井巷工程- 岩巷施工

《井巷工程- 岩巷施工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井巷工程- 岩巷施工（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第四章 岩巷施工,第一节 钻眼爆破工作,第二节 掘进通风与综合防尘,第三节 装岩与转运,第四节 岩巷掘进机,习 题,2,钻眼爆破工作是巷道掘进的最主要工序,良好的钻眼爆破工作应该是：,第一节 钻眼爆破工作,爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和井巷工 程施工及验收规范的标准，巷道的方向与坡度应符合设计 规定。,对巷道围岩的震动和破坏要小，以利于巷道的维护。,爆下的岩石块度应有利于提高装岩生产率, 岩石堆积状 况便于组织装运、便于钻眼与装岩平行作业。,爆破单位体积的岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低， 钻眼工作量要小，炮眼利用率要达到85%以上。,3,一、炮眼布置二、爆破器材和爆破参数的确定三

2、、装药结构与起爆四、爆破说明书及爆破图表 五、钻眼工作六、钻眼爆破安全技术,第一节 钻眼爆破工作,4,一、炮眼布置,掏槽眼 辅助眼 周边眼 炮眼布置,5,掏槽眼 1.斜眼掏槽法单向掏槽法多向掏槽法 2直眼掏槽法直线掏槽螺旋掏槽 角柱式掏槽 3混合式掏槽,一、炮眼布置,6,掏槽眼,掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石 破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由 面来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的 好坏对循环进尺起着决定性作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这 样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩 石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著 的软弱岩层

3、，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。,7,1.斜眼掏槽法,单向掏槽法,这种方法炸药集中程度低，在均质坚硬的岩石中很少使用，只是在有明显松软夹层时才能取得良好的爆破效果。,8,多向掏槽法,1.斜眼掏槽法(续),9,斜眼掏槽的特点是：适用于各种岩层，可充分利用自由面，逐步扩大爆破范围；掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，但因炮眼倾斜， 掏槽眼深度受到巷道宽度的限制， 循环进尺也同样受到限制；碎石抛掷距离大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称 时尤其如此。,1.斜眼掏槽法(续),10,2直眼掏槽法,直线掏槽,螺旋掏槽,11,角柱式掏槽 三角柱掏槽菱形掏槽五星掏槽,2直眼掏槽法(续),12,直眼掏槽

4、的特点是：所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深 度不受断面限制，利于采用中、深孔爆破，便于采用高效凿岩 机和凿岩台车钻眼；直眼掏槽炮眼眼距较小，每一个装药炮眼 的爆炸都可以破坏两个炮眼之间的岩石；直眼掏槽一般都有不 装药的空眼，它起者附加自由面的作用。空眼的作用，一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向作 用；另一方面使受压岩石有必需的碎胀补偿空间。,2直眼掏槽法(续),缺点是：凿岩工作量大，钻跟技术要求高，一般需要雷管的段数也较多。,13,3混合式掏槽,为了加强直眼掏槽的抛渣力和提高炮眼利用率， 形成了以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式 掏槽。斜眼布置成垂直楔形，与工作面的

5、夹角为： 7585，装药系数不要太大，以0.40.5为宜。其 起爆顺序应安排在所有垂直槽眼起爆之后，以发挥抛 渣扩槽的作用。,14,辅助眼,辅助眼又称崩落眼，既是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500700，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼长度之比）一般为0.450.60，如采用光面爆破，则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度要比较均匀，且等于周边眼的最小抵抗线。,15,周边眼,周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓 的炮眼。,式中，K为炮眼密集系数，一般为0.61.0，岩石坚硬时取大

6、值，较软时取小值；E为周边 眼间距，一般取400600，W为最小抵抗线。,现在光面爆破已较成熟，一般应按光爆要求进行周边眼布 置。光面爆破周边眼间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关 系，即,16,底眼负责控制标高。底眼眼口位置应比巷道底板高出150200，以利钻眼和防止灌水，但眼底应低于底板标高100200，以免巷道底板漂高。 底眼眼距一般为500700，装药系数一般为0.50.7。水沟的炮眼应与其它炮眼同时钻眼与爆破。有时为了给钻眼与装岩同时作业创造条件，需采用抛渣爆破，则将底眼眼距缩小为400左右，眼深增加200左右，每个底眼增加12个药卷。,光面爆破周边眼满足以下要求： 周边眼中心都应应

