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煤矿爆破技术的施工及其安全管理措施分析

【摘要】本文探讨了晋北煤业公司5-2041工作面深孔爆破技术的炮眼深度、最小抵抗线、炮孔间距、炸药单耗量等参数的设置方法;对如何优化中深孔爆破技术,改善爆破效果,降低爆破成本进行了探讨;对常用的集中巷道掘进爆破方式进行了比较与优选;最后补充提出了中深孔爆破作业中的安全管理措施。 
【关键词】煤矿;爆破技术;施工;安全管理 
  引言 
  中深孔爆破技术是现代井下煤矿常用的掘进技术,该技术成本低廉,与其他开采技术相结合,具有较高的安全性,不仅极大地提高了开采的进度,而且降低了施工成本,显著提高了企业的经济效益。本文将对该技术在5-2041工作面作业过程中的应用与安全管理,展开具体探讨与分析。 
  1、中深孔爆破技术的参数设置 
  1.1炮眼深度的设定 
  井下的煤矿在开采时一般将炮眼深度设定为2~2.5m比较适宜。炮眼的深度不宜过大,如果深度过大将会造成爆破冲击,增大排粉的难度,使爆破掘进不能正常循环进行。 
  1.2最小抵抗线的设定 
  煤矿中深孔爆破中,最小抵抗线的设定是非常重要的,它的设定对工程开采的影响很大,假如前排的抵抗线过大,就会导致炮不能很好地推出去,出现强烈的后冲、拉裂等现象,不仅如此,多底根,大石块等都会出现,严重影响了爆破的进度;反之,如果抵抗线设定的过于小,不仅会浪费炸药、增加作业时间,还会出现飞石,对施工人员的安全有很大威胁,无形中增加了工程成本。所以合理设定最小抵抗线是非常重要的,这就需要爆破人员根据煤矿中岩石硬度、炸药威力、炮径以及炮孔角度等复杂的因数进行计算,而且要不断地进行调整,以保证良好的爆破效果。 
  1.3炮孔间距设置 
  通常情况下炮孔间距是指在同一排中,深孔两侧两个相邻炮孔之间的距离称为孔距,炮孔间距用a来表示,最小抵抗线用W表示经过实践总结出计算孔距的公式:a=mW,其中m是炮孔的密集系数,一般情况下m大于1.0,在孔径较大的爆破中m在3~4之间取值,甚至更大。另外这里还有炮孔的排距,一般用b表示,它是指每相邻两排炮孔中间的距离。排距具有与最小抵抗线相似的确定原理。 
  1.4炸药单耗量设置 
  单位体积岩石使用的药量系数称为炸药单耗,通常用Q来表示。影响Q值的因素很多,所以其变化范围也很大,当药量、装药、堵塞方式和起爆方法都确定后,还需要根据岩石硬度、均匀性、最小抵抗线等因素来决定炸药单耗的值,通常可以通过大量实验和实践经验来验证其是否正确。盲目增加单耗都会使岩石过度粉碎,同时还会增加爆破的危害。不同的爆破条件会有不同的单耗。 
  2、优化中深孔爆破技术,改善爆破效果,降低爆破成本 
  随着机械化的发展,传统的装药方式逐渐被机械装药所取代,改变了劳动强度大,效率低下的状况,提高了装药的质量,改善了井下有水时装药不连贯的现象。我国不少大的煤矿爆破都采用机械化装药,不仅提高了效率,还改善了爆破效果。合理的炮孔堵塞长度可以提高炸药利用率、改善爆破效果,也使堵塞质量得到了保障。堵塞质量的控制很重要,适当的堵塞不仅能降低冲击波的能量损失,还可以减少炮孔装药量。相反堵塞质量控制不好,比如炮孔堵塞过长,可能会降低延米爆破量,还会造成很多大块岩石残留;或者炮孔堵塞过短,会导致冲炮现象的出现,从而造成炸药很大的能量流失,不仅如此,还会直接影响到炮孔下部岩石的破碎质量,进而导致底根产生。 
  微差起爆一般都是井下开采的时候采用的方法,它是用毫秒来计算炮孔之间或者各排炮孔之间的时间间隔的,按照一定顺序要求起爆。这个方法能够减少爆破震动,减少爆破的危害,同时还能提高岩石的破碎质量,降低爆破成本。 
  3、巷道掘进爆破方式的优比选择 
  巷道掘进中,炮眼有以下四种分类,第一种是掏槽眼,掏槽眼是为后续的炮眼创造新的自由面;第二种是崩落眼,崩落眼的爆破主炮孔能够在上方形成大体积破碎型漏斗;第三种是周边眼,周边眼能够保证爆破后断面的形状、大小和轮廓符合设计要求;第四种是底眼,底眼能够平整巷道底面。 
  巷道掘进作业需要掏槽口来为后续爆破创造良好条件,选择合理的掏槽方式能够有效提高爆破效率。一般可以将其分成两种,一种是直眼式,另一种是斜眼式。直眼掏槽一般分为直线掏槽、螺旋掏槽和角柱式掏槽三种方式。直眼掏槽适合中度及以上硬度的岩石,对较小的巷道掘进有很好效果。对炮孔的深度不做限制,炮孔也没有角度,可以提高深巷道的掘进速度。它具有容易控制、抛渣距离小、爆堆集中等特点。斜眼掏槽是最常见的方式,它可以在掏槽眼和自由面之间形成一定角度。常用种类有:单向掏槽、楔形掏槽、锥形掏槽、扇形掏槽。斜眼掏槽适用各样岩层,掏槽孔需求量少,单耗小,其精度对爆破效果影响不大。所以在煤矿开采中的应用非常广泛,技术也相对成熟。 
  4、中深孔爆破作业中的安全管理措施 
  在实施煤矿掘进深孔的爆破作业中,应该全面的了解当地煤矿的地质条件,合理谨慎的选择爆破区域,尽可能缩短空顶的时间,在实施爆破前做好应该准备的工作。在中深孔爆破中,爆破会产生一些裂隙,这些裂隙的发展方向很难控制,而且在爆破后爆炸产生的威力可能破坏煤矿中的一些岩体,所以在煤矿掘进生产中一定要注意自身的安全,做好相应的防护工作。 
  在煤矿爆破施工时应该保证掘进作业的后路能够正常运输,在循环掘进几个周期之后要尽快将一些掘进中的煤渣清理干净,然后再继续作业,以保证煤矿井下能够顺畅的作业生产。在中深孔爆破时一定要保证打眼的质量,确保炮眼的抵抗线一致,炮眼在一个平面内要等距分布,避免矿井在后期掘进时的巷道太窄影响作业。在矿井下作业时还应注意井下的供电运输,确保井下有良好的通风环境,使生产作业能够顺利进行。 
  5、结语 
  应当根据当地煤矿的实际情况,因地制宜地设定相应的爆破参数,对常用单向掏槽、楔形掏槽、锥形掏槽、扇形掏槽等进行比较、优化,选择相对成熟的技术,提高煤矿生产的效率。通过提高中深孔爆破技术,全面了解当地煤矿的地质条件,合理谨慎的选择爆破区域,尽可能缩短空顶的时间,在煤矿掘进生产中一定要注意自身的安全,做好相应的防护工作,实现爆破效果的优化,降低爆破成本,提高企业的经济效益。 
  参考文献 
  [1]刘晓刚.浅论煤矿掘进中深孔爆破技术[J].中国高新技术企业(中旬刊),2012,7. 
  [2]宗琦,刘菁华.煤矿岩石巷道中深孔爆破掏槽技术应用研究[J].爆破,2010,4.

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