 中得 到广 泛 应 用 。 2 工 程概 况 枣 矿集 团 高 庄 煤 矿 西 十一 采 区 为 西 翼 二 水 平 首 采 采 区 ， 为 湖 区 下 开 采 。开 采 深 度 一 4 3 0 m ～一 6 0 0 m， 主 采 煤 层 为 3 、 3 下煤 。 3 上煤 层 平 均 厚 度 5 m， 3 下 煤 层 平 均 厚度 4 ． 5 m， 煤 层 硬度 系数 f 一3 ～ 4 。 由 于 地 面 为 湖 区 ， 勘 探 钻 孔 稀 ， 地 质 资 料 少 ， 钻 孑 L 控 制 程 度 低 ， 煤 层 产 状 和 地 质 构 造 难 以准 确 预 测 。 西 十一 采 区 回 风 下 山 为 该 采 区 首 条 掘 进 巷 道 ， 巷 道 设 计总 长 1 l 8 0 m， 布 置 在 3 上煤 内 ， 沿 3 t 煤 层 顶 板掘 进 。3 煤 层 大 部 分无 伪 顶 ， 直 接 顶 为 砂泥岩互层 ， 厚度 1 ． 0 ～1 ． 5 m， 3 上煤 层老 顶为细 砂 岩 ， 厚度 在 4 m 以上 在 地 质 资料 少 ， 钻 孑 L 控 制 程 度 低 ， 煤 层 产状 和 地 质 构 造 难 以 准 确 预 测 的 情 况 下 ， 采 用 光 面 爆 破 技 术 ， 充 分 发 挥 围 岩 的 自稳 和 自身 承 载能 力 ， 对 于 该巷 道 掘 进 顶 板 安 全 尤 为 重 要 。 3 光 面爆 破 技 术 措 施 搞好光面爆破 ， 重点在 于根据 不同 的岩石条 件 ， 合理布置周边眼 ， 严格控制周边眼爆破参数 。 3 ． 1 周 边 眼 布置 原 则 I 周 边 眼 应 对 称 均 匀 布 置 ， 以保 证 爆 破 后 的巷 道 断面 成 型 规 整 ； 6 0 2 巷 道 轮 廓 线 转 折 处 必 须 布 置 炮 眼 ， 用 以 控 制 巷 道 断 面 形状 ； 3 帮 、 顶 眼 应 落 在 与 辅 助 眼 同 一 深 度 的 竖 直平 面 上 ； 4 底 眼 眼 口应 高 出 巷 道 底 板 标 高 l 5 0 ～ 2 0 0 mm， 其 深 度 一 般 与 掏槽 眼 相 同 。 煤 巷 掘进 采 用 光 面 爆 破 时 ， 周 边 眼应 适 当离 开顶 帮 一 段 距 离 。实 践 表 明 ， 离 顶 帮 的 距 离 ， 硬 煤 一 般 为 I 5 O～ 2 0 0 mm； 中 硬 煤 一 般 为 2 0 0 ～ 2 5 0 ram； 软 煤 为 2 0 O ～4 0 0 mm 时效 果 较 好 。沿 顶 掘 进 时 ， 为 了 保 持 顶 板 稳 定 ， 顶 板 眼 口应 距 顶 板 4 0 0 ～6 0 0 mm， 眼底 距 周 边 线 I 5 O ～ 2 0 0 mm。 3 ． 2光 爆 技 术 措 施 巷道 采 用 光 面 爆 破 时 ， 应 根 据 不 同 的煤 岩 条 件 ， 严 格 控 制 周 边 眼 的爆 破 参 数 ， 在 技 术 上 应 采 取 以下 措 施 1 合 理 确 定 周 边 眼 眼距 和 最 小 抵抗 线 光 爆 巷 道 煤 岩 面 的 平 整 度 与 周 边 眼 间 距 E 和周 边 眼最 小 抵 抗 线 W 的 比 值 M 周 边 眼 密 集 系数 有 关 。经验 表 明 ， 一 般 条 件 下 ， M E ／ W 一 0 ． 8 ～ 】 ． 0时 ， 能 获 得 良好 的 光 爆 效 果 。煤 巷 掘 进 光 爆 周 边 眼 间 距 与 最 小 抵 抗 线 的 比 值 一 般 采 用 I ． I ～I ． 3 ， 但在施 【中应结 合具体 情况调整 ， 得 出合 理 数 据 。 经 验 认 为 周 边 眼 的 合 理 间 距 一 般 是 4 0 0 ～ 6 0 0 mm。在实 际应用 中， 应根据具体情 况适 当调 整 ， 在 曲率半 径 较大 的拱 部 和边 墙 部分 ， E可取 上 限 值或 适 当加 大 ； 在 三心 拱 拱 顶 曲 率 半 径 较 小 的部位 ， E可取下 限值或适 当减小 ； 在 裂隙 、 节理 发育或层理明显的煤岩层 中取偏 下值为宜 。 根据选定 的周边 眼间距 E和密集 系数 M， 即 可求 出周 边 眼 的 最小 抵 抗 线 W ， 然 后 按 周 边 眼 问 距 E、 周 边 眼抵 抗 线 W 布 置 炮 眼 。 当工 作 面 上存 维普资讯 第 1期 王永 凯等 煤巷 沿顶 巷道 光 面爆破 实践 2 0 0 8年 3月 在 软岩 层 或 易 冒 落 的 破碎 煤 岩 层 时 ， 为 了控 制 和 保 证 周边 眼 同 时 起 爆 ， 是 取 得 良好 的 光 爆 效 保 证 断 面成 型规 整 ， 可 在 软 岩 层 的巷 道 轮 廓 线 上 果 的重 要 措 施 之 一 ， 为 严 格 控 制 周 边 眼 起 爆 时 加钻起导向作用 的空眼 。 