安徽煤矿岩巷掘进深孔预裂爆破试验方案设计及安全措施

XX矿业集团XX煤矿83下采区运输下山掘进深孔预裂爆破试验方案设计及安全技术措施XX矿业集团工程建设公司2013年10月20日一、工程概况XX煤矿83下采区运输下山长度1213m(目前余730m)，坡度：10.5º，断面净尺寸(喷厚150mm)：宽×高=5×4.1m；岩性：砂岩，硬度f=8~10。二、深孔松动爆破机理深孔松动爆破技术是根据工程实际需求，钻凿大直径深炮孔，利用炸药爆炸的“动”、“静”作用使炮孔周围岩石破裂破碎而不产生抛掷的控制爆破。2.1炸药爆破破岩过程在半无限介质中，炸药在炮孔内爆炸后，产生强冲击波和大量高温高压爆生气体。由于爆炸压力远远超过介质的动抗压强度，使得炮孔周围一定范围内的介质被强烈压缩、粉碎，形成压缩粉碎区；在该区内有相当一部分爆破能量消耗在对介质的过度破碎上，然后冲击波透射到介质内部，以应力波形式向岩体内部传播。在应力波作用下，介质质点产生径向位移，在靠近压缩区的介质中产生径向压缩和切向拉伸。当切向拉伸应力超过介质的动抗拉强度时会产生径向裂隙，并随应力波的传播而扩展。当应力波衰减到低于介质抗拉强度时，裂隙便停止扩展。在应力波向前传播的同时，爆生气体紧随其后迅速膨胀，进入由应力波产生的径向裂隙中；由于气体的尖劈作用，裂隙继续扩展。随着裂隙的不断扩展，爆生气体膨胀，气体压力迅速降低；当压力降到一定程度时，积蓄在介质中的弹性能就会释放出来，形成卸载波，并向炮孔中心方向传播，使介质内部产生环向裂隙(通常环向裂隙较少)。径向裂隙和环向裂隙互相交叉而形成的区域称为裂隙区。当应力波进一步向前传播时，已经衰减到不足以使介质产生破坏，而只能使介质质点产生振动，以地震波的形式传播，直至消失。应力波过后，爆生气体产生准静态应力场，并楔入空腔壁上已张开的裂隙中，在裂隙尖端产生应力集中，使裂隙进一步扩展。在裂隙扩展过程中，爆生气体首先进入张开宽度大、较平直、对气体楔入阻力小的大裂隙中，然后再进入与之沟通的小裂隙中，直到其压力降到不足以使裂隙继续扩展为止。爆生气体在岩体内产生的准静态应力随距炮孔中心距离的增加而衰减，因而在岩体内存在爆生气体应力梯度。在爆生气体压力驱动下，裂隙始终朝着压力(或应力)低的方向扩展，即向着远离炮孔的方向扩展。2.2松动爆破裂隙半径计算本次研究拟对岩层实施大直径深孔松动爆破，根据爆轰理论和应力波理论，松动爆破裂隙扩展半径一般按下式计算：（1）式中—裂隙扩展半径；—应力波初始径向应力峰值，；—泊松比，取0.27；—应力波衰减值，=1.63；—炸药爆速，取3500m/s；—炸药密度，取1100kg/m3；—药卷半径，现场拟采用特制药卷直径Φ63mm，壁厚2mm，实际装药直径61mm，=0.061/2=0.0305m；—炮眼半径，炮孔直径设计为Φ75mm，=0.075/2=0.0375m；—岩体抗拉强度，取2.8MPa；—压力增大系数，8~11；取8。带入各值，计算得松动裂隙半径=0.8m。三、爆破试验方案设计为对巷道工作面岩石进行松动爆破，深孔松动爆破设计主要包括选择爆破器材，确定炮孔深度、炮孔直径、钻孔方向、炮孔数目、炮孔布置、装药参数等。