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1、静态破碎技术在煤矿扩大巷道断面中的应用与分析施工方案设计1 施工参数的设计施工地段:-100水平主石门八字口以西至-100充电硐室入口段巷道的南帮(即水沟对侧),长度55m。巷宽由3.3m扩大为4.4m,巷道断面面积由原10 m2,刷大为14.71m2。仍然采用三心拱支护,考虑到拱顶不方便布眼和装填,拱高为巷宽的四分之一,即拱高保持不变。综合现场环境状况和施工条件,决定采用静态破碎法扩大巷道断面。2静态破碎法的作用原理静态破碎法是一种无声破碎的非爆破方法。其作用原理是利用装在眼孔内的静态破碎剂的水化反应,使晶体变形,产生体积膨胀,从而缓慢地将膨胀压力施加给孔壁。随着膨胀压力的增加,裂隙逐渐扩展
2、,既而导致物体破裂或岩体整体性受到破坏而实现切割的目的。1 静态破碎法的优点2 膨胀力大。最大可达到122兆帕(1220kg/cm2)。3 反应时间短。最大膨胀力出现最短时间可在10分钟内。反应时间还可在10分钟至10小时之间调节。4 保质期长。在包装无破损,存储地干燥,基本恒温(15-30)的条件下,两年内品质无明显变化。 5 安全,易管理: 无声破碎剂属建材类产品,产品标准归类于水泥制品中,为非易燃易爆危险品,可以和普通货物一样购买,运输,使用。不受国家危险品、爆炸品管理法规限制。 6 控形容易,切割方便。可以很容易控制被破碎体破碎完成后的形状。需破则破,需留则留。8 7 施工简单,易操作
3、。用洁净水搅拌后灌入钻孔中捅紧即可。不需雷管炸药,不需放炮,不需专业工种。操作人员培训时间很短。 .8 环保无害。使用中无声、无振、无飞石、无毒气、无冲击波,无有毒有害残留物,属无公害环保型产品。3静态破碎刷帮法的缺点1 静态破碎剂使用范围有一定的局限性。与炸药相比,能量不如炸药大,破碎效果受气温及施工人员经验影响较大。 2 静态破碎剂的使用量比炸药多,成本高,施工时间长。3 钻孔布置1 设计布眼:布眼前首先要确定至少有一个以上自由面,钻孔方向应尽可能做到与自由面平行;切割岩石时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。2孔距与排距布置:孔距与排距的大小与岩石硬度有直接关系,硬度越大时,孔距与排距越
4、小,反之则大。见表一孔距与排距布置表 表一岩石硬度f=4f=6f=8f=12孔距(cm)50100403020排距(cm)80504030静态破碎剂布孔设计参数 表二破碎目标孔深L相邻孔距a(cm)排距b孔径d(mm)使用量kg/m3低硬度岩石1.0H40-100(0.6-0.9)a38-505-10中硬度岩石1.05H30-40(0.6-0.9)a38-5012-22坚硬花岗岩石1.05H25-4030-8038-5018-253 钻 孔1) 钻孔直径与破碎效果有直接关系,钻孔过小,不利于药剂充分发挥效力;钻孔太大,易冲孔。2) 钻孔内余水和余渣应用高压风吹洗干净,孔口旁应干净无土石渣。现场
5、钻孔图见下图4 钻孔深度和装药深度钻孔深度可根据施工要求选择,一般在1至2米。装药深度为孔深的100%。5 确定静态破碎的参数:-100W大巷位于茅口灰岩中,f=1520。结合表一和表二,每次施工高度为墙的高度即2.2m,孔深为1.0m2.0m;相邻孔距为0.2m0.3m;排距为0.2m0.3m;孔径为38mm。.6 静态破碎剂的使用量静态破碎剂的使用量与岩石硬度有关,根据静态破碎剂装填的参考数据及本矿实际情况,破碎体积装填剂量取40Kg/m3,总的破碎体积255m3,需要静态破碎剂的重量为10000Kg。7 装 药水平方向和向上方向的钻孔,可用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂,按一个操
6、作循环所需要的药卷数量,放在盆中,倒入洁净水完全浸泡,30秒-50秒左右药卷充分湿润、完全不冒气泡时,取出药卷从孔底开始逐条装入并捅紧,密实地装填到孔口。即“集中浸泡,充分浸透,逐条装入,分别捣实”。也可将药剂拌和后用灰浆泵压入,孔口留5cm用黄泥封堵保证水分药剂不流出。制卷一般都选择现场制作,地点选择距离作业面较近、地势相对平坦且干燥的地方。制卷的数量应与当天计划工程量相符。制卷数量过多不便保存。操作药卷如下图 静态破碎法施工安全要求无关人员不得进入施工现场。 使用静态破碎剂时必须配戴防护眼镜(防尘防冲击型PVC护目镜)。施工人员未戴防护眼镜操作属违章作业。发生冲孔是正常现象,也是不可预见和
7、不可完全控制的现象。冲孔产生的原因较多,大致有以下几种:a、操作人员操作不当,操作时间太长,包括药剂已经发热冒气仍在灌装等,装填不密实有空气隔层等;b、温度控制不当。气温高时,拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够,致使药剂反应过快等;c、布孔设计不当;孔距及抵抗线过大。d、钻头选用不当。钻孔直径过大;e、孔壁光滑等。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性,冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。为防止伤人事故,操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防冲击防尘PVC护目镜进行操作。3在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前,不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装完成后,盖上麻袋或棕垫,远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。此外施工现场应专门备好清水和毛巾,冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上,应立即用清水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。 4在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间,必须依照规定加入抑制剂和促发剂,并按要求配制使用,严禁擅自加入其他任何化学物品。 5严禁将静态破碎剂加水后装入小孔容器内(如直口玻璃杯、啤酒瓶等),否则非常危险。 6刚钻完孔和刚冲孔的钻孔,孔壁温度较高,应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。7静态破碎剂运输和存放中应防潮。开封后请立即使用。如一次未使用完,应立即紧扎袋口,需用时再开封。巷道竣工效果图