04第4章 巷道掘进与施工

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目前我国还没有专门的光爆炸药,一般使用2号岩石炸药。 在装药结构上,国内外都采用不耦合装药,即炮眼直径达与药卷直 径。 在使用2号岩石炸药进行光爆时,在炮眼不太深时,3m以下,一般不 采用细药卷。 严格控制装药量。
第一节 平巷掘进与施工
(2)促进两眼间形成贯通裂隙 选择爆生气体多的炸药。
(3)防止两炮眼间欠挖和超挖
3
1 2
1—掏槽眼;2—辅助眼;3—周边眼
第一节 平巷掘进与施工
(1)掏槽眼 在工作面上将某一部分岩石爆破并抛出,使工作面形成第二个自由
面,为其它炮眼的爆破创造有利条件,提高破岩效率。
(2)辅助眼 辅助眼又称崩落眼,是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助 眼要均匀布置在掏槽眼和周边眼之间,炮眼方向一般垂直于工作面。 (3)周边眼 周边眼是爆落巷道周边岩石,最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。
第一节 平巷掘进与施工
(5)周边眼 周边眼布置在巷道设计轮廓附近; 周边眼的抵抗值400mm-500mm; 周边眼的间距350mm-450mm,软岩取小 值,硬岩取大值。在裂隙处要加空心眼 (如图),眼距缩小到200mm-300mm; 周边眼装药量: 硬岩150-250g/m; 中硬岩100-150g/m; 软岩50-100g/m。
眼号
炮眼名称
连 线 方 式
1-5 6-9 10-15 16-19 21-23 20、24 -
掏槽眼 辅助眼 辅助眼及帮眼 顶眼 底眼 脚眼 总计
串 并 联
第一节 平巷掘进与施工
预期爆破效果
名称 炮眼利用率 工作面循环进尺 循环爆落岩石量 单位炸药消耗量 单位 % m m3 kg/m3 数量 85 1.36 10.6 1.26 名称 巷道炸药消耗量 循环炮眼总长度 岩体雷管消耗量 巷道雷管消耗量 单位 Kg/m m/循环 个/m3 个/m 数量 9.83 37.8 2.24 17.6
为保证巷道成型规整,减少支护工程量,可采用光面爆破技术。
第一节 平巷掘进与施工
2.掏槽眼分类 根据井巷断面形状规格、岩石性质和地质构造等条件,掏槽眼的排列 形式可分为倾斜掏槽和垂直掏槽两大类。
1)倾斜掏槽 特点是掏槽眼与自由面斜交。在软岩或具有层理、节理、裂隙或软夹层的岩 石中,可用单倾斜掏槽,其掏槽位置可视自然弱面存在的情况而定,掏槽眼倾斜
第一节 平巷掘进与施工
(3)三圈眼(辅助眼) 在扩槽眼的外围布置的辅助眼称为三圈眼。 三圈眼的抵抗值600mm-750mm; 炮眼间距650mm-800mm,岩石软取大值,岩石硬取小值。 装药系数40%-55%,岩石软取小值,岩石硬取大值。 (4)二圈眼 在三圈眼以外布置的辅助眼,称为二圈眼; 二圈眼的抵抗值500mm-600mm 二圈眼的间距550mm-650mm,硬岩取小值,软岩取大值。 装药量是周边眼的3倍,约为150g-600g/m,硬岩取小值,软岩取大 值。
(3)连线方式
串联(手拉手大串联); 串并联(分组串联,然后组间并联)。
第一节 平巷掘进与施工
8.炮眼间距与装药量 (1)掏槽眼
掏槽眼是关键,掏槽眼基本与普通爆破没什么区别。
掏槽眼的装药系数60%-75%,岩石软去小值,岩石硬取大值。 (2)扩槽眼(辅助眼的一种) 是掏槽眼周边布置得辅助眼,其作用是扩大掏槽成果。 扩槽眼4-6个,岩石软取小值,岩石硬取大值。 扩槽眼间距200mm-350mm,岩石软取大值,岩石硬取小值。 装药系数50%-60%,岩石软取小值,岩石硬取大值。
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
3.其他炮眼的布置原则 (1)辅助眼 辅助眼是布置在掏槽眼和周边眼之间的炮眼。其作用是扩大掏槽的 自由度。 其布置原则是充分利用掏槽眼创造的自由面,最大限度地爆破岩石。 辅助眼间距一般400-800mm,方向垂直工作面,布置均匀,以每个炮 眼最小抵抗线近似相等为原则。
角依岩石可爆性不同而定,一般取50°~70°。
