AQ 1108-2014 煤礦井下靜態(tài)破碎技術(shù)規(guī)范(正式版)

中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)煤礦井下靜態(tài)破碎技術(shù)規(guī)范國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布 Ⅲ 1 1 1 2 2 2 35施工要求 6 6 7 8 8 85.6施工總結(jié) 86安全要求 87試驗(yàn)方法 97.1膨脹壓的測試方法 9 97.3現(xiàn)場試配試驗(yàn)方法 9 A.2儀器設(shè)備 A.3試樣材料 A.4試驗(yàn)條件 A.5試驗(yàn)步驟 A.6結(jié)果計(jì)算 附錄B(規(guī)范性附錄)反應(yīng)溫度與體積膨脹率的測試方法 B.1范圍 B.2儀器設(shè)備 B.3試樣材料 B.4試驗(yàn)條件 B.5試驗(yàn)步驟 B.6結(jié)果計(jì)算 附錄C(規(guī)范性附錄)現(xiàn)場試配試驗(yàn)方法 C.1范圍 I C.3儀器設(shè)備 C.4試樣材料 C.5試驗(yàn)步驟 C.6結(jié)果計(jì)算 本標(biāo)準(zhǔn)第5章、第6章的技術(shù)內(nèi)容為強(qiáng)制性的，其余為推薦性的。本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)煤礦安全分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC288/SC1)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：淮北礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、安徽理工大學(xué)、中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)生產(chǎn)力促進(jìn)中煤礦井下靜態(tài)破碎技術(shù)規(guī)范1范圍2規(guī)范性引用文件JC506—2008無聲破碎劑JC/T729—2005水泥凈漿攪拌機(jī)煤礦安全規(guī)程2011年版3術(shù)語和定義3.13.3水劑比wateragentratio4設(shè)計(jì)要求4.1一般規(guī)定4.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)備4.3破裂參數(shù)設(shè)計(jì)4.3.1設(shè)計(jì)要求破裂參數(shù)應(yīng)依據(jù)靜態(tài)破碎劑的性能，被破碎體的基本物理力學(xué)性能，待破碎區(qū)域的地形、地質(zhì)、水4.3.2破裂孔排列破裂孔的排列形式主要取決于被破碎體和對破碎效果的要求。當(dāng)多排孔破碎時(shí)，破裂孔的排列形式主要是方格形排列和梅花形排列如圖1所示。其他排列形式是對上述兩種排列形式的變化。圖1破裂孔排列形式4.3.3破裂孔孔徑孔徑一般為38mm~-50mm。4.3.4破裂孔孔距孔距的大小可按公式(1)計(jì)算：a=Kd…………(1)式中：a——孔距，單位為毫米(mm);d——孔徑，單位為毫米(mm);K——破裂系數(shù)。破裂系數(shù)K值可從表1和表2中選取。表1混凝土的破裂系數(shù)K(孔徑d≤50mm)混凝土種類含鋼筋的體積率akg/m3K值素混凝土—16≥K>10鋼筋混凝土30≤a<6060≤a<1008≥K>6a≥1006≥K>5AQ1108—2014表2巖石的破裂系數(shù)K(孔徑d≤50mm)煤4.3.5破裂孔排距排距一般按表3和表4確定。