中深孔爆破技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

中深孔爆破技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

作為一種淺層爆炸，中深孔爆炸技術(shù)不僅可以精確地控制爆炸的產(chǎn)量，而且爆炸產(chǎn)生的塊體通常擴(kuò)散到爆炸層的邊緣和表面。它易于立即破裂。該技術(shù)的優(yōu)勢非常明顯。在煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)開采過程中,由于部分巷道經(jīng)過長時(shí)間的使用,受礦井內(nèi)的礦壓影響很大,采用中深孔爆破技術(shù)可以有效地提高循環(huán)進(jìn)尺,縮短輔助作業(yè)的時(shí)間。通過中深孔爆破技術(shù),可以在不改變掘進(jìn)方式以及掘進(jìn)設(shè)備的前提下,提高施工進(jìn)度與施工質(zhì)量,保證煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)快速、安全、順利地進(jìn)行。1中深孔爆炸技術(shù)研究1.1炮眼間距的確定對于中深孔爆破中炮眼深度的確定,應(yīng)當(dāng)綜合考慮井下巖體性質(zhì)、巷道斷面形式及尺寸、爆破掘進(jìn)的作業(yè)方式以及鑿巖機(jī)械設(shè)備類型等確定,其中炮眼深度最主要的因素為鑿巖設(shè)備的類型,根據(jù)大量爆破作業(yè)經(jīng)驗(yàn)表明2~2.5m左右的炮眼深度最為適宜,深度過大容易造成沖擊以及排粉難度的增大,不利于保證爆破掘進(jìn)的正常循環(huán)。對于炮眼間距的設(shè)置,其設(shè)置原則為確保爆破結(jié)束后能夠完全形成貫通裂隙。在煤礦掘進(jìn)爆破中,可以依據(jù)如下公式確定炮眼間距:式中:L為炮眼周邊間距;Pb為爆破生成氣體充滿炮眼時(shí)的準(zhǔn)靜壓力;Sc為巖石單軸抗壓強(qiáng)度;Rk為破裂區(qū)半徑。1.2種爆破形式掏槽方式作為煤礦掘進(jìn)施工爆破作業(yè)的重要內(nèi)容,可以促進(jìn)巖體充分的破碎并提高爆破作業(yè)過程中炮眼的利用率。現(xiàn)階段爆破的掏槽方式主要有斜眼、直眼以及混合掏槽三種形式。在煤礦井下掘進(jìn)過程中,由于直眼掏槽在爆破作業(yè)過程中爆破體積相對較小,而且采用直眼掏槽的形式爆破能量能夠均勻分布,炮眼的深度受到巷道斷面以及井下巖性的影響較小,有利于對巖體的破碎,所以應(yīng)用最為廣泛。槽眼的幾何形狀可以根據(jù)實(shí)際情況選擇角柱式掏槽、螺旋式掏槽以及三角柱式掏槽,對于煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)采取較多的主要為炮眼施工簡單、雷管用量較少的三角柱式掏槽。1.3反向爆破起爆工藝參數(shù)確定科學(xué)合理的起爆方式可以確保炸藥的傳爆長度,保證中深孔爆破的效果。現(xiàn)階段在煤礦掘進(jìn)中深孔爆破作業(yè)中,主要采取反向爆破的方式。由于反向爆破的起爆藥在炮孔內(nèi)部,因此反向爆破可以延長應(yīng)力波的動作用以及爆炸氣體的靜作用時(shí)間。同時(shí)反向爆破起爆時(shí)由于應(yīng)力波與爆速疊加,提高了爆破自由面附近巖體的破碎效果。在采用反向爆破起爆方式時(shí),為了充分發(fā)揮反向爆破炮眼利用率較高的特點(diǎn),可以將雷管置于起爆藥的尾部,起爆藥以內(nèi)采取正向裝藥、以外采取反向裝藥的方式,控制正反向裝藥比例在1∶3左右,整體上呈現(xiàn)反向裝藥的爆破方式,達(dá)到起爆效率的最高化。在煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)過程中,應(yīng)該結(jié)合巖巷斷面上巖性的特征合理地確定裝藥量,通常情況下單孔裝藥量可以參考以下公式確定:式中:g為單孔裝藥量(kg);S為爆破主要受控面積(mm2);T為巖石抗拉強(qiáng)度(N·mm-2);D為不偶合影響系數(shù);N為每千克炸藥產(chǎn)生的壓力(N·kg-1)。1.4爆破后的注意事項(xiàng)在煤礦掘進(jìn)中深孔爆破作業(yè)實(shí)施過程中,對于爆破區(qū)域的選擇必須合理謹(jǐn)慎,在全面了解地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,做好爆破前期三掘三噴的準(zhǔn)備工作,并盡可能地縮短空頂?shù)臅r(shí)間。由于中深孔爆破始終存在炸藥能量利用率低的問題,而且在爆破作業(yè)過程中,難以控制爆破產(chǎn)生裂隙的發(fā)展方向,爆破后存在的巖體可能受到爆炸的破壞,在掘進(jìn)生產(chǎn)過程中,應(yīng)注意安全防護(hù)。