中深孔分次爆破技术在坚硬岩层掘进中的应用.doc

中深孔分次爆破技术在坚硬岩层掘进中的应用

前言中、深孔分次光爆是指为了提高坚硬岩层中、深孔光爆的爆破效率，采用先进行掏槽爆破，再进行成形爆破的岩巷掘进方法。开滦钱家营矿业分公司是一座年产550万t的大型现代化矿井。由于岩巷年衔接进度在6000m以上，所以加快岩巷施工进度是保证生产衔接的关键。尽管采用了中、深孔光爆技术，循环眼深增加至2.0m，但是受施工断面和打眼机具限制，大多采用直眼柱形掏槽全断面一次光爆。该爆破技术在中硬以下岩层中效果较明显,但在坚硬岩层中的爆破效率却仅有70%左右,进尺提高缓慢。为了解决以上问题，该公司虽然先后采用了密布炮眼，加大装药量，缩小循环进度，增加掘进循环次数等方法，却均未达到预期效果，反而造成消耗增加。经反复研究后，采用了分次爆破技术。首先进行掏槽爆破，并将柱形掏槽改为楔形掏槽，在掏槽爆破成功后再进行成形爆破。掏槽爆破保证其他炮眼有可靠的自由面，使爆破效率和光爆质量得到明显提高。1巷道技术特性及设备配置1.1施工巷道地质特性a.巷道名称：-600～-850暗立井上部车场。b.岩性：煤3s底板浅灰色中砂岩、细砂岩，岩性稳定，结构完整，硬度F=9～10，没有瓦斯和涌水。1.2巷道技术参数及设备配置a.巷道断面:直墙半圆拱形,净规格4.5m×3.4m(宽×高),掘进规格4.7m×3.76m(宽×高)。b.支护形式:锚喷支护,采用16×1550mm金属涨圈锚杆,间、排距1000mm,喷射混凝土支护厚度100mm，强度C13。c.施工设备:7655风钻；PB-60耙斗装岩机1台；转子Ⅴ型喷浆机1台；压入式局部通风机1台；8t蓄电池机车1台；1.5t矿车；26mm六棱钢钻杆，长度2.5m和1.8m；一字合金钻头,直径42mm。d.爆破器材：选用2#岩石硝铵炸药，开滦化工公司生产的段发电雷管1～4段（其中第５段不稳定未采用）,MFD-200型脉冲炮机引爆。2爆破参数的确定及施工技术2.1爆破参数的确定2.1.1全断面一次光爆参数采用普通全断面一次光爆时，选用六眼柱型直眼掏槽，掏槽眼深2.2m,循环炮眼眼深2.0m,周边眼间距400mm,崩落眼距平均550mm,全断面布置炮眼80个，共装药399卷。全断面一次光爆炮眼布置见图1,全断面一次光爆爆破参数见表1。
表1全断面一次光爆爆破参数表

炮眼

序号
炮眼

名称
眼

数
炮眼长度（m）
装药量
起爆

顺序
联线

方式
垂深
斜长
角度
卷/眼
小计
1～5
掏槽眼
5
2.2
2.2
90°
6
30
1
串

并

联
6～13
辅助眼
8
2.0
2.0
90°
6
48
2
14～48
崩落眼
35
2.0
2.0
90°
5
175
3
49～71
周边眼
23
2.0
2.1
87°
4
92
4
72～79
底眼
8
2.0
2.1
85°
6
48
4
80
水沟眼
1
2.0
2.2
85°
6
6
4
合计

共布置炮眼80个，装药399卷,重59.85kg。
2.1.2分次爆破参数的确定采用分次爆破时，掏槽眼全部采用6眼楔形掏槽，第一次掏槽眼斜长1.8m，垂深1.5m。第一次掏槽眼及爆破炮眼布置情况见图2。第一次爆破参数见表2。在第一次爆破结束后如果槽腔达到了设计深度，即开始打第二次爆破掏槽眼及下部炮眼，并与其余炮眼一起引爆，周边眼眼距550mm,周边眼抵抗线500mm,崩落眼平均眼距650mm，两次共布置炮眼65个，装药309卷。第二次爆破炮眼布置情况见图3。第二次爆破参数见表3。
表2分次爆破第一次爆破（掏槽爆破）参数表

炮眼

序号
炮眼

名称
眼

数
炮眼长度（m）
装药量
起爆

顺序
联线

方式
垂深
斜长
角度
卷/眼
小计
1～２
掏槽眼
２
1.2
1.2
90°
4
8
1
串联
３～８
掏槽眼
６
1.50
1.80
59°
6
36
2

合计共布置炮眼8个，装药44卷，重6.6kg。表3分次爆破第二次爆破（成形爆破）参数表
炮眼

序号
炮眼

名称
眼

数
炮眼长度（m）
装药量
起爆

顺序
联线

方式
垂深
斜长
角度
卷/眼
小计
1～6
掏槽眼
６
1.80
1.90
75°
6
36
1
串

并

联
7～11
辅助眼
５
2.10
1.80
80°
6
30
2
12～29
崩落眼
18
2.00
1.80
90°
4
72
3
30～47
周边眼
21
2.00
2.10
87°
3
63
4
48～56
底眼
9
2.00
2.10
85°
6
54
4
57
水沟眼
1
2.00
2.10
85°
6
6
4
合计

共布置炮眼57个，装药261卷，重39.15kg。
2.2施工技术2.2.1全断面一次光爆施工技术在普通全断面一次光爆施工时，采用“三八制”两