丘3.1绳娘钻孔机具瑞和爆破材犁料谊采用高性恩能大功率役钻机实施太深孔松动乱爆破的钻阔孔工作；盛炸药采用牛三级煤矿通许用水胶激炸药找；典1~已5鞋段毫秒延确期电雷管我。青3.2茧巷炮孔直径朽和药卷直煎径唐炮孔直径恨Φ姿75m吐m雨，装外径叼Φ毛63m协m签（内径亦Φ藏61m捧m甲）的特制挺药卷。涝3.3净涛炮孔深度弓和钻孔倾界角坡全断面产共车布置邻3跃个税孔，钻孔搅深度纵50把m盘，装药焦44励m袜，封孔裤6君m盐。贿3僵个孔均平问行巷道轴虎线方向钻看进。舱为避免炮钟孔方向偏廊斜进入巷掀帮、造成易超挖，要飘严格控制脊钻孔深度魂和倾角围3.4流场炮孔布置犁根据巷道疼断面和爆抱破后炮孔抓周围裂隙候圈理论计淘算结果，揭炮孔布置童成三角形堪。炮孔间扶距磁：俱1600希m蛛m耐；炮孔排仍距置：怪1380布m母m伯。具体布僵置如稿图跌1猪所示。稍图滋1嗽峰炮孔布置克图桂3.5举抓装药参数猾由于去所有装药耻一次刚起爆能量狠太大车，为减小串爆破对围顶岩的冒造成的损狱伤和地震舱效应静，国炮孔喇分别假用养1琴、望3掏、愤5肢段灶雷管引局爆。为防笑止冲孔，导封孔长度唇应不小于眉6稍m软。见陕表翻1埋。航表梦1折装药参数锹表愿编号浓炮孔直漆径愿/mm躬炮孔深凉度归/m分装药直巾径察/mm宰装药长度排/m笋堵塞努长度船/m正雷管段洋别铸1#策75椒50燃63过44蜓6聪1膝2#动75米50狱63钞44迟6员3箩3#泥75吐50魄63序44牌6扩5齐3.6冻暴炮孔装药蒙和起爆网种路关采用特制详药柱，连付续正向装纹药，风动伍封孔机封碎堵孔口，扁黄泥作为路封堵材料岗，封堵长仁度模6.0丈m昼。固每个炮孔冰单个起爆疫药柱，塔每个起爆请药肚柱装奶两发同段燥雷管倡，分别歪用柿胶质导线杏引出孔外牛，孔外采爪用帅并音联电起爆骆网路，不接头处使橡用防水胶骂布处理，播确保可靠陶起爆。古3.7绍装药顿施工俯工艺1）探孔谜为保证装饱药顺畅，湿当钻机起宫钻早后婆，用压风客将孔内残粗碴吹清。炎并用专用磨探孔管对余炮翻孔进行探瓶孔，并记罚录钻孔深侍度。2）装药溪根据拥探孔烤深度催，确定装谋药长度姻，装药私长度雅视炮孔深荷度根据堆表颜1剑进行调整主。幸3环）封孔方山式=1\*GB3边①库装药完毕塌，采用黄誓泥海、摸用封孔器东封孔。对斑炮眼深度侄中除装药普长度以外够的长度以糊黄泥作为吴封堵炮泥卡材料，用偏风动封孔忆机封堵至钉孔口，然揪后再进行匀所有孔一终次分段起水爆。装药安结构示意踪图如图亮2简所示。俊图浸2倒穴正向装药腹结构示意疑图=2\*GB3产②古若第一种叛用黄泥封始孔的方式异不能封住药时，采用谁速凝水泥偶封孔。即观与第一种跳方式一样云，在装药体完毕，采建用圣特产芦速凝水泥麻。聪四集、爆破优施工惑辅助设备纹与材料醒表陵2歪工程公司裹准备的材灰料萄序号陕名称朗规格孩数量班备注翁1朽药柱饺Φ沃63×1晨m×3.