在中硬以上均质岩石、断面尺寸大于4m2的井巷掘进中,可采取相向倾斜眼 组成楔形掏槽。每对炮眼底部间距一般取10~20cm,眼口之间的距离取决于眼深 及倾角的大小,掏槽眼同工作面的交角通常为60°~75°; 倾斜掏槽的优点是所需掏槽眼数少且易抛出掏槽范围内的岩石,缺点是孔深 受限于断面尺寸,石碴抛掷较远。
环时间的40%~60%。凿岩爆破工作的好坏,对巷道掘进速度、规格质量、
支护效果、掘进成本等,都有较大的影响。 平巷掘进中,常用的凿岩设备是气腿式风动凿岩机,如7655、YT-24
等;凿岩工具多采用锥形连接的活头钎杆。为提高凿岩效率,降低工人
劳动强度,一些大中型矿山在大断面平巷掘进中采用了凿岩台车。凿岩 台车属无轨设备,具有独立行走装置,液压凿岩,凿岩速度大大提高。
第一节 平巷掘进与施工
(2)以静压为主的光爆原理 如图所示,由于雷管制造精度问题,周边眼很难同时起爆,当A眼爆 破时,B眼相当于空眼,在两眼联线上造成应力集中而产生预裂纹,当B 眼起爆时,将预裂纹扩大、伸展形成贯通裂纹。
第一节 平巷掘进与施工
6.实现光爆应采取的措施 (1)尽量减少爆炸裂隙
选择合适的炸药,控制装药量,合理选择装药结构。
炮眼间距过大,会在两眼之间形成欠挖,炮眼间距过小,会在两眼 之间形成超挖。
第一节 平巷掘进与施工
7.光爆参数 (1)光爆炸药 光爆炸药应具有:高爆力、低猛度、低爆速、低密度、起爆容易、 传爆性能好、爆轰稳定、临界直径小。 目前国内使用2号岩石炸药代替,效果也不错。 (2)雷管 光爆使用6号8号点雷管。
第一节 平巷掘进与施工
目前,我国矿山平巷掘进所用的凿岩设备特点及适应条件见表。
凿岩设备
孔径 孔深 (mm) (mm)
36~43 <2.5 <3.0
特点和适用条件
气腿式凿岩机 掘进钻车与导轨 式凿岩机配套 掘进钻车与液压 凿岩机配套
应用普遍,设备轻,灵活,移动 方便。作业条件较差,劳动强度 较大
机械化程度高,施工巷道的断面 要满足钻车的技术要求 机械化程度高,作业条件好,效率 高,作业噪声低,施工巷道要满足 钻车的技术要求
第一节 平巷掘进与施工
炮眼布置及装药量
炮眼 深度 /m 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 1.8 炮眼 长度 /m 1.9 1.6Fra Baidu bibliotek1.6 1.6 1.6 1.85 -
装药量
卷 / 卷/总 眼 计 5 3 3 3 4 5 25 12 18 12 12 10 89
倾角
水 平 710 840 垂 直 860 850 爆破 顺序 1 2 3 4 4 4 -
施工和防止炮眼灌水。底眼的眼底要扎入设计底板以下100-200mm,以
防欠挖。
第一节 平巷掘进与施工
4.爆破参数的确定 1)炸药消耗量 爆破1立方米的实体岩石所需的炸药量,称为单位炸药消耗量。 影响炸药消耗量的因素有岩石的性质、巷道尺寸、自由面的大小与
多少、炮眼的装药结构、炮眼的直径和深度、炸药的性能等。
36~50
40~50
<5.0
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
三臂凿岩台车
第一节 平巷掘进与施工
1.炮眼布置 巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面进行的,俗 称独头掘进。因此,要达到理想的爆破效果,必须将各种不同作用的炮 眼合理地布置在相应位置上,使每个炮眼都能起到应有的爆破效果。 掘进工作面的炮眼,按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边 眼(如图所示)。其爆破顺序必须是延期起爆,即先爆掏槽眼,然后起 爆辅助眼,最后起爆周边眼。
(见炸药消耗定额表)
2)炮眼直径
我国普遍使用的炮眼直径是比标准药卷直径32-35mm大些的直径,一 般为39-41mm。
第一节 平巷掘进与施工
平巷掘进单位炸药消耗量(kg·m-3)
掘进断 面积/m2 < 4 4~6 6~8 8~10 岩石普氏坚固性系数 2~3 1.23 1.05 0.89 0.78 4~6 1.77 1.50 1.28 1.12 8~10 2.48 2.15 1.89 1.69 12~14 2.96 2.64 2.33 2.04 14~20 3.36 2.93 2.59 2.32
