光面爆破在石人沟铁矿巷道掘进中的应用

光面爆破在石人沟铁矿巷道掘进中的应用

0露天开采至入地下开采河北省钢铁集团煤矿有限公司石仁沟采矿区位于河北省遵化西北10公里处。这是一家采采联合企业，并于2003年从露天开采转为地下开采。矿山生产前期采用2#岩石炸药进行巷道掘进爆破,2011年5月份开始采用现场混装炸药,由于混装炸药猛度高,对巷道破坏较严重,导致巷道断面破损,排险难度加大,成型率低,为此急需改善巷道掘进的成型状况,矿山决定采用光面爆破。1炮孔支护的合理布置为解决巷道断面成型问题,掘进爆破参数的改进和完善将以矿山现有技术水平为前提,确保施工安全;合理布置炮孔参数,力求简化布孔方式,提高掘进效率;设计方案应在技术上操作可行,确保实现光面爆破。2u3000光面爆炸参数确定2.1炮孔直径dg掘进断面尺寸4.5m×3.8m,采用阿特拉斯Boomeru3000281掘进台车凿岩,钻杆长度4m,有效掘进孔深3.7m。根据布设炮孔位置的不同采用相应的炮孔直径。掏槽眼直径采用Ø102mm钻头,周边眼及辅助眼炮孔直径均为45mm。由于周边眼采用不耦合装药,因此设计炮孔直径与药卷之间的不耦合系数需满足如下关系。式中:D———炮孔直径与药卷间不耦合系数,D=1.25~2.0;d孔———炮孔直径,mm;d药———炸药药卷直径,取32mm。经计算D=1.4,符合不耦合系数要求。2.2径中空直孔检槽方式井下巷道掘进均采用直眼掏槽。根据石人沟铁矿现有矿山技术条件,采用五梅花小直径中空直孔掏槽方式,如图1所示。该掏槽方式共有17个炮孔组成,其中6#~17#孔为装药孔,1#孔为中心掏槽眼,位于巷道中心线上,距底板1400~1600mm处,其周围布设2#~5#4个空孔,空孔距中心孔350mm。2.3炮孔间距试验光面爆破炮孔间距按式(2)确定:式中:E———光面爆破炮孔间距,mm;d———炮孔直径,mm。经计算得,炮孔间距E=360~810mm。为了取得较好的光面爆破效果,根据现场经验取周边眼距为700mm。2.4u3000辅助眼睛的确定辅助眼均匀布设于掏槽眼与周边眼之间,炮眼间距600~800mm,最小抵抗线W=350~800mm。炮孔布置如图2所示。3构相关研究爆破效果的关键与炮孔装药量和装药结构密切相关。采用现场混装炸药,2#岩石药包起爆,为实现光面爆破预期效果,周边眼采用2#岩石炸药爆破。3.1u3000装剂量计算混装密度的确定根据装药密度与炮孔结构参数确定炮孔装药量,由公式3可知:式中:q掏———装药量;q———线装药密度,取混装药炸药线装药密度10.8kg/m;l———炮孔长度,取3.7m。计算得掏槽眼装药量q掏=39.9kg。检药量计算装药量掏槽小孔及辅助眼现场混装炸药线装药密度为2kg/m,炮孔长度取3.7m,由式(3)计算得掏槽小孔及辅助眼单孔装药量7.4kg,掏槽小孔及辅助眼共26个,计算总装药量为,26×7.4=192.4kg。#岩石成药卷、卷长度及卷量为降低炸药对巷道壁的破坏,不采用现场混装炸药,而是改为装2#岩石卷药,即周边眼采用不耦合装药。2#岩石炸药药卷直径32mm,药卷长度200mm,单卷药量0.15kg。按炮孔长3.7m计算,每孔装药量为18.5卷,取18卷,每孔装药量为2.7kg,周边眼总装药量为7×2.7=18.9kg,巷道掘进面实际总装药量为Q=39.9+192.4+18.9=250.6kg。3.2孔底起爆顺序采用10段半秒延期导爆管雷管起爆方式。为确保正常起爆,掏心大孔及底孔采用孔底及孔中部双起爆方式起爆,其余炮孔均采用孔底起爆方式,起爆顺序见图3。4u3000爆破技术a.巷道断面进行光面爆破后,巷道轮廓整齐,大大减少了巷道的超挖与欠挖现象,巷道顶部平整,没有产生新的爆破裂隙,无明显浮石,巷道排险工作大大降低,达到预期爆破目的。b.Boomeru3000281凿岩台车的使用,确保了炮孔质量,每次爆破进尺增加约1m,提高了凿岩效率。c.巷道掘进过程中爆破施工技术的改进优化,使装药炮孔数量由原来的65个孔减至40个孔,炮孔数量显著减少,提高了巷道掘进效率。d.光面