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沿顶掘进煤巷光面爆破实践

发布日期:2020-01-31  浏览次数:203
 摘 要:根据大同矿集团公司忻州窑矿东二盘区14-3#层皮带巷的施工实践,介绍了煤巷沿顶掘进所应采取的光面爆破技术措施。

关键词:光面爆破;周边眼间距;最小抵抗线 
煤巷光面爆破技术具有成型规整、规格符合巷道设计要求、对巷道煤帮破坏作用小、能充分发挥煤帮的自稳和自身承载能力等优点,既有利于巷顶板管理,促进安全生产;也能节约支护材料;提高经济效益。因而,在矿井煤巷炮掘施工中应得到广泛应用。
1工程概括
大同煤矿集团忻州窑矿东二盘区14-3#层皮带巷设计总长度1660m,布置在14-3#煤层中,沿煤层顶板掘进。顶板伪顶厚0~0.20m,直接顶为灰黑色粉细砂岩互层厚度1.25~6.89m,以粉细砂岩为主。煤层厚度(最小~最大/平均)3.85~9.32/5.0m,煤层倾角(最小~最大/平均)1°~3°/2°;煤层硬度f=4~6。煤质疏散,采用光面爆破技术,充分发挥煤层的自稳和自身承载能力,对该巷道掘进顶板安全管理尤其重要。
2光面爆破技术措施
搞好光面爆破,重点在于根据不同的煤层硬度,合理布置边眼,严格控制边眼爆破参数。
2.1周边眼布置原则
(1)周边眼应对称均匀布置,以保证爆破后的巷道断面成型规整。
(2)帮眼应落在与辅助眼同一深度的竖直平面上。
(3)底眼眼口应高出巷道底板标高150~200,其深度一般与掏槽眼相同。
煤巷掘进采用光面爆破时,周边眼应适当离开顶帮一段距离。实践表明,离顶帮的距离,硬煤一般为100~150,中硬煤为150~200;软煤为200~350时效果较好。为了保持顶板稳定,顶板眼口应距离顶板300~500,眼底距顶板150~200。
2.2光爆技术措施
巷道采用光面爆破时,应根据不同的煤硬度条件,严格控制周边眼的爆破参数。在技术上应采取以下措施。
2.2.1合理确定周边距和最小抵抗线
光爆巷道煤帮的平整度与周边眼距E和周边眼最小抵抗线W的比值M(周边眼密集系数)有关。经验表明,一般条件下,M=E/W=0.8~0.1时,能获得良好的光爆效果。煤巷掘进光爆帮眼间距与最小抵抗线的比值一般采用1.1~1.3,但在施工中应结合具体情况调整,得出合理数据。
经验认为边眼的合理间距一般是350~550。在实际应用中,应根据具体情况适当调整。
根据选定的周边眼间距E和密集系数M,即可求出周边眼的最小抵抗线W,然后按周边眼间距E、周边眼抵抗线W布置炮眼。
2.2.2合理选择炸药
用于光爆的炸药应当是爆速低、密度较小、感度较高、爆轰稳定的低威力炸药。在目前情况下,通常采用矿用普通?35的乳化炸药。
2.2.3合理确定周边眼装药量
为避免巷道煤壁被产生的炮震超挖,必须严格控制周边眼的装药量。周边眼装药量,应根据煤层赋存条件而定。当眼深不超过2m,使用矿用乳化炸药量:软煤取100~150g/m, 中硬煤取150~200g/m,硬煤取200~300g/m。
2.2.4合理选择装药结构
选择合理的装药结构为的是使药卷能量均匀的分布在边眼内,并缓冲炸药爆炸对煤壁的破坏作用。使用普通直径炸药,眼深<2m时,可采用单段空气柱装药结构。
2.2.5严格控制边眼起爆时差
保证周边眼同时起爆,是取得良好的光爆效果的重要措施之一,为严格控制边眼起爆时差,必须采用经过检验合格的毫秒电雷管。
3实际应用
3.1巷道断面参数
忻州窑矿东二盘区14-3#层皮带巷设计为矩形断面,沿顶掘进,掘进宽度4m,掘进高度3.0m,掘进断面积12.0m2。采用锚杆、锚索联合支护;锚杆间排距800×1000,锚索间排距3000×1500。
3.2钻爆法    
采用型号为MZ-1.2I型的煤电钻打眼,? 43钻头,眼孔? 45。三级煤矿许用乳化炸药,药卷? 20,长度200,单卷药重200g。煤矿许用毫米电雷管1~5段,MFB-100型发爆器,普通粘土炮泥,水炮泥。正向装药,串联一次起爆。
3.3炮眼布置和爆破参数
根据忻州窑矿东二盘区14-3#层皮带巷施工情况,结合现有的施工工艺和爆破材料等具体因素,经过施工实践,采用图1的炮眼布置方法和表1的爆破参数,能够取得良好的光爆效果。
4结束语
通过大同煤矿集团忻州窑矿东二14-3#层皮带巷光面爆破实践证明:光面爆破不仅适用于岩巷,而且适用于煤巷。搞好光面爆破的关键在于根据巷道的断面和煤层硬度情况,合理布置边眼,严格控制边眼爆破参数。采用光面爆破不仅有助于提高巷道成型,减少超挖工作量,节约支护材料,更有利于巷道顶板管理,促进安全生产。
参考文献
[1]沈季良等.建井工程手册(第3卷).北京:煤碳工业出版社,1986-07
[2]宋宏伟.井巷工程. .北京:煤碳工业出版社,2006-08

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