光面爆破在岩巷掘进时对巷道成形的重要性.pdf

第 2 8卷第 9期 2 O O 9年 9 月 煤炭技术 C o a lT e c h n o l o g y Vo 1 ． 2 8， N o． 0 9 S e p， 2 O O 9 光面爆破在岩巷掘进时对巷道成形的重要性 郑鸿亮 ，郭超峰 ，张民权2 ，梁纪增 1 ． 郑煤集团 新密分公司，河南 新密 4 5 2 4 7 0 ；2 ． 郑煤集团 告成煤矿 ，河南 登封 4 5 2 4 7 7 摘要 介绍了光面爆破技术原理、 优点、 炮眼的种类、 技术要求以及炮眼布置的基本要求， 从而阐述了光面爆破技 术在岩巷掘进时对巷道成形的重要性。 关键词 光面爆破 ；岩巷掘进；巷道成形；重要性 中图分类号 T D 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 z 5 o 9 o 9 0 0 6 9 一o 2 S mo o t h S u r f a c e De mo l i t i o n i n Ro c k Al l e y Dr i v i n g t h e I mp o r t a n c e f o r Th a t Tu n n e l Be c o me s S h a p e Z H E N G H o n gl i a n g ，G U O C h a of le n g ，Z H A N G Mi nq u a n 2 ，I ； C J i z e n g 2 1 ． X i n m i B r a n c h ， Z h e n g z h o u M i n i n g I n d u s t r y G r o u p ， X in m i 4 5 2 4 7 0 ，C h i n a ； 2 ． G a o c h e ng C o a l M i n e o f Z h e n o u M i ni ng I n d u s tr y G r o u p - D e n g f e ng 4 5 2 4 7 7 。 C h i n a Ab s t r a c t Ha v e i n t r o d u c e d s mo o t h s u r f a c e t o b l o w s m o o t h s u r f a c e u p p o r t h o l e ，t e c h n i c a l r e q u i r e me n t a s w e l l a s t h e k i n d o f t e c h n i c a l p r i n c i p l e ，a d v a n t a g e a n d p o r t h o l e the b a s i c r e q u i r e me n t t h a t a r r a n g e d ，S O e l a b o r a t e t o b l o w u p t ech n o l o g y i n r e e k a l l e y d r i v i n g山e impor t a n c e f o r t h a t t u n n e l b e c o me s s h a p e ． Ke y wo r d s s mo o t } l s u r f a c e i s b l o w n u p ；r o c k a l l e y d r i v i n g ；t u n n e l b e c o me s s h a p e ；i mp o r t a n c e 1 光面爆破 的原理 岩巷掘进主要依靠打眼放炮来实现的， 现在岩巷掘进主 要运用的是光面爆破技术， 光面爆破技术就是在巷道掘进过 程中， 能够使巷道轮廓保持平整且围岩稳定， 无明显炮震裂 缝的控制性爆破技术。