光爆锚喷掘进技术.pdf

19 95 年第 3 期总第 18 期煤矿开采 1 995 年 9 月 1 试验地点墓本情况 试验地点选在一5 5 0 水平西大巷 m一l 采区石门内 , 该巷道从十层煤穿层掘进至四 层煤 , 岩层 主要是砂质页岩及砂岩 , 普氏系数 2一8 , 巷道掘进断面单轨段 为n . 6m , , 双轨 段为1 5 . 3m , , 半圆拱形 , 光爆锚喷支护 , 锚杆 间 排距 80 0mm , 喷混凝土厚 度 单 轨 段为 10om m , 车场双轨段为 15 0m m , 打眼 机具为 Z Y一24风钻 , 配 B22六棱钎杆 , Z Y P一1 7耙 斗装 岩机扒装 。 2 材料工具配备 2 .1 “ 三小 ”材 料工具配备 l 小钻头 采用江 阴矿山机械厂 生产 的巾3 2柱齿型小钻头 。 2小药卷 采用淄博 52 5 厂 生产的乳 化炸药细药卷 , 规格为直径 巾27 , 重 量10 09/ 卷 。 3 小锚杆 采用淮南合成材料厂 生产 的2 233 5和22 83 5型细树脂药卷配巾18x 新 坟 矿务 庄煤矿局协 李 海燕 几盯 一 劝 刀 “三 小 ” 光爆锚 喷掘进技术 , 是煤炭部 10 0推 项目之一 。 我矿 1 9 9 2 年 8 月开始试验 “ 三小 ” 支护技术并取得 一定效果 , 但由于小 炸药没有得 到解决 , 推广不全面 。 为进一 步完 善 “三 小 ”光爆锚 喷掘进技术 , 又在一55 0水 平 l一l 采区石门内进行了 “ 三小 ”技 术试 验 , 现将试验情况介绍如下 四是可节约大量宝贵的清水等 。 从 实际灌 浆量看 , 全年共灌尾 矿水 302 50m , , 若按粉煤灰 灌浆计算 , 需粉煤灰 7 5 62 . 5m 3 , 折合金额 4 53 7 5 元 。 减少尾 矿清 挖 7 5 6 2 . 5m 3, 节省清挖费 2 2687 . 5 元 。 粉煤 灰灌浆 3o25om , , 需用水量 2 2 6 8 7 . sm , 。 而 尾 矿水的水灰比一般为 2 1 , 灌浆的水灰比一 般为 3 1 。 因此 , 尾矿水灌浆可节约用水量 7 5 62 . 5m 3, 减少供水费用 45 3 7 . 5 元 。 节约 用 工每天 6个 , 年节约经费 43050 元 。 多洗精煤 3 . 5万 t , 节支 105万 元 。 从 上述计算可以看出 , 尾 矿灌浆经济效 果显著 , 每年可节 约 11 6 . 5 5万 元 , 并随灌浆 量的增 加效果将更为 明显 。 5 结语 l 通过化验 , 邢台矿的尾 矿化学成份 与粉煤灰成份相近似 , 工业性试验证明 , 该尾 矿可以作为灌浆材料 , 与粉煤灰具有同样的 防灭火效果 。 2 邢台矿的尾矿作为防灭火灌浆材料 的工 业性试验取 得成功 , 不仅为矿 井 防灭 火 找到 了新的灌浆材料 , 而且 对减少环境污染 , 少 占农田 , 变废 为宝 开辟 了一条途径 。 3 尾 矿充填井下 , 解决了尾 矿排放占 场地 问题 , 也使精煤洗选不再受该问题制约 。 4尾 矿作为灌浆材料 , 具有显著的经 济和社会效益 , 可因地制宜地推广使用 。 作者 简介陈双科 , 1964 年 4 月出生 , 1987 年 毕业于河北煤炭建 筑工程学院采矿工程系 , 现任邢 台矿通风主任工程师 。 发表论文 4 篇 。 通讯地址 河北邢台市邢台煤矿 邮编 054026 收稿日期 1 994一1 2一0 6 ;责任编辑 崔德仁 1995 年第 3 期总第 18期 坟扩开未 19 95 年 9 月 1 80 0圆钢锚杆杆体 。 2 . 2 掘进材 料工具配备 钻头采用扭2的一字型钻头 , 炸药卷 为 直径翻5的 2 号抗水煤矿 钱梯炸药 , 由新汉 矿务局化工 厂 生产 , 树脂药卷采用2 353 0 型 粗药卷 。 