第一节 平巷掘进与施工
倾斜掏槽的炮眼布置形式
第一节 平巷掘进与施工
2)垂直掏槽 垂直掏槽的掏槽眼都垂直于工作面,其中有些炮眼为空眼,不装药。 垂直掏槽的形式很多,常见的有缝形掏槽、桶形掏槽(图4.3)和螺旋掏槽。 缝形掏槽也称平行龟裂掏槽,其布置特点是掏槽眼轴线处在一个平面内, 空眼与装药眼相间布置,眼距8~15cm,爆后形成一条缝隙。
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
6.爆破作业 准备工作: 做起爆药; 加固工作面附近的支架; 放炮母线妥善吊挂在一帮; 检查炮眼与爆破图表的符合程度及清理工作; 检查工作面20m范围的瓦斯浓度; 封锁通往爆破地点的各个通道; 躲炮。
第一节 平巷掘进与施工
第4章 巷道掘进与施工
北京工业职业技术学院
第一节 平巷掘进与施工
水平巷道掘进,目前普遍采用的掘进施工方法有:凿岩爆破法、全
自动凿岩机一次成巷施工法。
(1)凿岩爆破法(矿山法)
(2)机械掘进法
第一节 平巷掘进与施工
一、凿岩爆破法
巷道掘进中,破碎岩石是一项主要工序,也是掘进施工的第一道主 要工序。破碎岩石主要采用凿岩爆破的方法,凿岩爆破约占一个掘进循
3.光爆的标准 原煤炭工业部《光爆锚喷试行规程》对光爆标准定了三项指标: (1)眼痕率不低于50%; (2)超挖尺寸不大于150mm,欠挖尺寸符合质量标准。质量标准是: 立井井筒有提升设备20mm,无提升设备50mm;巷道高度30mm以下;主要 巷道宽度20mm以下,一般巷道50mm以下。 岩面上不应有明显的炮震裂纹
第一节 平巷掘进与施工
4.光爆的优点 (1)光爆巷道成形好,最大限度地保持了围岩的完整性;
(2)光爆的超挖量比一般爆破减少16-26%,降低了巷道成本,加快
掘进速度; (3)光爆巷道通风阻力小。
第一节 平巷掘进与施工
5.光爆原理 (1)周边眼同时起爆原理 当两炮眼间同时起爆时,两眼产生的压缩应力波将在两眼之间相遇, 两压缩波峰相互叠加,汇合形成拉应力σx,从而使炮孔间形成贯通裂缝, 崩落光面层岩体,达到光爆的目的。
第一节 平巷掘进与施工
2)周边眼
周边眼的布置是控制巷道成形的关键。 按照光爆的要求,周边眼眼口都要布置在巷道设计的轮廓上,眼底
向外斜,一般不超过100-150mm。
眼距必须符合光爆要求,目前井下使用40mm的炮眼,眼距400-600mm。 周边眼中还包括底眼,底眼眼口要高出设计底板100-200mm,以便于
10~12
12~15 15~20
0.72
0.66 0.64
1.01
0.92 0.90
1.51
1.36 1.31
1.90
1.78 1.67
2.10
1.97 1.85
> 20
0.60
0.86
1.26
1.62
1.80
第一节 平巷掘进与施工
3)炮眼深度
正确的炮眼深度要考虑钻眼效率及良好的爆破效果,还要考虑循环
二、光面爆破
1.光面爆破的发展 1973年由中国矿业学院在开滦煤矿进行工业试验。 2.光爆的类型 (1)按爆破顺序分类 周边后裂法; 周边先裂法。 (2)按爆破深度分类 浅孔光爆,孔深不大于2-25m;


中深孔光爆,孔深大于2.5m小于5-6m;
特深孔光爆,孔深6m以上。
第一节 平巷掘进与施工
第一节 平巷掘进与施工
5.爆破图表的编制 爆破图表包括三个部分:爆破条件、炮眼布置图、预期爆破效果。 以淮北芦岭矿某处为例说明之: 爆破原始条件
名称 掘进断面 炮眼深度 炮眼数目 岩石硬度 单位 mm2 m 个 f 数量 7.8 1.6 24 4-6 名称 瓦斯情况 四段雷管数 2号岩石铵梯炸药 总装药量 单位 个 kg 数量 24 13.35
时间、循环工作量、提高掘进速度、降低掘进成本。 根据国内外的经验,平巷的炮眼深度一般不超过4m。当采用气腿凿
岩机和硝铵炸药时,炮眼深度以1.8-2.5m为宜。
4)炮眼数目 炮眼数目决定着钻眼时间和爆破效果。炮眼数目必须考虑岩石性质、
断面大小和形状、爆破材料、炮眼布置形势等。
合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率85%以上), 爆破的岩石块度合适,巷道轮廓符合设计要求。
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