巷道快速掘进技术的研究与应用

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过深。

第一 ,打孔质量是保证 效果的关键 。特别是掏槽 眼,三米 多的钎子偏一个小角度就会互相打通 ,影响 爆破质量 ,打孔要平、直、齐 。 第二 ,装药质量 。药卷具有聚能效应 ,因药卷 的 端 为聚 能穴,当药卷 爆破时,爆轰产物在聚能穴的
轴 向方 向汇 聚 , 并在 这 方 向上 增 强 波 , 因 此 ,在 生 产 中应 注 意 以 下 事 项 : 严 禁 垫 药 和 盖 药 ; 连 接 药 卷 在 一
— —
侧 压 系数 ;a 应力 波 衰 减 指数 ; 一
P — 孔 壁 上 的初 始 压 力 ; —
根据掏槽 爆破要 求,装 药爆破 后要将槽腔 内的岩
石 充 分 破 碎 并 抛 出 ,因 此 , 装 药 量 较 其 它 炮 孔 要 大 ,
掏槽药量 的经验计算公式 :
Q b o = P L
式中:Q —— 单个槽孔装药量 ,k . g
图 2无极 绳绞车尾轮 示意 图
1 .顶 板 ; .圆木 ; .尾 轮 ; .底 板 ; 2 3 4
q — 炸 药 单耗 ,q 6 2 g m; — 一2  ̄3 k /
L—— 炮孔长度 ,m l , ; P _ 炸药密度 ; 。一 『
( )装药 结构与装 药密度 。装 药结 构与装药 密 4 度是控制每个 炮孔和 炮孔每段爆炸作用力大 小、时间 和方 向的组合 因素和初级参数 。 第一 ,为达到较好 的爆 破效果 ,应选择合适 的装 药爆破 结构 。实践证 明 ,采用反 向装药爆破法可 以克 服正 向装药爆破 法的缺点 ,完全避免掉 由于 带炮而 造 成 的大量残孔残 药现 象,从而可 以提高爆破效率 、降
低消耗 。 第 二 ,掏 槽 孔 、辅 助 孔 采 用 高 密 度 的装 药 结构 。
条轴线 ,严禁连 接药卷之间因夹杂岩粉造成拒爆 ;雷 管应插在药卷 的聚能穴端,并全部插入药卷 内。 第三 ,封孔质量 。炸 药爆 破是复杂而又激烈 的现 象 ,固体炸药变 成高压膨涨气体 ,若封孔强度小 ,将 消弱爆破效 果。因此,封孔质量在很大程度上也影响 了爆破效果的好坏 。 第 四,炮孔联线质量 。放 炮联线是施工操作 中重 要 的环节 ,必须严格操 作。联 线的接 线方法 采用双 蝴
下 ”大量崩碎岩石 ,刷 大断面 的主要炮孔 ,其布置 原 则应能充分利用 掏槽孔所创造 的 自由面和 自由空间 ,
最 大限度 地、最高效率地爆破 岩石 , 以接近 临界抵 抗 和 临界间距布 置孔位和 孔 向, 以最 高密度装 药使崩 下
的岩块大 小便 于装岩 ,靠近周 边孔 的一圈辅助孔还 应 等于周边光爆的抵抗线 。 根据研究试验和国内外有关经验数据 ,在各种孔径 和岩石条件下,辅助孔的各参数可按下列各式计算: 临界抵抗:W z= = ( m m )
灰 岩 装 药槽 孔 数 。 ( )辅助 孔 布 置 与 设计 。辅 助孔 是 “ 上 启 2 承
5 .圆木 ; .铜 丝 绳 ;.工 字 钢 6 7
( )可 先在轨道 末端做一 尾轮窝 子 ,使尾 轮低 1
于 路面 2 0 m 0r 。 a ( )用 两 根 工 字 钢 横 放 于 巷 道 中 , 并 保 证 工 字 2 钢穿入支架后身不少于20m 0m ,并 用 卡 子 将 工 字 钢 与 U 型 钢 支 架 联 锁 ,工 字 钢 上 面 打 两 根 红 木 点 杆 ,其 直 径
回采速 度加快 ,但掘进工作面施工工 艺落 后,机 械化 水平低 ,职工劳动强度大 ,使掘进单进速度 与工作回
采 速 度 失 衡 , 保 证 不 了采 场 连 续 ,造 成 回采 工作 面 脱
节 。米 村 煤矿 属 “ 三软 ”煤 田,现属 于矿 井 回采 后
期 , 工 作 面 多 为 边 角 煤 柱 、孤 岛工 作 面 , 地质 条 件 复 杂 ,老 空 、 老 巷 繁 多 ,无 法 使 用 联 合 掘 进 机 , 必 须 在
