井底车场巷道掘进光面爆破实践.pdf

第2 7 卷第1 期 2 0 1 0 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7 №．1 M a r ．2 0 1 0 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 0 ．0 1 ．0 1 3 井底车场巷道掘进光面爆破实践 、王云岗1 ．2 1 ．武汉理T 大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ；2 ．浙江大学城市学院，杭州3 1 0 0 1 5 摘要介绍了矿山巷道掘进光面爆破试验的情况，通过实测确定采用Y T - 2 9 型凿岩机凿钻炮孔。给出了 光面爆破参数和工作面炮孔布置。8 0m 长巷道掘进实践表明，该条件下，加深炮孔的光面爆破效果良好。 关键词 巷道掘进；先面爆破；加深炮孔 中图分类号T D 2 3 5 ．3 7 4文献标识码A文章编号1 0 0 1 - 4 8 7 X [ 2 0 1 0 0 1 0 0 5 1 0 3 P r a c t i c eo fS m o o t hB l a s t i n gi nD r i v i n go fT u n n e lo fS h a f tS t a t i o n W A N GY u n - g a n 9 1 - 2 1 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ， W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ；2 ．Z h e j i a n gU n i v e r s i t yC i t yC o l l e g e ，H a n g z h o u3 1 0 0 1 5 ，C h i n a A b s t r a c t T h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h ee x p e r i m e n t so fs m o o t hb l a s t i n gi nd r i v i n go ft u n n e li nm i m n g ．T h r o u g ht h e o b s e r v a t i o n ，t h eY T - 2 9d r i l l i n gm a c h i n eW a Se h o o s e da n dt h e np u tf o r w a r dt h es m o o t hb l a s tp a r a m e t e r sa n db o r e h o l e s p a t t e r n ．T h ep r a c t i c eo fd r i v i n go f8 0mt u n n e ls h o w st h a tt h ed e e p e n e dh o l e ss h o u l dr e s u l ti ng o o dr e s u l t s ． K e yw o r d s d r i v i n go ft u n n e l ；s m o o t hb ／a s t i n g ；d e e p e n e dh o l e 0 引言1 工程概况 煤矿小断面巷道掘进一般采用浅跟爆破，但炮 眼深度一般为1 ．5m 左右，存在着循环进尺小，相对 辅助作业时间长，工效低等缺点。如果条件适宜，在 巷道掘进爆破中，适当加深炮孔深度，则可提高循环 进尺，减少辅助作业时间。光面爆破是井巷掘进中 提倡的爆破技术，可使开挖岩面平整光滑，减小围岩 破坏而提高井巷安全稳定性。2 J ，若与锚喷支护结 合，则可变被动支护为主动支护，更有利于井巷的长 治久安。 徐州矿业集团某煤矿井底车场改扩建中巷道掘 进，采用加深炮孔光面爆破获得良好效果，可为类似 条件巷道掘进提供参考。 收稿t 3 期2 0 0 9 1 l - 0 9 作者简介王云岗 1 9 6 8 一 ，男，教授级高工，从事工程爆破，E ．