表3排距布置表(混凝土)單位為毫米混凝土類別素混凝土鋼筋混凝土表4排距布置表(巖石)排距bmm煤4.3.6.1破裂孔孔深4.3.6.2裝靜態(tài)破碎劑深度裝靜態(tài)破碎劑深度一般應(yīng)為孔深的100%,但對于水平破裂孔和仰角破裂孔應(yīng)留50mm的封堵長度。4.3.7靜態(tài)破碎劑的選擇4.3.7.1根據(jù)被破碎體的基本力學(xué)性能以及要達(dá)到的破碎效果選擇復(fù)合型靜態(tài)破碎劑或水泥膨脹靜態(tài)破碎劑。4.3.7.2根據(jù)施工速度的要求可以選擇普通型靜態(tài)破碎劑(反應(yīng)時(shí)間在1h以上)或速效型靜態(tài)破碎劑(反應(yīng)時(shí)間在1h以內(nèi))。4.3.7.3根據(jù)破裂孔角度可以選擇散裝粉狀靜態(tài)破碎劑或藥卷式靜態(tài)破碎劑。4.3.7.4根據(jù)被破碎體的環(huán)境溫度可以選擇冬季型靜態(tài)破碎劑(-5℃~15℃)、春秋型靜態(tài)破碎劑(15℃~25℃)、夏季型靜態(tài)破碎劑(25℃~35℃)或高溫型靜態(tài)破碎劑(35℃~60℃)。4.3.8水劑比粗顆粒靜態(tài)破碎劑的水劑比為0.24～0.27,而細(xì)粉末靜態(tài)破碎劑的水劑比為0.28～0.32。4.3.9靜態(tài)破碎劑用量當(dāng)破裂孔排列形式和有關(guān)的破裂參數(shù)確定后，靜態(tài)破碎劑用量可按下面兩種方式計(jì)算。a)依據(jù)單位長度靜態(tài)破碎劑用量按公式(3)計(jì)算：Q?=q?(1+r)∑L…………(3)式中：Q——單個(gè)破裂孔的靜態(tài)破碎劑用量或1次破碎的靜態(tài)破碎劑總用量，單位為千克(kg);γ——靜態(tài)破碎劑的損耗率，采用0.05～0.1;∑L——1個(gè)破裂孔的深度或1個(gè)被破碎體全部破裂孔的總深度，單位為米(m);q?——單位長度靜態(tài)破碎劑用量，按表5選取單位為千克每米(kg/m)。表5單位長度靜態(tài)破碎劑量孔徑mb)依據(jù)單位體積靜態(tài)破碎劑用量按公式(4)計(jì)算：Q?=q?V…………(4)式中：Q?——靜態(tài)破碎劑用量，單位為千克(kg);V——被破碎體體積，單位為立方米(m1);Q?——單位體積靜態(tài)破碎劑用量，按表6和表7選用單位為千克每立方米(kg/m3)。AQ1108—2014表6單位體積靜態(tài)破碎劑用量(混凝土)混凝土種類含鋼筋的體積率akg/m2q:值kg/m2素混凝土一8≤q?<15鋼筋混凝土30≤a<6060≤a<10020≤q?<30a≥100表7單位體積靜態(tài)破碎劑用量(巖石)煤巖體種類q:值kg/m3煤8≤q:<104≤f<66≤f<920≤q:<30孤石4.3.10繪制設(shè)計(jì)圖應(yīng)繪制破裂孔網(wǎng)平面布置圖及立面圖。5施工要求5.1施工準(zhǔn)備的處理辦法等。指揮長負(fù)責(zé)指揮和統(tǒng)籌安排現(xiàn)場各項(xiàng)工作。c)做好施工現(xiàn)場安全警戒崗哨布置；5.1.3靜態(tài)破碎劑的運(yùn)輸與貯存干燥通風(fēng)的地方，并與易燃易爆品保持安全距離20m以上。靜態(tài)破碎劑在井下的貯存期應(yīng)小于等于5.2施工5.2.1破裂孔施工5.2.1.2煤礦井下施工時(shí)應(yīng)選擇風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)進(jìn)行濕式鉆孔。