差 ， 必须采用经过检验合格 的毫秒 电雷管 。 合 ． ． ， 。． ⋯ ，， ．⋯， 4实 际 应 用 用 于光 爆 的 炸 药 应 当 是 爆 速 较 低 、 密 度 较 ～。 。 。。 。 小 、 感 度 高 、 爆 轰 稳 定 的 低 威 力 炸 药 。 在 目前 情 1 巷 道 断 面 参 数 西 十 一 采 区 回 风 下 山 设 况 下 ， 通 常 采 用 矿 用 普 通 西3 2 mm、 西 3 5 mm 的 乳 计 为矩 形 断 面 ， 沿 顶 掘 进 ， 掘 进 宽 度 3 ． 8 m， 掘 进 化炸药 ， 也能取得 良好的爆破效 果。 高度 3 ． 1 m， 掘进断面积 l 1 ． 7 8 m。 ． 采 用锚 网喷支 3 合理确定周边 眼装药量 护 ， 锚杆 排距 8 0 08 0 0 mm， 喷 浆厚度 l O O mm。 为避 免 巷 道 围 岩 产 生 炮 震 裂 缝 ， 必 须 严 格 控 2 钻 爆 方 法 Y T一2 7型 风 钻 打 眼 ， 西 4 2 mm 制 周 边 眼 的 装药 量 。周 边 眼 的 装 药 量 ， 应 根 据 岩 钻头 ， 眼孔 4 5 mm。煤 矿许 用 乳 化 炸 药 ， 安 全 等 性 和 煤 岩 层 赋 存 条 件 而 定 。 当 眼 深 不 超 过 2 m， 级 二级 ， 药 卷 3 5 mm， 药 卷 长 度 l 8 0 mm， 单 卷 重 使 用 矿 用乳 化 炸 药 的药 量 软 岩 f 2 ～ 3 l 0 0 ～ 量 2 0 0 g 。煤 矿 许 用 毫 秒 电 雷 管 l ～ 5段 ， MF B l 5 O g ／ m； 中硬 岩 f 4 ～ 6 l 5 0 ～2 0 0 g ／ m； 硬 岩 f l O 0型 发爆 器 ， 普 通 粘 土 炮 泥 。 正 向 装 药 结 构 ， 串 8 ～ l 0 2 0 0 ～3 0 0 g ／ m。 联 连线 一 次起爆 。周 边 眼单段 空 气 柱状 装药 结 4 合 理 选 择 装 药结 构 构 。 选 择合理 的装 药结 构 为 的是使 药 卷 能 量 均 3 炮 眼 布置 和爆 破参 数 根 据 两 十一采 区 匀 的 分 布 在 周 边 眼 内 ， 并 缓 冲 炸 药 爆 炸 对 围岩 的 回 风 下 山 的工 程 概 况 ， 结 合 现 有 施 工 工 艺 和 爆 破 破 坏 作 用 。使 用 普 通 直径 炸药 ， 眼 深 小 于 2 m 时 ， 材 料 等 具 体 素 ， 经 过 施 工 实 践 ， 采 用 图 l的 炮 可采用单段空气柱装药结构 即能满足要求 。 眼布置方法和表 l的爆破参数 ， 能够取得 良好 的 5 严 格 控 制 周 边 眼 起爆 时差 光爆 效 果 。 表 1 爆 破 参 数 炮 炮 跟 深 ／ m 跟 距 ／ m 抗 名称 编 号 线／ n 装 药 量 角 水平 ／ 。 度 垂 直 ／ 。 单 孔装总装 药总装药 药 量／ 块量 ／ 块 量／ k g 爆 破 顺 序 爆 破 方法 掏 槽 眼 辅助 限 顶 限 帮 眼 底 眼 合 计 串联 联 线 一 次 起爆 I 一 。。。3 2 c 一 - - - - - - - - L_ 41 1 ． 1 ． 。 6 。 鸟 一 o i C C r 2 6 o 0 2 淘6 1 2 2 4 02 5 o ／ ． 3 o l ‘ 00 0 6 o o o o 山。 。 1● 0 一 一 1 8 0 0 x Z ． 0 2 0 0 l l r 2 0 0 0 0 0 一 ＼ k ． ／ 3 0 O 图 1 炮 眼布 置 图 5 结 语 通 过两 十 一 采 区 回 风 下 山 光 面 爆 破 施 工 的 实 践 证 明 光 丽 爆 破 不 仅 适 用 于 岩 巷 ， 而 且 适 用 于 煤 巷 。搞 好 光 面爆 破 的 关 键 在 于 根 据 巷 道 断 面 和 围 岩 情 况 ， 合 理 布 置 周 边 眼 ， 严 格 控 制 周 边 眼 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 。 作者 简介 王永 凯 1 9 7 5一 ， 男， 山 东枣庄 矿业 集 团高 庄煤 矿 三处 项 目 部技 术主管 ， 1 9 9 6年 毕 业 于 山 东泰 安 煤 炭 工 业 学校 建 井专 业 ， 2 0 0 1年 毕业于山 东科技 大学 采矿工程 专业 。 收 稿 日期 ； 2 00 7 0 6 1 7 6l 撇 如 维普资讯