7、布置在巷道设计 掘进断面轮廓线上，而眼底应稍向轮 廓线外偏斜，一般不超过100150mm ,可使下一循环打眼时凿岩机有足够的 工作空间，同时要尽量减少超挖量。,周边眼(续),17,炮眼布置,除合理选择掏槽方式和爆破参数外，还需合理布置炮 眼，以取得理想的爆破效果。炮眼的布置方法和原则如下： 工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。 掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能， 周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一

8、平面上。 崩落眼均匀的布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。,18,二、爆破器材和爆破参数的确定,爆破器材的选择爆破参数的确定,19,爆破器材的选择,爆破器材的选择我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳 化炸药、浆状炸药、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应 采用煤矿硝铵炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采 用粉状高威力炸药。硝铵类炸药价格较为低廉，为煤矿普遍 使用，一般装成直径32、35、38，重量100g、150g、 200g的药卷，有效使用期为6个月。,起爆材料一般采用8号电雷管，其中秒延期雷管、半秒 延期雷管以及毫秒延期雷管都能满足巷道爆破的起爆要求

9、， 但是在穿过有瓦斯地层时选用豪秒延期雷管，总延期时间不 能超过130ms。,20,爆破参数的确定,1炮眼直径 2炮眼深度 3炮眼数目 4炸药消耗量,21,1炮眼直径,炮眼直径的大小对钻眼效率、全断面炮眼数目、单位炸药消耗量和 爆破岩石块度与岩壁平整度等均有影响，因此，应根据巷道断面大小、 块度要求、炸药性能和凿岩机性能等综合考虑，进行选择。炮眼直径 大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，也可提高爆破效率，但钻速 下降，影响爆破质量和降低围岩稳定性。,在采用气腿式凿岩机的情况下，现场多根据约卷直径来确定。目前国 内岩巷掘进均采用32、35两种药卷。因炮眼直径比药卷直径大10 左右，所以目前的炮

10、眼直径多采用4245。20世纪80年代后期，我国 煤矿岩巷掘进中，在断面12m2的条件下应用小直径药包（25、27 ），炮眼直径为30，采用同一规格钻锚杆眼和掘进炮眼，可提高 钻眼速度，弥补了由于眼径减小而增加炮眼数目，提高了掘进速度，而 且节约了支护成本，取得了良好的综合技术经济效益，这种方法称为“三小”技术。,22,2炮眼深度,影响炮眼深度的主要因素有：岩石性质、巷道断面大小、循环作业方 式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素来确定。确定合理的炮眼 深度的依据是：炮眼利用率比较高（一般根不低于590%）；钻眼和掘进 速度快；掘进成本低。据此分三个方面来讨论炮眼深度的合理性：,1)合理

11、的炮眼深度必须与具体施工条件相适应：气腿式轻型凿岩机，较 适宜的钻眼深度一般为2.23.0m;采用凿岩台车配备重型凿岩机，炮眼深度 在3 m以上则更为有利。 2)合理的炮眼深度必须保证较高内爆破效率，为了达到较高的炮眼利 用率，除了考虑岩石条件和合理的炮眼布置外，还与炮眼的质量和爆破材、 装药结构等有密切关系。 3)合理的炮眼深度应尽可能使每班能够完成整循环。这样每班的工作 任务明确，便于组织和管理，有利于实现正规循环作业，眼深与循环时间的 确定必须和现有技术装备水平和施工条件密切结合，在合理的炮眼深度范围 内，应力争达到每班多循环，以加快掘速度。,23,3炮眼数目,合理的炮眼数目应当保证有较

