第七章 安全爆破技术

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(二)光面爆破

光面爆破,简称光爆,是指沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前或之后起爆,以形成平整的轮廓面得一种控制爆破技术。

1、光面爆破的种类

光面爆破根据施工方法不同可分为轮廓线光爆法、预裂光爆法和普通光爆法三类。

(1) 轮廊线光爆法。 (2) 预裂光爆法。 (3) 普通光爆法。

2、光面爆破法炮眼的布置

(1)炮眼布置的顺序。一般是首先选择掏槽眼方法,确定掏槽眼的位置;其次是根据岩石条件,选择周边眼参数,布置周边眼及控制光面层厚度的二圈位置;最后是安排辅助眼及底眼的位置。

(2)布置原则。由于套曹艳和周边眼已固定,所以主要考虑辅助眼和底眼的布置。总的原则是使炮眼均匀布置爱被爆岩体中,同时光面厚度要均匀。

3、光面爆破的质量要求

(1)眼痕率,硬岩不应小于80%,中硬岩不应小于60%。 (2)软岩中的巷道,周边成形应符合设计轮廓。

(3)两炮衔接台阶尺寸,眼深小于3 m时,不得大于150mm。眼深为5m,不得大于250mm.

(4)围岩面上不应有明显的炮震裂缝。

(5)巷道周边部应欠挖,平均线性超挖值应小于200mm。欠挖的具体数据包括:

1) 净宽 2) 净高

3) 井筒半径

(6)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。

4、光面爆破的注意事项

(1)当工作面有软岩石(煤)层或容易冒落破碎的岩石时,可根据实际情况在周边加打空眼,或适当将周边眼加密。

(2)光面爆破的眼位、眼深及其方向应力求准确。在硬岩中,

周边眼口应在轮廊线上,眼底不宜超过轮廊线100m;在软岩中,眼口应在轮廊线内100m处,眼底应正好落在轮廊线上,当工作面处在易冒落破碎的软岩夹层时,可在软岩夹层上加打空眼,起导向作用。

(3)光爆应采用反向不耦合与空气柱结构装药,若在高瓦斯矿井,必须制定安全技术措施,经矿总工程师批准后实施。

5、深孔光爆施工技术

深孔光面爆破,是指一次爆破的炮眼深度大于2.5m的光面爆破,在静好掘进中,深孔挂念爆破已成为今天的发展方向。

(1) 深孔掏槽方法。在有限井巷掘进工作面上,实现深孔光面爆破的主要关键性技术,是如何实现深孔掏槽,并达到光面爆破效果的问题。

由于受巷道断面的限制,要实现深孔掏槽,就必须实行直眼掏槽法。在深孔条件下,必须采用强力抛渣式直眼掏槽法。

(2)深孔光爆材料和装药结构。

(三)定向断裂爆破

定向断裂爆破,是指在岩巷周边眼爆破时,利用切缝管对炮眼内的爆炸能量释放方向进行定向控制,使切缝方向集中释放能量来形成最大应力,作用于岩面并产生裂缝,裂缝在应力波河爆生气体的共同作用下定向扩展,最终形成控制精确断裂的一种控制性爆破。

一、影响爆破效果的主要因素

爆破是目前采掘过程中破碎岩石的主要手段。 (一)炸药的性能

影响爆破效果的炸药性能参数主要有:炸药爆速、爆炸气体生成量及装药密度等。

(二)装药结果

不同的装药结构可改变炸药的爆炸性能,从而因引起爆炸作用的变化。

1、药包形状

常用药包有延长药包和集中药包两类。 2、空气间隔装药

A、轴向空气间隔装药。B、环向空气间隔装药。 3、起爆药卷的位置

(三)岩石性质及地质构造

不同的岩石,其硬度是不同的,一般而言,岩石的坚固性系数越大,炸药消耗量也越大,反之则越小;弹性大,岩石的炸药消耗量大,而脆性岩石则较小。

(四)爆破参数和爆破工艺

1、爆破参数,主要是指炸药消耗量、装药量、炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目以及最小抵抗线等。

(1)炸药的消耗量。爆破1立方米原岩所需要的炸药消耗量,简称炸药消耗量,单位千克/立方米。

(2)炮眼直径。炮眼直径对凿岩速度、眼数、单位炸药消耗量和巷道成形等都有影响。

(3)炮眼深度。

炮眼深度决定着每个循环的进尺。量,也就是决定着掘进中钻眼和装岩等主要工序的工作量和完成该工序所需要的时间。

(4)炮眼数目。

炮眼数目和炮眼布置是密切相关的,必须根据工作面的岩石性质、巷道断面形状和尺寸以及所用的爆炸材料,对不同作用的各类炮眼,分别进行合理布置,最终排列出的炮眼就是一次爆破的总炮眼数目。

(5)最小抵抗线。

炮眼眼距与最小抵抗线间的相对比值有着非常重要的作用。

2、爆破工艺

爆破参数确定后,爆破施工工艺也是影响爆破效果的一个关键环节,如炮孔装药、填塞等。

(五)间隙效应

间隙效应是指在炮眼内,如果装药柱也炮眼孔壁之间存在空隙,常常会发生爆轰中断或炮轰转变为燃烧的现象,又称为管道效应或沟槽效应。

1、间隙效应的危害

不仅减低了爆破效果,而且在瓦斯矿井中进行爆破时,若炸药发生燃烧,就有引发是事故的可能。因此,在爆破作业中应尽可能地消除间隙效应。

2、消除间隙效应的措施

A、装药前,炮眼内的煤、岩粉应认真清扫,保证药卷之间密接。B、采用耦合散装炸药的方法来消除径向间隙。C、采用临界直径小、爆轰性能好、对间隙效应抵抗力大的炸药。D、加大药包直径或缩小炮眼直径。E、采用高威力炸药,或改变雷管位置等。

第三节 炮采工作面爆破技术

一、炮采工作面炮眼的种类及作用

炮采工作面的炮眼,按位置可分为底眼、腰眼和顶眼。 1、底眼及其作用

底眼位于工作面的底部,它的作用是先将煤层的煤崩出,起到掏槽作用,为腰眼和顶眼爆破创造自由面,不留底煤,不破底板,为装煤、移溜和支柱创造良好条件。

2、腰眼及其作用

腰眼位于煤层顶板与底板之间的腰部,它的条件是进一步扩大底眼掏槽,为顶眼爆破增加自由面,为落煤创造条件。

3、顶眼及其作用

顶眼位于腰眼与顶板之间,它的作用是在不留顶煤并保持顶板稳定或减少顶板被震动的情况下落煤。

二、炮采工作面炮眼的布置

炮采工作面的炮眼排列应根据工作面的采高、煤的硬度、顶底板岩性和煤层节理、层理等条件决定。一般常用的炮眼布置有三种形式:

1、单排眼 2、双排眼 3、五花眼

三、炮采工作面间隔分组爆破

《煤矿安全规程》规定,在采煤工作面,可分组装药,但一组装药必须一次起爆。所以,采煤工作面严禁一次装药,分次起爆。

采用间隔分组装药爆破时应采取以下技术措施:

1、在地质条件好、顶板比较稳定的工作面,如果合理选择好发爆器容量,加大炮眼水平角度,适当缩小相邻炮眼的间距(0.8米左右)和严格控制每个炮眼的装药量,且工作面倾斜长度较短时,

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