m a i l t _ , - y o l 1 6 3 ．C O f f l o 徐州矿业集团某矿为适应产能提高的需要，改 扩建其一3 5 5m 水平井底车场，要求将原长8 5m 、净 宽3 ．0m 、净高2 ．8m 的井底候车巷道，扩大为净宽 4 ．2m 、净高3 ．4m ，净断面1 3 ．0 2 61 T 1 2 的三心拱巷 道，并按此设计断面沿原巷道平直延掘，与该水平主 运输巷道贯通。新巷道采用锚喷支护，喷层厚度 1 0 0m m ，西2 0 锚杆长度2 ．0m ，间距0 ．6n l 0 ．9m 。 因此，井底车场新巷道掘进宽度应达4 ．4m ，高度应 达3 ．5m 。新巷道断面形状及尺寸如图1 所示。 该井底车场范围内岩石主要为中、粗粒砂岩，间 或夹有少量泥岩，其中中粗粒砂岩致密坚硬，， 8 一l O ；岩层缓倾，倾角约8 。；无大的地质构造，含有 一定的裂隙水；预计巷道掘进中沼气涌出量不大于 0 ．2m 3 ／m i n 。 万方数据 5 2 爆破2 0 1 0 年3 月 图l 巷道断面形状及尺寸 单位n l n l 2 掘进爆破方案 为尽可能减小对一3 5 5m 水平生产的影响，保 证新井底车场成巷质量，决定在原8 5m 长旧巷道扩 大成巷后，选择1 0 0m 长直巷进行加深炮孑L 的光面 爆破掘进试验【3 圳。 根据该巷道穿过岩石的性能，本矿现有的设备 和器材条件，加深炮孑L 光面爆破试验分2 个阶段进 行第l 阶段将炮孔深度从本矿巷道掘进常用的 1 ．5m 提高到2 ．0m ，尝试着掘进2 0m 左右以取得 经验；第2 阶段则将炮孑L 深度提高到2 ．2m 。 3 凿岩机试验选择 炮孑L 钻凿时间直接影响着循环作业时间及工程 进度，为此用本矿现有的7 6 5 5 型和Y T - 2 9 型凿岩机 分别在类似的中粗砂岩巷道掘进面，钻凿2 ．2m 左 右深炮孔，由水平相当的凿岩队进行了3 个作业班 的凿孔速度实测试验。试验中2 机配备的钎杆、钎 头 西4 0 相同，均带气腿。测试计时自钻孔开钻开 始，至提钻终止，记录纯钻孔时间。2 种凿岩机凿孑L 速度测试结果列于表l 。 表1Y T - 2 9 和7 6 5 5 凿岩机钻眼速度比较 现场试验实测表明，在类似条件下，Y T - 2 9 型凿 岩机1d3 个班的平均凿岩速度为0 ．5 2m ／r a i n ，而 7 6 5 5 型机的平均凿孔速度为0 ．3 9m ／r a i n 。因此，该 井底车场新巷道掘进采用Y T - 2 9 型凿岩机钻凿炮 孔，炮孑L 直径为咖4 2 。 试验实测还发现，2 种凿岩机的凿孑l J 速度，在 1 ．8m 孔深前均较快捷；而孔深达约2 ．0n l 后，凿岩 速度均有所下降；孑L 深达2 ．4I l l 后，凿岩速度均显著 降低。由此验证了普通气腿式凿岩机凿孑L 深度不宜 超过2 ．5 m ，光面爆破试验所采用的2 ．0m 和2 ．2m 孔深是合理的。 另外，从实测中可以看出，Y T - 2 9 机纯钻凿1 个 2 ．0r t l 炮孑L 用时约4r a i n 7 6 5 5 型机用时约5r a i n ， 考虑换钎、拔钎、挪机和定位开机等，实际钻凿1 个 2 ．0m 和2 ．2m 深炮孑L 的用时分别约为6r a i n 和 7m i n 。这也证明光面爆破试验确定的循环炮孔深 度是适宜的。 4 爆破技术及参数 4 ．1 爆破器材与炸药单耗 因矿巷道掘进中有一定量的沼气涌出，为确保 安全，试验掘进爆破均采用雷鸣科化集团生产的煤 矿许用爆破器材。其中炸药为三级煤矿安全水胶炸 药，药卷直径3 5m m ，卷长4 0 0m m ，卷重3 5 0g ，密度 O ．9 6 1 ．0 6g ／e m 3 ，爆速不小于30 0 0m ／s ，殉爆距 离不小于2 ．0c m 。 起爆雷管为M S l 一N S 55 段毫秒电雷管，用矿 用防爆型起爆器引爆，每次爆破中所有雷管总延期 时间不超过1 3 0m s 。 根据本矿多年巷道掘进及第l 阶段试验经验， 新巷道掘进爆破炸药单耗取1 ．9 2k g ／m 3 。 4 ．2 炮孔直径与深度 试验巷道掘进爆破中炮孔直径为4 2n r l ／．n 。 