因3kg仅500k乘g诉2泽雷管捏1辫、刑3暂、睁5间段墨12柄每孔两发民3胡母线野200m喊4盗黄泥掘2价0免袋赵用于封孔偿5谱防水胶带动1股0奶卷撒表宫3穴安徽理工东大学准备继的爆破材请料驾序号耕名称危规格御数量牌备注宝1煤探孔管兵Φ照50×2嚼m亚5饺0醋根挎探孔深死2份探孔头麻Φ孩63×3童0cm险2懂个犯探孔深蓬3道封孔器跳1备台宪封孔用孩五监、操作注肉意事项业1拜）打钻：茎现场技术叮员准确确醒定钻孔的道位置，钻斤孔确保直勉、齐、平共。孔打好秩后，为保芒证炸药能收顺利装入呼炮孔内，弟要求孔内梁粉渣必须趋完全排出喘；稳钻及制打钻过程啄中，现场蜓必须配有趣相关技术汉人员，以倒保证钻孔瘦符合设及远要求，绝择对避免出咬现下山孔相及孔内出郊现台阶，油致使无法父装药。当创钻杆拨后霉，用探孔睁管探孔验累证孔深，舒以确定装隔药的长度穗。坦2翁）装药方室式：货药柱一端缝装入一璃根稼600m怪m胆长的索状泳传爆材料昂，以保证宫可靠传爆刺。糖每个炮孔慌装药用两喘发电雷管壮分别用放时炮母线引害出孔外。廊装药采用礼正向装药司方式。炮海头的加工定是将雷管告脚线剪掉韵只硬留赛15c萄m狭长接胶质著线，其接共头用绝缘鞠胶布裹紧脱，防止断艺路和短路量。雷管脚浊线和胶质匙线接头处况与雷管脚饭线处要用貌防水胶带熄进行防水选处理，且不在炮头药朴柱底壳内晓外都用黄芝泥填实进果行防水。酒同时尤其性要注意母傻线附于管辛壁侧面，细并用雷管斤做炮头时敢剩余脚线奔固定，以刷防管与孔布壁的摩擦旦使雷管脚污线与母线州脱落，导腰致雷管断些路和短路霸。要求装玻药前钞要对雷管师进行导通临检查，其杯导通电阻拜符合要求坝，方可将示雷管装入阁药柱头内仪，封孔后董也要对雷楼管进行导胡通检查。提3挺）装药：肢用阻燃性反专用塑料踪质探管推猫动药卷装前入炮孔，贝装药前，笑先用探管寻探试炮孔善，然后再金装药，每版次装药药铜柱不得多态于村3顽卷。装药崭一定要到偏底，要保质证连续装破药，不得附有夹矸，巴以防拒爆区。旦4雅）封孔：木装药完毕歇，随即采蜂用专用黄瞧泥封孔器遣或水泥封磨孔，封堵状一定要紧土，防止穿疗孔。性5共）甲封孔器封跌孔安全使涛用方法及具注意事项能：趁（格1耳）检查封见孔器是否瓶漏气，封异孔管是否讯堵塞。慌（轻2呀）将粒度基不大减于拴6m侨m驴的黄泥选洲用喷雾水笑造湿，其站颜色变为迎棕色为宜剥，粘度为稍用手能捏登成团而不睬易散为宜启。贫（伶3迹）封孔的悼具体步骤唇：转=1\*GB3足①状关闭封孔胶器出口阀道、泄气阀烛和进气阀够。=2\*GB3奖②果将黄泥从示封孔器上匹端进料口皮装入，装桐入量为封技孔器容积萄的跳1/吴3执左右。=3\*GB3猜③槐将封孔管盒塞入炮孔京中，并将座雷管的脚届线用手抓构住，防止焦黄泥将脚办线冲入炮毒孔中。=4\*GB3节④性用手将进乖料口阀门凯关闭后，畜开启进气割阀，往封伤孔器内送动气，此时钢，封孔器瓦内的气压员将会把封渡孔器内的济进料阀门基自动关实锋。=5\*GB3途⑤昼当进气时箭间略半分搞钟，封孔画器内的压娃力达青到度4MP怜a辟时，通知玻封孔管操广作人员，妖往炮孔中分送黄泥。挺当黄泥封柏满后，立纺即关闭出龙口阀，再镰封下一个搅炮孔，如毒此循环，压当封孔器穴的黄泥全姿部用完后惯，再装黄侮泥。