的 辅 助 自 由面 , 又 能 为 破 碎 岩 石 提 供 更 多 的 补 偿
图 1巷 道 机 轨 合 一 及 无 极 绳 绞 车硐 室 的设 计 与 安 装
空间。
3 .无 极绳牵 引绞车尾轮 固定设计 。随着巷 道 的 掘进 ,尾轮要 随着推移 ,因此无极绳牵 引尾轮不 能浇 灌 ,但尾轮 的固定必须确保无极绳牵 引绞车运行可靠
硐 室 采 用 1mU 钢 支 护 ,净 宽4 2 ,净 高3 0 。 2 。型 .m .m 2 巷 道 机 轨 合 一 的 设 计 。根 据 巷 道 的 断 面 、铺 . 设 设 备 的尺 寸 和 用 途 , 设计 机 轨合 一 。胶 带运 输 机 、
增 加了劳动强度 ,制约 了掘进单进 。另外 ,工作面地 质 条件 极为复杂 ,巷道多起伏 、变 向,若采用 小绞车
对 拉运 输 ,需 投 入 大 量 设 备 和 操 作 人 员 , 安全 管 理 难 度大 。
2 .爆破技 术落后 。传 统的钻爆 法 由于掘进速度
慢 ,机 械程度低 ,工程质量和安全情况较 差,不能满
足矿井高产高效的需要 。 3 .掘进装备落后 。落后的掘进装备不仅不能满足 新技术的投入实践,而且也极大浪费 了人力和物力。 4 .外运系 统复杂 。工作 面地质 条件 复杂多变 , 需要投 入大量 的运输设备 ,那么 同时也需要配备 大量
巷 道快 速掘进 技术 的研究 与应用
张建 强 何 鑫 张 飞 龙 周 永 超
( 州煤炭 . A 集 团米村 煤 矿 , 南 新 密 4 2 9 ) 郑 Y k -, 河 5 3 4
摘要 : 文章 结合 米村 矿 的 实际 ,重点 分析 了影 响巷 道快 速掘 进 的原 因,提 出 了采 用合 理 的机 械 化作 业线 ,改 进 和提 高钻 爆技 术 ,投入 新 型装 备 ,设备 集 中化控 制 的方 法 ,在 安 全的 前提 下 实现 了巷 道 快速掘 进 ,确 保 了 矿 井采掘 正常接 替 。 关 键词 :快速掘 进 ; 机轨 合一 ; 面爆破 ; 中化 控 制 光 集 中图分 类号 : D2 5 T 3 文 献标 识码 : A 文章 编 号 :10 — 3 4( 0 1) 7 0 7 — 4 09 2 7 21 2 — 0 1 0
临界 间距 : 石= 1 1 ) (— . w石 5 =
7 o 中 靳 扣 2 1 9 2 圆高 姣 ' 0 0 业 1
装药系数:K 昔 = . o 5 B = o ~ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ. 6 7
( )周边 孔 布 置 与 参 数 。周 边 孔 的布 置 与 参 3
管 ,且满足 总延续 时间不超过 10 s 3 m ;按 此 选 定 的 间
( 图2 示 ) 。 如 所
第二,楔形掏槽炮孔间距和装药量 的合理选择。掏 槽爆破主要是利用爆药能量爆破的破裂作用,使槽腔 内 的岩破坏,用此掏槽孔应布置破裂区内,掏孔孔间距小 于破裂半径R,a 为槽孔间距,R k 为破裂区半径 :
R r fP1 k h一r = 2
式 中 :r— — 炮 孔 半径 ; 岩 石抗 拉 强 度 ; b s
隔时间进 行爆破 ,得到了 良好的爆破效果 ,大大减少 崩倒支架的次数和消灭崩坏 设备 的事故。
( )施工 技 术 要 点 : 5
数 是决 定光 面效 果 的关键 ,根据 光爆 标准 要求 ,孔
口应 布 置 在 设 计 的 掘 进 断 面 轮 廓 线 上 , 避 开 大 的 裂
隙和 孔 洞 ,孔 底 应 稍 向外 偏 斜 ,但 最 大 不 得 超 过 1 0 5 m ,既便于下循环打 眼,又 要尽量 减少超挖 o ~1 0 m 和 两茬 间 的 台阶 ,如果确 有 困难 ,周 边 孔 的装 药 直 径 降不 到光 爆要 求 时 ,则应 视岩 石情 况 ,将 周边 孔 位置移 到轮廓线 内5 ~1 0 m 以免超挖 过多和爆 裂 O 5m ,