3 试验爆破参擞选择 合理的炮眼 布置 , 直接影响 着 迎 头的爆 破效果 。 炮眼布置的原则 是 一般情况 下掏 槽 眼 水 平距 离不 超过8 0 on lm 一1 0 。伪nm , 垂距 不超过 40伪11m一50 olllm , 周边眼间距不超过 40 。叮m , 车场段 采用六眼 楔型掏 摘 , 以增大 掏槽面积炮眼布置如图 。 4 . 1 钻 孔速 度加快 , 提 高了掘进 速度 从理论 上分 析 , 采用巾3 2钻头 , 打眼 钻削 面 积 为 1385 2 , 采 用巾42mm钻头 , 钻 削面 积为 803 . smm气后者比前者钻削面积 少4 2 , 因此从理论上讲同等条件下钻孔 , 小钻头速度可大大提高 。 对同等岩性打眼时间进行了实测 , 在风 、 水压相 同的情况下 , 对比数据见表 1 。 襄 1 打眼时间比较 钻头 规俗 / ””n 钻眼 时间 辱眼 平均打眼 时间/ / .” n 每一循环 平均打眼 时间瓜 小钻头比 大钻头打 眼时间减 少/ 柳澈 如 缚利侧孰 如2犷 , 橇 价 刀 . 月 大 , 去 , , { 车场段炮眼布置 图 通过试验观测 2 5 个 循环 , 证明石门 内的 炮眼 布置及装药量是合理的 . 爆破效果很好 , 炮眼 利 湘韦达到仍一9 8 。/ 以 11 . 炸药 湘 量 比原来节约 神 左右 . 号外 . 乳化炸 药威力 大 , 炮烟少 , 炮烟 中 有毒 有害 气 体少 。 4 试验结果及分析 试验 分两个阶段进 行 , 第 一 阶段采用小 钻头 . 细药 卷 。 第 几阶段按正常 大钻头 、 粗药 卷进 行对比试验 . 试 验结 果及分析情祝如下 。 中3 21 . 4 343 。 51 . 0 48 必421 . 4 676 . 52 . 5 注 1 . 岩性为砂岩 2 . 迎 头3部风钻同时打眼 从实 测 数据看 , 小 钻头比大钻 头每循环 缩短打眼时间 1 . sh 。 由于打眼时间缩短 了 , 因此可以通过加长炮眼深 度 、 提高循环进度 来加快掘进速度 。 该区自5月份采用 “三 小 ” 技水以来 , 在H . 6m 2 的 石 门断面中 , 月进尺 95m , 比采用大钻头掘进月进尺一般稳定 在 80 m 左右提高进尺 1 5m , 掘进月速度提高 18 . 7 。 4 . 2 钻 口 质量好 , 提高了光爆 质量 采 用柱 齿 小钻 头 , 由于钻 头与岩面 为 三 点接触且接触面 小 , 开眼容易且不跑偏 , 定位 准 确 , 能 更 好地 保 证 钻眼 方 向与巷道方向 平 行和周边眼 的眼距一致 。 药卷在炮眼轴向上 装药量相 对较 低 , 为周边眼控制爆破提供了 有利条件 , 使小直 径药卷光 面爆破效果比大 直径药卷要好得 多 , 现场实测周边眼痕率除 极破碎岩石外 , 其余均能达到5 0以 上 。 4 . 3 材料消耗 降低 , 提 高了经济效益 l 钻头及钎 子消 耗量减少 。 据统计 , 5 月份 采 用 “ 三小 ”技 术试验月进尺为 9 5 m , 比 采用大 钻头的 4 月份月进尺 son l 提高 15m ; 5 月份 钻 头 消耗 量为 4 1个 , 4 月份 钻 头消耗 坡 为 42 个 , 于均每m巷道钻头消 耗 量 为 4 9 的曰 一名 ,名 ,尸幻 ,.6 一 ,诬 几甘.l” .汾 19 95 年第 3 期总第18期煤矿 开 未 19 95 年 9 月 必3 2 钻头 0 . 4 3个 , 中4 2 钻头 0 . 4 7 个 ; 两种钻 头打眼 长度为中3 2 钻头打眼 长度 16 0 . gm , 中42 钻头打眼 长度 14 4 . 3m , 平 均每m可节 约钻头费0 . 8元 。 钎子的节约 主要是小钻头的切割面小 , 钻切面所受的摩擦阻力小 , 因此 , 使钻杆的旋 转扭力小 , 钎子不易折断 ; 据统计每 m 可节 约钎杆费用1元 。 