馅（倘4愚）如果在筹封孔过程赚中，出现谷雷管脚线炉冲入炮孔菌中时，应右当及时用睡高压水清弯洗干净，粱将雷管脚璃线勾出。单（吸5筛）封孔时城，封孔辱操作雅人员佩戴阀防护镜和威手套，防检止黄泥吹少出伤宏人。缘六蔬、安全技族术措施前应制定专叙门的深孔姻预裂松动垒爆破安全意技术措施伏，并报相奖关部门审处批。闷1何、成立以扮主管领导仰任总指挥斑的领导小报组，负责示指挥领导武该糟巷道款深孔惯预裂妨爆破的现富场实施，执按照《煤而矿安全规奴程》对深密孔爆破作印业的有关州条款的规稻定执行，肌同时还应茄包括放炮蜂、勤撤人、警序戒、回风劫系统停电堆撤人等有泛关安全技耕术芝措施，深金孔控制爆敬破工程实毛施前，要越对措施进来行认真审羽批和贯彻界，落实到鉴位。顾2朋、除了领骆导和现场应指挥人员悄、技术人集员舰外，要求余配专职放荐炮愉工王2织人；装药宾和封孔工眉6-8专人。患3再、放炮瘦点应在与县其相邻的唯巷道内或伯在本巷道乳的躲避硐仪内，乳放炮警戒超设置在距喇爆破地点州相邻巷道连内狠不小于家3习00m聋、直巷不仰小短于芽500辱m键。傅放炮母线桨采用铜芯奥绝缘线，册不得有破舟损和明接军头。放炮填母线必须从相互扭紧直并悬挂，谨不得同轨临道、金属僚管、钢丝姑绳、刮板罚输送机等瓜导电体接钩触。放炮贡母线同电摇缆、电线掀、信号线条应分别挂麻在巷道的宰两侧。如阁果必须挂泡在同一侧吊时，放炮欠母线必须俱挂在电缆效的下方，幼并应保歪持柏0.3志m串以上的悬成挂距离。笋母线敷设太必须严格凑执行《煤箩矿安全规矛程》扔第贩30纠8组条的有关拐规定。猾4平、放炮雁3六0mi分n查后，由救推护队员去骗爆破区域疏进行探察微，应根据配检查结果欠确定采取键恢复送电姓、通风等惑具体措施厉。确定无朴险情后方院可进行正密常生产施拍工。盛5换、装药人肿员和放炮殿人员必须锈经过深孔骑松动宾控制爆破艳操作技术必培训，培判训合格后据方可上岗暮操作。饿6暑、炸药妙和雷管幕的储存、胡发放、运烫输，要严扯格执行《算煤矿安全油规程》的洗有关规定颗，并执行嫁好本矿有致关规定。字炸药的使胸用要符合杜爆破规程材的规定，拿同时，炸少药利和雷管的眨运输工作含应注意以危下几个方培面：宰（赞1俯）爆破材艺料必须由沸专耗业指人员护送览。顺（汪2逐）遍爆破材料份存放在井叉下辈炸擦药库怪，绢由件专职宇放炮员领亡取。麦（贡3览）加强现稍场才炸衰药管理。质装药前，所爆破材料窜都应扣存放在猜制定位置萄，专人看锣管尚，朽起爆材料部存放在加她锁的木箱据内。胖（圈4也）放炮前究，须将炸病药专车及居存放剩余察爆破材料翻的木箱转摇移至警戒续线外的安悠全地点，桂由专人看迷管，放炮浩后送回炸乘药库。辩7燃、爆破采葱用层三级葱煤矿许用转水胶腿炸药，孔腐内敷设煤判矿安全导率爆索，双恳炮头正向闲起爆，严弊禁使用过呆期变质的棋炸药和导夺爆索。燕8逢、澡施工时浆必须做好趣准备工作退：谁①腊钻眼前，阔综掘机后仪退至安全邻位置，至慢掘进工作鸣面距离不犹得小于锣20咱m宁。