概 况
随着 国内外采煤 机械化水平 的提高 ,采煤工 作面
三 、技术 方案 与实施
结合米村矿 的实 际,我们重 点分析影 响巷道快速 掘进 的原 因,提 出了采用合理 的机械 化作业 线,改进 和提高钻爆技术 ,投入 新型装 备,设备集 中化控制 等
方 法 ,在 安全 的前 提 下 实现 了巷 道 快速 掘 进 。 () 一 推行 应 用 无极 绳 牵 引运 输 , 现 巷 道机 轨 合一 实 采用无极绳牵 引运输 ,很好地解 决了工 作面地 质
条件复杂 ,多起伏 的问题 ,一 部设备 即可满足 生产 需 要 ,而且它还具有随巷道掘进而延伸的功能 。 1 .无极绳绞 车硐室 的设计及 绞车张 紧装置 的安 装 。根据 工作面 的设计 的不同,在选 择出煤 系统,确
破 岩、装岩、支护 、运输等方面开创 新的途径,才能
实现 巷 道 快 速 掘进 ,保 证 采 掘 正 常接 替 。
( m m )
不少于30 m 0 m ,点柱必须背牢背实。
( )用o 1 5 m 3 3 . m 的钢丝绳将工字钢与尾轮砸绕 ,
并用5 个绳 卡 将 钢 丝绳 固定 ,将螺 母 上 紧 。
( )在尾轮 上打一根压 柱与项 板呈锐 角,防止 4 尾轮起伏。 C 中深孔光面爆破技术 ) 炮 孔布 置 和 炮 孔 问距 : ( )掏槽孔 的布置 与设计 。采用 中深 孔爆破 技 1
其 它巷 道 可采 用 1 mu 2 型钢 支护 ,净 宽4 2 、净 高 .m
3 O ,具 体布 置 见 ( )。 .m 图1
2 1 .9 o中闯 新煞 企 0 0 1 高 术 7 1
术 时掏 槽 的好 坏 是 中深 孔 光 面爆 破 成 败 的关键 。
第一,掏槽方式的选择原则主要为 :
在深孔光爆 中,掏槽 孔和辅助孔主要起深爆作用 , 由 于 孔深 大 ,岩石 抗爆 强度 和 夹制 力 高, 除应采 用 威 力较高 的炸药 品种外 ,还必须 同时采用平均密度较 高
的装 药 结构 ,使 装 药 段 内单 位 炮 孔 容 积 的平 均 装 药 量
的人 员 ,这 就 大大 制 约 了巷 道 的掘 进 工 效 。
无极绳索车设备最 宽1 1 ,索车与皮带机 身的间距 不 .m 小于0 3 ,行人 帮间距 不小于0 8 ,非行人 帮宽间距 .m .m
不 小 于 0 3 ,考 虑 巷 道 支 架 变 形 ( 0 m )确 定 皮 带 .m 4 0m 机 头 处 采 用 1 .mU 2 5 型钢 支 护 , 净 高3 2 ,净 宽6 0 , .m .m
二 、影响巷道 快速 掘进 的原 因分 析
1 .轨道运 输系 统落后 。 由于 工作面掘 进期 间,
运 输 路 线 尚未 形 成 ,掘 进 材 料 、设 备 需要 人 工运 输 ,
定好胶带 、刮板 输送机铺 设位 置后,合理选 择无极绳 绞 车安装位置 ( 图1 如 )。例如米村矿2 0 5 工作 面 60 l 上付 巷无极绳 绞车硐 室设计, 皮带机 头对面沿巷 道 在 中心线做无极绳 绞车硐 室,在 无极绳 绞车硐 室与上 车 场之 间埋6 时管子 ,使其构成通 风系统 ,无极绳绞 车

掏槽形式越简单越好 。巷道断面大时,可优先楔形 掏槽,巷道 断面小时可采用直孔掏槽中的菱形 ,三角柱 和 四角柱掏槽,虽然在理论上不及螺旋掏槽 ,但其结构
简单,易掌握,不易穿孔 ,且只用 l 段雷管。 ~2
要 能获得 较 大 的槽 腔 表面 积和 较 高 的炮 孔 利用 率 。这样才 能为爆炮孔创造更为充分 的 自由面 ,楔形 炮孔掏槽具有此优点。 爆炮孔应有较多 的空孔辅助 自由面 。空孔越 多, 空孔直 径越 大 ,对掏槽 效 果越有 利 ,既 能提供 更 多
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