5.2.2靜態(tài)破碎劑的外觀檢查5.2.3藥卷型靜態(tài)破碎劑的加工5.2.4警戒破碎劑期間，應(yīng)在警戒區(qū)邊界派出崗哨。執(zhí)行警戒任務(wù)的人員，應(yīng)按指令到達(dá)指定地點(diǎn)并堅(jiān)守工作5.2.5裝填靜態(tài)破碎劑響水化作用和降低破碎效果。保靜態(tài)破碎劑在孔內(nèi)處于密實(shí)狀態(tài)。如裝填藥卷型靜態(tài)破碎劑應(yīng)按5.2.5.4的規(guī)定執(zhí)行。5.3養(yǎng)護(hù)施工。5.5驗(yàn)收5.6施工總結(jié)6安全要求6.3操作人員應(yīng)按AQ1060—2008的要求經(jīng)過培訓(xùn)合格。按本標(biāo)準(zhǔn)附錄A進(jìn)行。按本標(biāo)準(zhǔn)附錄C進(jìn)行。AQ1108—2014(規(guī)范性附錄)A.1范圍本附錄適用于靜態(tài)破碎劑膨脹壓的測試。A.2儀器設(shè)備A.2.1電阻應(yīng)變儀A.2.2鋼管采用Q235型冷加工鋼管，內(nèi)徑40mm,壁厚4mm,長500mm,鋼管一端用4mm厚鋼板焊接封閉。A.2.4游標(biāo)卡尺量程300mm,分度值不大于0.02mm。A.3試樣材料A.3.2電阻應(yīng)變片規(guī)格3mm×5mm,電阻值(120.0±0.2)Ω。A.4試驗(yàn)條件A.4.1試驗(yàn)室溫度為(20±2)℃,相對濕度大于50%。試樣、拌和水及試模等溫度應(yīng)與室溫相同。A.4.2測試水槽控制溫度為：高溫型(35±1)℃,夏季型(25±1)℃,春秋型(15±1)℃,冬季型A.5試驗(yàn)步驟A.5.1粘貼電阻應(yīng)變片用502膠將電阻應(yīng)變片粘貼在鋼管上相應(yīng)部位，如圖A.1所示。1—橫向電阻應(yīng)變片；2—-焊接；3——水面。3312AQ1108—2014單位為毫米圖A.1電阻應(yīng)變片布置示意圖A.5.2接線將電阻應(yīng)變片的引出端，通過雙股導(dǎo)線與應(yīng)變儀器連接起來。A.5.3成型將已粘貼電阻應(yīng)變片的鋼管裝入φ150mm×600mm塑料袋中然后放入水槽中，校正電阻應(yīng)變儀。準(zhǔn)確稱取1000g試樣，按照設(shè)計(jì)用水量加水，立即置于攪拌機(jī)內(nèi)拌和1min,然后灌入鋼管中，用鋼棍將靜態(tài)破碎劑漿體搗密實(shí)。由靜態(tài)電阻應(yīng)變儀讀取鋼管的圓周方向應(yīng)變量e。膨脹壓按公式(A.1)計(jì)算：p=E?！?K2-1)[e?/(2-v)]…………(A.1)p——膨脹壓，單位為兆帕(MPa);E,——鋼管的彈性系數(shù)，為2.060×10?MPa;e——鋼管的圓周方向應(yīng)變量；(規(guī)范性附錄)B.2儀器設(shè)備B.2.1量筒B.2.2攪拌機(jī)應(yīng)符合JC/T729—2005的有關(guān)規(guī)定，攪拌鍋深度(139±2)mm,攪拌鍋內(nèi)徑(62±5)r/min;快速，(125±10)r/min。量程：-50℃~400℃;溫度分辨率：0.1℃;環(huán)境條件：-20℃~70℃;濕度：≤90%。B.2.4測溫裝置和圖B.2所示。AQ1108—2014圖B.2測溫盒蓋圖B.3.1靜態(tài)破碎劑試樣應(yīng)充分拌勻。B.3.2試驗(yàn)用水應(yīng)是潔凈水。B.4試驗(yàn)條件試驗(yàn)室溫度為(20±2)℃,相對濕度大于50%。