12、高的爆破效率(炮眼利用率不小 于8590%)，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。另外，也可以按一个循环的总装药量平均装入所有炮眼的原则进行 估算，作为实际排列炮眼的参考。,一个掘进循环所需总的装药量：,kg,此总的装药量按照一定的炮眼装药系数，平均装入工作面的所有炮眼中去，那么总的装药量又可写成：,kg,以上两式相等，故得总炮眼数为:,个,q单位炸药消耗量，kgm3；S一巷道掘进断面积，； L炮眼平均深度，m；炮眼利用率； N炮眼总数，个；a炮眼的平均装药系数，一般取0.50.7； m每个药卷的长度，m；P每个药卷的质量，kg。,24,4.炸药消耗量,炸药消耗量q是爆破1m3

13、实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆 破所需的总炸药量Q和工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即,影响炸药消耗量的主要因素有以下儿点： 1）炸药性能 2）岩石的物理力学性质 3）自由面的大小和数目,除以上因素外，还有炮眼直径和炮眼深度等，总之，因影响因素太多，到目前为止，还没有解决精确计算炸药消耗量的问题。,通过实践，国家对各种岩石、不同掘进断面的炸药消耗量进行了统汁。表4-1所列为1981年颁发的矿山井巷工程预算定额规定的岩巷掘进炸药消耗量定额。,改用新炸药后的q值为：,kg/m3,q采用标准炸药时的炸药消耗量，kg/m3。,P所用炸药的爆力,mL。,25,4.炸药消耗量（续）,26

14、,三、装药结构与起爆,1掏槽眼与辅助眼的装药结构 2周边眼装药结构 3炮眼的填塞 4起爆要求,27,1掏槽眼与辅助眼的装药结构,正向连续装药 (a),反向连续装药 (b),28,2周边眼装药结构,单段空气柱式装药（a）,空气间隔分段装药 （b）,不耦合装药,29,3炮眼的填塞,炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体也有很大作用。 因此，装药完毕必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用1：3的 泥沙混合炮泥，湿度为1820%。这种炮泥既有良好的可塑性，又具有较大 的摩擦系数。第三百二十八条 炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用 粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥

15、封实。严禁用煤粉、 块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥。无封泥、封泥不足或不实的炮眼 严禁爆破。禁裸露爆破。 第三百二十九条 炮眼深度和炮眼的封泥长度应符合下列要求： 炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、 刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于 0.6m，但必须封满炮泥。 炮眼深度为0.61m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。 炮眼深度超过1m时，封泥长度不得小于0.5m。 炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于1m。 光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。 工作面有2个或2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得

16、小于0.5m， 在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封 泥长度都不得小于0.3m。,30,4起爆要求,岩巷掘进多采用发爆器起爆，网路连接多采用串 联，雷管不能使用不同种类、不同工厂、不同期出 厂的雷管，并且要求康铜丝雷管的电阻差不能超过 0.3 ，镍铬桥丝雷管电阻差不能超过0.5。起爆方法，起爆时差及起爆系统的可靠性，是影 响爆破安全和爆破效果的重要因素。在煤矿巷道掘进 中，最好使用多段毫秒雷管，按照爆破图表规定的起 爆顺序全断面一次起爆。在有瓦斯爆炸危险的地点， 只能使用毫秒雷管，且总延期时间不能超过130ms。,31,四、爆破说明书及爆破图表,爆破说明书是

17、井巷施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检 查和总结爆破工作的技术文件。爆破说明书的主要内容有： 爆破工程的原始资料，包括掘进井巷名称、用途、位置、断面形状和 尺寸，穿过岩层的性质，地质条件以及瓦斯情况； 选用的钻眼爆破器材，包括炸药、雷管的品种，凿岩机具的型号和性 能； 爆破参数的计算选择，包括掏槽方法，炮眼的直径、深度、数目、炸 药单位消耗量； 爆破网路的计算和设计； 安全措施。 爆破作业图表是在爆破说明书基础上，编制出来的指导和检查钻眼爆 破工作的技术文件，包括炮眼布置图，装药结构图，炮眼布置参数、炸 药参数的表格，预期的爆破效果和经济指标。爆破作业图表的编制，首 先要调查原始条件，然后根据所用钻眼设备和爆破器材，进行综合分 析，确定出一个初步的爆破作业图表，经过若干个循环的爆破实践，发 现问题加以改进，使之不断完善，然后才能正式作为指导钻眼爆破工作 的依据。,