逐②乖爆破孔前睡后洋10遮m垦范围内的蚕巷道支护坑应侮检查加固零；跑③纵凡爆破前，长对综掘机绳及预附近的向其它跳设备、电猫缆爸等进行严垄密的防护丘，可利用赵大板、镇旧皮带、扯竹笆架等燃包扎委、遮挡萝。滤9出、严格执怜行质“身一炮三检记制处”亡和于“怕三人连锁绩放炮冷制练”出。施工现养场必须有玉专职瓦斯裕检查员持弓证上岗。粥1爱0惧、装药前尚、装药过石程中和放报炮前，专嗽职瓦斯检脉查员必须黑对放炮地冠点及回风茅流中瓦斯蹦进行检查漂，超限时城（响≥工0.8蛮%辩），不得团进行作业笛。茄1禾1区、装药前奸要用压风瘦排净孔内地残渣输和水。忙1傍2自、采用可启连接塑料划筒递装药柱住进行装药厨。装药时租，无关人俯员撤离现判场。水1鄙3们、装药前怎首先将导氧爆索穿过贡塑料被筒撒，然后将封塑料被筒旨一节一节只连接并送获到爆破孔寒孔底。屿1聚4跌、炮头及葵连线等工拒作，由班础组长、放友炮员、彻或专业技惑术人员爹现场操作墙。璃1似5告、放炮前予，必须将颂爆破地点秆前先后弃20误m径范围内进抹行洒水灭传尘。牛1樱6堂、放炮前司，必须在贫可能进入畏爆破地点延所有通路虚上设置警桥戒或栅栏沸。警戒人时员必须在桌有掩护的视安全地点壁进行警戒穗，警戒线培处应设置桶警戒牌或维拉绳等标凶志。津1禁7控、严格执朴行《煤矿夕安全规程所》圾第决30美0缺条规定。亿炮头由放来炮员亲自脚制作，制喊作前放炮葬员要对雷锤管进行导盗通测试，挡然后将雷踩管脚线扭帽接短路。晒制作炮头葱时，电雷昨管必须僵捆绑在安氏全导爆索栗上，爱全部插入窜被筒的炸湾药。电雷透管插入被缴筒炸药后联，将脚线折缠绕固定永在被筒上锻；然后用但铜芯绝缘堤线加长脚销线，并联胀接可靠，绣接头用胶减布绝缘，淘并将铜芯障绝缘线在规炮头上打径结固定。景每个雷管把上加长用群的铜芯线范须采用不俊同的颜色粘，以免出敏现误接现混象。加长棒的脚线末税端要悬空厘，远离导考体，并扭标结短路。辣制作炮头盲的地点要巴距炸药、搞导爆管索细10算m周以外。同1亚8窝、炮头被房筒连接好情后，高使用专亩用炮棍慢选慢送入孔课内，不得地冲撞、捣麻实，炮头潜装入后进耗行压风喷虚泥封孔。疯19汪、封孔采址用压风装造泥机累器与抗静繁电阻燃还橡胶塑管进行压盯风喷泥封秧孔。封孔系材料为略需潮的黄土壶。压风不足足第时涂(<0.代35MP侧a越)衡，不得封受孔，芝以保证封哗孔密实，舅封孔长度古不得小于缩6停m膊。牙2揉0门、爆破孔中内的每个固雷管单独戏接入母线样，接头处担必须悬空泳，不得同径任何物体蛙接触。放巴炮母线和扑连接线，害必须符合寻《煤矿安日全规定》郊第趋30原8怎条的有关们规定。萌2听1签、放炮前苍，放炮母至线必须扭童接成短路丑。菊2贿2名、放炮母钞线连接脚究线、检查铁线路和通异电起爆工弱作，只准柳放炮员一更人操减作。叔2逼3涉、放炮钥耻匙必须由曾放炮员随杏身携带。畏不到放炮献通电时，狮不得将放根炮器钥匙阀插入放炮倡器内。支2喘4关、连接好亚放炮母线晓后，应检焰查线路连僚接情况，俊确认无误棍后方可起狱爆。放炮恨员必须最茧后离开放容炮地点，互并必须在钥警戒线外独的安全地好点进行放挽炮。动2掏5是、放炮前锦，应由班愁组长清点撕人数，确毛认无误后展再下达放为炮命令，瓣放炮