試樣、拌和水及測溫裝置等溫度應(yīng)與室溫相同。稱取2000g試樣，倒入攪拌鍋內(nèi)，將鍋放在攪拌機(jī)鍋?zhàn)?，放下攪拌翅，開動(dòng)機(jī)器3s后，徐徐加入量好的拌和水，自開機(jī)時(shí)算起60s停機(jī)。刮下粘在葉片上的凈漿，立即將量取1000mL的靜態(tài)破碎劑漿體放入測溫裝置內(nèi)，然后益上蓋子，插入溫度計(jì)探頭開始測溫，記錄溫度隨時(shí)間變化的整個(gè)過程，反應(yīng)結(jié)束后，將測溫裝置內(nèi)的靜態(tài)破碎劑處理平整，讀出此時(shí)的高度h?,乘以面積得到反應(yīng)后的體積。反應(yīng)后的體積除以反應(yīng)前的體積為靜態(tài)破碎劑的體積膨脹率。體積膨脹率按公式(B.1)計(jì)算：…………(B.1)A——測溫裝置的底面積，單位為平方毫米(mm2);h?——反應(yīng)后靜態(tài)破碎劑的平整高度，單位為毫米(mm);V?——反應(yīng)前靜態(tài)破碎劑的體積，此處取1000mL。AQ1108—2014(規(guī)范性附錄)現(xiàn)場試配試驗(yàn)方法本附錄適用于靜態(tài)破碎劑現(xiàn)場試配試驗(yàn)。C.2.1根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定靜態(tài)破碎劑型號(hào)是否與環(huán)境溫度相符合，以及是否該加入抑制劑或激發(fā)劑。C.2.2根據(jù)現(xiàn)場溫度，確定反應(yīng)持續(xù)時(shí)間是否符合現(xiàn)場要求。C.2.3計(jì)算膨脹率，判斷靜態(tài)破碎劑是否合格。C.3儀器設(shè)備C.3.1天平：最大稱量200g,分度值0.01g。C.3.2秒表：最大測量時(shí)長不小于1h,測量精度不低于1s。C.3.3直尺：測量精度不低于0.1mm。C.3.4一次性紙杯：容量在450mL以上。C.4試樣材料C.4.1靜態(tài)破碎劑試樣應(yīng)充分拌勻。C.4.2試驗(yàn)用水應(yīng)為潔凈水。C.5試驗(yàn)步驟C.5.1取100g靜態(tài)破碎劑和28g潔凈水分別裝入兩個(gè)紙杯中，迅速將它們混合攪拌至均勻略有流動(dòng)性，靜置后觀察，記錄試驗(yàn)開始時(shí)間及靜態(tài)破碎劑漿體的高度h?。C.5.2記錄靜態(tài)破碎劑漿體開始發(fā)熱冒氣時(shí)的時(shí)間作為初凝時(shí)間。C.5.3記錄靜態(tài)破碎劑漿體體積不再膨脹時(shí)的時(shí)間作為終凝時(shí)間。C.5.4記錄反應(yīng)結(jié)束后靜態(tài)破碎劑粉末的高度h?。C.5.5用天平稱量紙杯中分別裝有高度為h?和h?的水的質(zhì)量m?和m?(扣除紙杯的質(zhì)量)。C.6結(jié)果計(jì)算現(xiàn)場試配體積膨脹率按公式(C.1)計(jì)算：…………(C.1)式中：m?——反應(yīng)開始時(shí)與破碎劑漿體同樣體積水的質(zhì)量，單位為克(g);[1]馬芹永.煤礦井下靜態(tài)爆破開挖技術(shù)試驗(yàn)與應(yīng)用研究[鑒定資料].淮南：安徽理工大[2]Maqinyong,Luxiaoyu.Soundlesscrackingtechniqueanditsapplicationinhard-rocktuinhighgascoalmine.ISRMINTERNATIONALSYMPOSIUM2008,5thAsianRockMechanicsSymposium(ARMS5),24-26