它能够合理的利用炸药 ， 能够使围岩 产生较小的震动裂缝， 放炮后的 自由面具有规整形， 尺寸大 小合乎设计要求， 掘进工作面很少出现“ 危石” ， 并给施工人 员提供安全的工作环境。 2 光面爆破 的优点 1 爆破后的围岩完整， 没有明显的炮震裂缝， 顶板及墙 壁没有“ 浮石” 或“ 大掉” 现象， 不仅增强了围岩的自身强度和 承载能力， 而且对工人的施工也带来了安全。 2 巷道墙壁趋于平整， 凹凸不平的现象大为减少， 成型 后的工程质量符合要求， 且巷道易于维修 ， 服务年限增加。 得支护抗力与巷道周边围岩位移的关系如表 5 所示 ， 绘制的 围岩特牲曲线如图2所示。 表 5 支护抗力与围岩位移 的关 系表 支护 抗力 m ’ 1 0 2 0 3 0 柏 6 0 8 0 1 0 0 ]2 0 1 4 0 围岩变形， IT Ⅲ I 1 2 0 0 6 8 0 4 2 0 2 8 0 1 4 0 8 0 6 0 柏 2 0 计算结果表明 支护强度达到 2 O ～3 O m 2 ， 是控制围岩 变形的临界抗力， 若支护强度低于 2 O ， 围岩变形将会急 剧增大。 O l 2O j ∞ 8 0 ≤ 6 0 善 蠹,1 0 2 0 2 0 0 4 o 0㈣8 0 0l 【 瑚1期 。 围岩位移／ m m 图2 支护抗力与围岩位移的关系特性曲线图 4 ． 2 巷道方向和断面形状 鉴于上述分析， 对于开拓巷道应沿煤层走向布置， 使巷 道轴线与最大主应力方向的夹角小于 2 0 。巷道形状以圆形 为主， 除圆形巷道外， 选用的拱形或椭圆形巷道的宽高比应 大于 1 和 1 ． 7 。 4 ． 3 支护类型 为了增大支护抗力和支架缩量， 可行的支护类型有两 种 一种是 U形钢可缩金 属支架配合 壁后充 填支护 ； 另一 种 是锚喷网支护。 从降低支护成本考虑， 积极推广锚喷网支护。 5 结论 1 原应力实测和计算结果表明 小康矿处构造应力区 中， 矿井南部的最大主应力比北部的最大主应力值略高。 2 根据小康矿原岩应力分布状况， 开拓巷道应尽量沿 煤层走向布置， 使巷道轴线与最大主应力方向的夹角小于 2 0 。 3 在选择巷道形状时， 除圆形巷道外 ， 选用的拱形或椭 圆形巷道的宽高比应大于 1 和 1 ． 7 。小康煤矿现有条件可行 的支护类型有两种 一种是 u形钢可缩金属支架配合壁后充 填支护； 另一种是锚喷网支护。从降低支护成本考虑， 积极 推广锚喷网支护， 对于回采巷道和中巷选用锚喷网支护后 ， 当配合 U型钢棚进行二次支护方可。 责任编辑王秀丽 收稿日期 2 0 0 9 0 2 0 8 ； 修订日期 2 0 0 9 0 6 0 4 作者简介 郑鸿亮 1 9 6 5 一 ， 男， 河南新密人， 助理工程师， 现为郑煤集团新密分公司调度室主任。 7 O 煤炭技术 第 2 8 卷 3 支护材料， 爆破材料等的消耗明显降低， 相应的巷道 成本也降低了， 经济效益明显提高 4 掘进工作量小 ， 超挖欠挖现象减小， 使工作效率明显 提高， 加快了工作进度。 5 由于爆破后， 表面光滑平整利于通风， 瓦斯和有毒气 体不易积聚， 提高了工人的劳动效率， 改善了工人的工作环 境。 3 炮眼布置对光面爆破 的重要性 3 ． 1 炮眼种类 炮眼在掘进断面中的布置按用途和位置可分为掏槽眼、 辅助眼和周边眼， 正确的布置炮眼是光面爆破技术的有效途 径。由于井下的地质条件和地质构造时时发生变化， 所以在 掘进时炮眼的布置不能一成不变 ， 要根据岩石的性质、 巷道 的断面大小及形状等诸多因素并结合爆破说明书来确定炮 眼位置和装药量， 以使爆破取得良好的效果。 3 ． 2 炮眼的技术要求 ’ 1 眼痕的利用率硬岩不小于 8 0 ％， 中硬岩不小于 6 0 ％。 2 软岩巷道中周边眼的成形应符合设计轮廓要求。 