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 摘要:本文分析研究新元矿的一个掘进工作面在进行某个巷道施工时进行爆破施工,根据实际情况制定出合理可行的防护措施,实现施工过程的安全高效。

关键词:巷道;爆破;工艺

1工程概况

本文主要以新元矿的一个掘进工作面为例进行研究,已知该矿井为高瓦斯矿井,煤层均厚4m,有较多的矸石夹杂在煤层中。在对工作面进行掘进时,采用爆破的施工工艺进行掘进,巷道断面面积为15m2的矩形。在实施爆破工艺时,如果爆破参数设计得不明确,就会造成巷道超挖、欠挖部分较多,施工以后会有较大的煤矸石落下,影响了设备的运输,而且降低了巷道施工的效率,每日的掘进进度不足1.5m,进行爆破施工后,巷道的顶板和两帮会有浮矸石存留,这一隐患很容易导致事故发生。

2设计爆破参数

通过结合实际情况进行综合的分析研究,研究进行爆破时的施工工艺。使用的乳化炸药为三级,300g,长度为300mm,电雷管为三段毫秒延期电雷管。①进行爆破时首先要打眼。使用YT—23型凿岩机进行人工湿式打眼,从而得到施工的炮孔。打眼的钻头为一字型,直径42mm。由于巷道具有较大的断面,可以使用锥形掏槽,目的是为了保证掏槽效果较好,炮孔的利用率相对较大,总共设置4个掏槽孔,为了减少钻孔的数量并降低成本,不再布置空孔。

②由于巷道在爆破施工时,设计掏槽孔的长度为2.0m,两两孔口间的间距为0.8m,孔底间距为0.2m,炮孔与工作面垂直夹角为65°,根据孔的长度及孔与工作面的夹角,计算得出掏槽孔的垂直深度约为1.81m。

③巷道施工时的煤岩层均厚2.4m,主要为炭质泥岩,查出其普氏系数f=3.5。通过全断面炮孔布置数量计算公式得出炮孔数量约为30个。

④巷道断面炮孔布置情况:掏槽孔4个;辅助孔20个,相邻两空的间距为0.6m;顶孔5个,间距0.6m;底孔5个,间距0.6m;周边孔14个,孔间距0.5m。

⑤根据《凿岩爆破工程》可知进行爆破施工时,单次消耗炸药量为1.69kg/m3,岩体体积为27.36m3,炸药的总消耗量为46.24kg。⑥爆破施工时,掏槽孔和辅助孔采用连续装药结构,周边孔分段装药,在炮孔内装填炸药,并使用毫秒延期电雷管,采用并联的连接方式连接雷管脚线,先从掏槽孔起爆,然后是辅助孔、爆破顶孔及周边孔,最后引爆底孔。

3安全防护方面的措施

3.1注意事项。在进行爆破施工之前,首先撤离爆破地点及其附近的所有施工人员,达到安全的地点,对于所有可能进入爆破地点的入口进行警戒。做好爆破前的准备工作,一些管路、电缆等要防护好,并且在放炮完成,炮烟基本散尽,此时工作人员方可进入作业。如果工作面在进行爆破施工后,可能会出现瞎炮的情况,应由专业爆破工及时处理,方法如下:可以重新连线并再次起爆的,将警戒的范围进一步扩大,取出原雷管重新进行引爆;对于不能进行重新引爆的,应当先使用高压风处理炮孔内的杂物,然后将孔内的炸药和雷管取出。

3.2有害气体的防护措施。

①进行爆破时,如果使用水封爆破的方式,或者放炮喷雾的方式,在爆破的瞬间都会产生较高的温度和压力,分析原因是使用水封爆破的方法时,爆破瞬间有大量的水汽生成,在爆破以后的高温条件下,水与一氧化碳反应生成了氢气和二氧化碳,使得工作面的一氧化碳浓度得以降低。爆破后,炮眼里会存留有害气体的混合气,这些混合气体易溶于体,所以在爆破前后可以使用高压喷雾等喷雾设施,通过进行喷雾可以有效利用降低工作面的粉尘浓度,同时有害气体的排放也减少。

②进行爆破孔封孔时,封孔的长度和质量要符合设计要求,充足的封孔长度可以在炮孔壁破裂之前,使孔状态达到内高温高压,这种条件下,炸药可以充分反应,从而有毒气体的排放减少。炸药颗粒充分反应,从而避免了从反应区被抛出,爆破效率得以提高,有害气体的排放量降低。

③起爆方式为反向起爆。采用这一起爆方式时,正向起爆的事件要先于炮泥运动,所以相对而言,炮孔堵塞的长度得以间接增加,这种条件下,炸药有充足的时间和空间进行完全反应,炸药完全反应的程度提高,有毒气体的生成量降低。

④对于炸药外壳的材料,应当控制其重量。当前很多煤矿使用的炸药需要进行防水和防潮,常常采用在炸药的表面包涂蜡纸的方法来防水和防潮,缺点是涂蜡纸易被点燃,当发生爆破时,先于炸药与氧气反应,从而导致炸药进行反应的氧气不足,使得反应不充分,生成一氧化碳等其他有害气体,因此,必须严格要求炸药纸壳的重量和炸药外包装上的涂蜡量,一般情况下,每100g炸药的纸壳重量低于2g,涂蜡量低于2.5g。

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