2 炸药和雷管的消耗量减 少 。 使用该 种炸药可比硝钱炸药平均节约 1 0 , 炸药费 每 m 进尺 节约 2 . 3 元 。 由于打眼速度快 , 相 同打眼时间循环进尺由 1 . Zm 提高到 1 . 4m , 在炮眼数目相同情况下 , 每m可节约雷管费 4 . 7 元 。 3 用电节约 。 由于打眼时间减少 , 经计 算一个 循环 缩 短 1 . 2 h , 可节 约 压 风电费 1 0 . 5 3 元 , lm 可节约 7 . 5 元 , 同时小钻头带 来了打眼粉尘少 , 供水量 少 , 迎头排水量 少 , 改善了作业环境 。 4光爆成型好 , 节约喷浆材料 。 由于光 爆成型好 , 随 之带来的喷浆材料可降低 1 0 20 , 折合每m节约喷浆材料费4 4元 。 5 采用 细药卷锚杆 , 每根可比粗药卷 锚杆节约 0 . 3 元 , 每 m 进尺可节 约 锚 杆费 3 . 4元 。 根据现场试验结果 , 结合现场实际调 查 , “三 小”掘 进 技术 比原 掘进每m总 成本节 约 48 . 9 元 。 如表 2 。 表 2 “ 三小 ”材料节约情况 项 目钻头 钎杆 炸药 雷管电费 材料人工费合计 每m节 0 . 81 . 0 2 . 3 4 . 77 . 5 47 . 4 3 5 . 29 8 . 9 约/元 6 岩石块度爆破均匀 , 一般岩块尺寸 不超过 30 0 xZoox1 5omm , 便于扒装清理 。 7 有利于职工 的安 全和健康 。 乳 化炸 药具有安全 可靠 , 不 吸潮不结块 , 抗水性能好 等优点 。 使用中没有 出现瞎炮 , 浅爆现象 , 爆 破后 炮烟 少 , 有害气体少 。 采用小钻头打眼 , 煤尘浓度低 , 利于工人身体健康及安 全 , 根据 5O 现场实测粉尘浓度表明 打眼采用小钻头 , 粉 尘浓度为 3 . Zmg/m ,; 采用大钻头 , 粉尘浓度 为 6 . smg/m 3, 爆破后炮烟浓度采用乳化炸 药时 , 粉尘为 8 . 4mg/m ‘, 采用 2 “岩石钱 梯炸 药时 , 粉尘为 34 . 4mg/m 3 。 由此可见 , 采用 “三 小 ”技 术可大大降低粉尘浓度 , 利于工 人 身体健康 。 5 结论 通过试验证明 , 以小钻头 、 小药卷 、 小锚 杆为龙头的 “三 小 ”技 术 , 对 于提高岩巷掘进 速度 , 降低成本 , 提高巷道工程质量 , 改善作 业 环境 , 保证安全生产方面都有重大意 义 。 l 提高了掘进速度 , 由于打眼时间比 原来缩短4 8 , 因 此可加大循环进尺 , 一般 可提高进尺1 8 . 7 。 2 经济效益明显提高 。 由于采用小钻 头 , 使打眼时间明显缩短 , 相 应地 节约 了压风 电费 、 水费 , 同时钎子 、 钻头 、 炸药及锚喷材料 费也不同程度地有所节约 , 根据统计每 m 可 节约成本9 8 . 9 元 。 3 改善了劳动环境 。 由于乳化炸药具 有炮烟少 、 毒性小 、 不 吸潮结块 、 安全等优点 , 故改善了井 下污染 , 增 加了爆破安全 。 同时 , 由于缩短 了打 眼时间 , 使迎 头 积水打眼水 减少 , 尤其对 下山掘进 , 将大大改善迎头作业 环境 。 当然 , “三 小 ” 技术在试验 中也存在一 些 问题 , 如水炮泥 、 扫 眼器 、 炮杆都必 须相 应变 细 。 另外 , 乳化炸药价格较高 , 乳化小炸药卷 还需外购 , 限制了推广工作 。 但是 ,“三 小 ”技 术的优点是主要 的 , 它将为加速巷道快速掘 进 , 降低成本 , 起到积极的推动作用 。 作者简介 李 海燕 , 196 5 年 5 月出生 , 大学毕 业 。 现为协庄煤矿技术科副科长 , 工程师 。 曾发表论 文数篇 。 通讯地址 山东新汝矿务局协庄煤矿技术科 邮编 27 122 1 收稿日期 19 95一0 2一2 8 ; 责任编辑 崔德仁