3 两炮的衔接台阶尺寸在眼深小于 3 m时不得大于 1 5 0 m m； 眼深为 5 m时不得大于 2 5 0 m m。 4 岩面不应有明显的炮震裂缝。 5 巷道周边眼不应欠挖， 平均线性超挖值应小于 2 0 0 硼0 3 ． 3 光面爆破的几种方法 1 轮廓线钻眼法 这种方法是在巷道轮廓线上， 预先打 好一排不装药的密集的空眼， 经与相邻的一排眼装药爆破后 将巷道与围岩切开的一种方法。这种方法效果好， 但费工费 时， 费用高。 2 修边爆破法 此法是使周边眼通过缓冲装药， 并预留 光面层， 在其它炮眼爆破后 ， 再爆破周边眼的一种方法。它 可分为全断面一次爆破与预留光爆层两种， 预留光爆层法分 两次起爆， 即周边眼以里的所有炮眼首先起爆， 周边眼最后 一 次起爆， 预留光爆层法光爆效果好， 大断面巷道经常使用 此法 。 3 预裂爆破法 在巷道轮廓线上打一排较密集的炮眼， 并装有少量的药 ， 先放周边眼再放其它眼， 使巷道与应爆破 下来的岩体预先切开分离， 以确保其它炮眼爆破时不至于破 坏巷道的围岩的稳定性， 此法打眼较多。 3 ． 4 炮眼布置的基本要求 3 ． 4 ． 1 炮眼布置的基本要求 从以上几种方法可以看出， 光面爆破的 目的就是使巷道 通过打眼放炮的方法使设计巷道与围岩切开使其 自由面能 够平整光滑， 在炮眼布置时周边眼起着重要的作用， 光面爆 破时周边眼的布置应在巷道的轮廓线上， 硬岩可布置在轮廓 线以外 ， 与轮廓线外切； 软岩可布置在轮廓线以内， 与轮廓线 内接。周边眼的布置根据煤矿多年的生产经验周边眼的眼 距一般为4 0 0 5 0 0 r n m， 其光面爆破效果好 ， 但在实际生产中 要根据具体情况适当的调整 1 在跨度较大的巷道的拱顶上 以及边墙部位， 眼距可 以适当放大为5 0 0 6 0 0 m m。 2 在拱顶两侧曲率半径较小的地方 ， 因岩石的夹制力 大眼距应适当的缩小 ， 一般为 3 0 0 4 0 0 m m 。 3 在裂缝、 节理发育或层理明显的岩石中， 眼间距应适 当的缩小， 同时要少装药。 4 在开挖面要求平度较高或特殊的工程中， 眼间距也 应适当的缩小。 5 光面爆破时周边眼的布置和排列分为等距法和非等 距法。在非等距法中考虑到的拱顶的岩石易于爆落 ， 拱顶的 基线附近的岩石的夹制力较大不易爆落， 在拱顶附近的眼间 距应较大一些， 靠近拱基线附近的眼间距应较小一些 ， 才是 合理的布局。 3 ． 4 ． 2 光 面爆破技 术的要 求 1 密打眼， 近距离， 周边眼眼距为 3 5 0 4 5 0 m i ll ， 软岩可 适当变小， 硬岩可适当变大。 2 重视二圈眼， 二圈眼的眼间距也要适当的加密， 约为 5 5 0～6 5 0 I n to。 二圈眼的抵抗线取周边眼的 1 2 ． 5 倍 ， 软岩取 小， 硬岩取大。 3 钻眼操作规范， 炮眼要打的圆直， 必须提高打眼工的 技术水平。 4 药量控制与雷管的使用 周边眼装直径为 2 5 i r a l,l 小 药卷， 在无瓦斯的工作面采用反向装药 ， 在有瓦斯的工作面 采用正向装药。各巷道装药量要依据爆破说明书 ， 根据具体 的情况适 当的调整， 依据软岩取小， 硬岩取大， 在爆破时， 同 段雷管一次起爆， 周边眼最好采用电雷管或毫秒电雷管同时 起爆 。 5 光面爆破时周边眼应用水泡泥 封实且封泥长度不 小于 0 ． 3 t n 。 6 采用预留光面层时， 分两次起爆 ， 二圈眼以内的全部 先装药首次起爆， 然后根据周边眼的抵抗线和岩石的性质对 周边眼进行装药， 第二次起爆 ， 崩下预留光面层。 4结束语 在岩巷进行光面爆破时， 必须要依据光面的爆破技术要 求， 按照岩石的发育状况以及岩层的性质合理布置炮眼， 同 时也要提高打眼工的业务水平 ， 只有这样才能够提高光面爆 破的质量， 使光面爆破后的巷道更符合设计要求。 责任 编辑王秀丽