在爆破掘進(jìn)作業(yè)過程中,應(yīng)確保后路的運(yùn)輸正常。在井下工作面掘進(jìn)循環(huán)幾個(gè)周期后,應(yīng)及時(shí)將煤碴清理干凈后再繼續(xù)爆破掘進(jìn)作業(yè),確保井下掘進(jìn)生產(chǎn)工作面的通暢。在中深孔爆破作業(yè)過程中,嚴(yán)格控制打眼質(zhì)量,確保炮眼抵抗線均一,炮眼分布等距合理并在一個(gè)平面內(nèi),以免掘進(jìn)后期巷道窄小。為了確保煤礦中深孔爆破掘進(jìn)的順利進(jìn)行,應(yīng)保證通風(fēng)、供電以及運(yùn)輸?shù)捻槙?保證生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度。1.5爆破作業(yè)作業(yè)人員對用于爆破作業(yè)的各種炸藥、雷管以及導(dǎo)火索與起爆藥等危險(xiǎn)爆炸物品,應(yīng)嚴(yán)格依照安全規(guī)程進(jìn)行管理。進(jìn)行爆破施工作業(yè)的人員必須具備《爆破員作業(yè)證》,在進(jìn)行掘進(jìn)爆破作業(yè)前,由值班組長與安全管理人員檢查爆破器材及完好情況,各項(xiàng)準(zhǔn)備合格后方可開始爆破作業(yè)。爆破作業(yè)結(jié)束后首先必須安全檢查確認(rèn),對于不穩(wěn)定爆堆應(yīng)及時(shí)妥善處理,各種安全隱患消除后方可進(jìn)入爆破現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)。2分析和處理中深孔爆炸拒絕爆炸的原因2.1爆破過程存在的問題在中深孔爆破作業(yè)中,由于經(jīng)常出現(xiàn)巷道掘進(jìn)過程中拒爆的現(xiàn)象,造成安全事故隱患。由于中深孔爆破技術(shù)采用的炸藥與雷管通常由國家專門檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢查合格后使用,因此爆破材料不合格的現(xiàn)象較少發(fā)生。造成中深孔爆破拒爆的原因,主要有以下幾方面:(1)電爆網(wǎng)路連線不合格。用于中深孔爆破技術(shù)的電爆網(wǎng)路連線大多使用串聯(lián)的方式,如果爆破母線電阻較大,網(wǎng)路連接斷路,連接過程中出現(xiàn)錯(cuò)接或者漏接的現(xiàn)象,線路接頭不牢固或者潮濕環(huán)境造成網(wǎng)路漏電等,均會導(dǎo)致雷管拒爆的發(fā)生。(2)起爆器存在質(zhì)量問題?，F(xiàn)階段煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)過程中用于中深孔爆破的起爆器大多為防爆型電容式起爆器,長期使用過程中如果出現(xiàn)起爆器電容量下降、電壓過低時(shí),會直接造成起爆器的電量不足,出現(xiàn)拒爆的情況。(3)雷管腳線存在問題。在中深孔爆破過程中雷管腳線未有效接觸或者是腳線絕緣破裂,也會造成拒爆的發(fā)生。雷管的腳線金屬線斷裂會造成雷管連通不暢,而絕緣外皮的破裂則會導(dǎo)致腳線接地阻礙通電,導(dǎo)致中深孔爆破作業(yè)不能順利進(jìn)行。2.2拒爆、爆破過程注意事項(xiàng)對于出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象時(shí),必須及時(shí)采取處理措施,保證中深孔爆破技術(shù)的安全繼續(xù)。比較常用的處理拒爆現(xiàn)象的措施主要有以下幾方面:(1)明確原因,及時(shí)妥善制定處理辦法。中深孔作業(yè)過程中出現(xiàn)拒爆情況時(shí),應(yīng)由當(dāng)班負(fù)責(zé)人及時(shí)指導(dǎo)處理,明確導(dǎo)致拒爆現(xiàn)象的各種因素。如果當(dāng)班班組不能按時(shí)處理結(jié)束卻需交接班,交接班組需詳細(xì)說明拒爆情況,避免出現(xiàn)安全隱患。(2)對于連線原因?qū)е碌木鼙?應(yīng)該及時(shí)重新連接繼續(xù)爆破。在處理拒爆時(shí),杜絕采用工具取出起爆炸藥或者撤出雷管的處理方式,應(yīng)在拒爆炮眼30cm左右重置與拒爆炮眼齊平的新炮眼,實(shí)施再次爆破。(3)拒爆炮眼處理結(jié)束后,相關(guān)施工作業(yè)人員應(yīng)及時(shí)檢查炸落的塊體,并搜集處理尚未起爆的雷管。同時(shí)需要注意,嚴(yán)禁在拒爆處理現(xiàn)場進(jìn)行其他無關(guān)作業(yè),以避免險(xiǎn)情的發(fā)生。3提高循環(huán)作業(yè)進(jìn)度在煤礦掘進(jìn)開采生產(chǎn)過程中,傳統(tǒng)的淺眼爆破方式不利于提高掘進(jìn)生產(chǎn)效率,通過中深孔爆破技術(shù),可以較大幅度地提