第l 阶段约2 0m 巷道掘进试验显示，炮孔深度 2 ．0n l 情况下．中粗粒砂岩巷道循环进尺平均达’ 1 ．7 6m ，平均炮孔利用率达8 8 ％；而光爆孔平均半 孔率分别为5 8 ％。因此，第2 阶段即掘进主体试验 的循环深度确定为2 ．2r l l 。 4 ．3 掏槽方式及其炮孔深度 根据本矿巷道掘进爆破的习惯，掘进主体试验 采用楔形掏槽，掏槽炮孔垂直深度为2 ．4n l 。掏槽 孔共3 对6 个，布置于工作面中央偏下方处。为加 强掏槽腔岩石的破碎效果并将底部岩石推出，在槽 腔中心布置2 个间距0 ．4m ，深度为2 ．4r n 的平行 垂直炮孑L 。 4 ．4 光面爆破参数 掘进试验中对巷道的拱和两壁进行光面爆破。 所有光爆孔均沿设计的巷道拱、壁轮廓线布置，炮孔 万方数据 第2 7 卷第1 期王云岗井底车场巷道掘进光面爆破实践 5 3 向外稍倾，深度为2 ．2n l ，光爆孔孔底偏出毛轮廓线 外0 ．0 5 ～0 ．Im 。 拱孔间距为0 ．3 5m ，壁孔间距为0 ．4m ，线装药 量为1 7 5g ／m ，孔装药量为3 5 0g 。 4 ．5 工作面炮孔布置 在掏槽孔和光爆孔之间布置1 圈辅助孔和1 ～2 圈崩落孔”J 。辅助孔距掏槽孔口间距为O ．2 5 0 ．3 0n l ，其他崩落孔间距和排距控制在0 ．5 5 一 O ．7 0n l 。底孔在巷道底板上O ．1 0 一0 ．1 5m 开凿，向 下倾斜，孔底落于底板下0 ．1 5n l 左右。 全工作面全布置6 6 个炮孔，其中右下方为水沟 孔，如图2 所示。 翔 耋9 蔺 3 13 0 6 - A 哥5 9 7 1 6 ；。 7 i 。 8 6 。 兮多 2 1 9 4 0 ；3 9 2 0 中3 8 I ；3 7 1 9 0 3 6 6 4 6 5 5 0 2 0 0 |＼ o o o o N oN N 么＼ 5 5 07 0 0 2 5 014 0 0 2 5 07 0 05 5 05 0 图2 工作面炮眼布置图 砂岩，单位m m 4 ．6 起爆技术 工作面所有炮孑L 均采用孑L 底反向起爆，炮孔采用 水袋和炮泥联合堵塞怕j 。堵塞长度不小于0 ．5I l l 。 炮孔实行分5 段孔内毫秒延期起爆。即掏槽孔 1 。一8 。 内装M S l 电雷管。辅助孔和部分崩落孑L 9 。一2 l 。，2 8 。一3 0 ’ 内装M S 2 电雷管，壁孔 3 l ’一 4 0 。 和底孔 5 8 。一6 6 。 内装h i S 3 电雷管，而2 2 。～ 2 7 。崩落孔内装M S 4 电雷管，4 1 。一5 7 ’拱孔内装M S 5 电雷管。 所有孔内雷管成串联连接，由防爆型起爆器一 次起爆。 5 爆破效果 该8 0m 长直巷加深炮孔的光面爆破掘进试验， 历时1 8d ，经过4 2 个循环工作顺利完成。经统计，8 0 1 1 1 长直巷掘进爆破情况为平均循环进尺为1 。91 1 1 ，炮 o o 孔利用率平均达8 6 ％，光爆孑L 半孑L 率为5 4 ．6 ％。 参考文献 [ 1 ]于亚伦．工程爆破理论与技术[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． [ 2 ]王玉杰．爆破工程[ M ] ．武汉武汉理工大学出版社， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 熊永巍，周桂松，冯辉，等．光面爆破技术在三峡尾 水隧洞开挖中的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 增刊 1 3 ． 1 5 ． [ 4 ] 王宇峰，梅甫定，林增勇，等．光面爆破技术在小断面 巷道掘进中的应用[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 3 3 9 - 4 1 ． [ 5 ]彭云，杨尉涛．硖门隧道掘进光面爆破及施工技术 应用探讨[ J ] 。爆破，2 0 0 9 ，2 6 2 3 5 - 3 7 ． [ 6 ] 徐 良．新大成二线隧道爆破掘进施工技术[ J ] ．爆 破，2 0 0 8 ，2 5 2 3 6 ．3 8 ． 万方数据