巷道掘進(jìn)爆破施工工藝探究
時間:2022-07-02 03:29:59
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摘要:本文分析研究新元礦的一個掘進(jìn)工作面在進(jìn)行某個巷道施工時進(jìn)行爆破施工,根據(jù)實際情況制定出合理可行的防護措施,實現(xiàn)施工過程的安全高效。
關(guān)鍵詞:巷道;爆破;工藝
1工程概況
本文主要以新元礦的一個掘進(jìn)工作面為例進(jìn)行研究,已知該礦井為高瓦斯礦井,煤層均厚4m,有較多的矸石夾雜在煤層中。在對工作面進(jìn)行掘進(jìn)時,采用爆破的施工工藝進(jìn)行掘進(jìn),巷道斷面面積為15m2的矩形。在實施爆破工藝時,如果爆破參數(shù)設(shè)計得不明確,就會造成巷道超挖、欠挖部分較多,施工以后會有較大的煤矸石落下,影響了設(shè)備的運輸,而且降低了巷道施工的效率,每日的掘進(jìn)進(jìn)度不足1.5m,進(jìn)行爆破施工后,巷道的頂板和兩幫會有浮矸石存留,這一隱患很容易導(dǎo)致事故發(fā)生。
2設(shè)計爆破參數(shù)
通過結(jié)合實際情況進(jìn)行綜合的分析研究,研究進(jìn)行爆破時的施工工藝。使用的乳化炸藥為三級,300g,長度為300mm,電雷管為三段毫秒延期電雷管。①進(jìn)行爆破時首先要打眼。使用YT—23型鑿巖機進(jìn)行人工濕式打眼,從而得到施工的炮孔。打眼的鉆頭為一字型,直徑42mm。由于巷道具有較大的斷面,可以使用錐形掏槽,目的是為了保證掏槽效果較好,炮孔的利用率相對較大,總共設(shè)置4個掏槽孔,為了減少鉆孔的數(shù)量并降低成本,不再布置空孔。②由于巷道在爆破施工時,設(shè)計掏槽孔的長度為2.0m,兩兩孔口間的間距為0.8m,孔底間距為0.2m,炮孔與工作面垂直夾角為65°,根據(jù)孔的長度及孔與工作面的夾角,計算得出掏槽孔的垂直深度約為1.81m。③巷道施工時的煤巖層均厚2.4m,主要為炭質(zhì)泥巖,查出其普氏系數(shù)f=3.5。通過全斷面炮孔布置數(shù)量計算公式得出炮孔數(shù)量約為30個。④巷道斷面炮孔布置情況:掏槽孔4個;輔助孔20個,相鄰兩空的間距為0.6m;頂孔5個,間距0.6m;底孔5個,間距0.6m;周邊孔14個,孔間距0.5m。⑤根據(jù)《鑿巖爆破工程》可知進(jìn)行爆破施工時,單次消耗炸藥量為1.69kg/m3,巖體體積為27.36m3,炸藥的總消耗量為46.24kg。⑥爆破施工時,掏槽孔和輔助孔采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),周邊孔分段裝藥,在炮孔內(nèi)裝填炸藥,并使用毫秒延期電雷管,采用并聯(lián)的連接方式連接雷管腳線,先從掏槽孔起爆,然后是輔助孔、爆破頂孔及周邊孔,最后引爆底孔。
3安全防護方面的措施
3.1注意事項。在進(jìn)行爆破施工之前,首先撤離爆破地點及其附近的所有施工人員,達(dá)到安全的地點,對于所有可能進(jìn)入爆破地點的入口進(jìn)行警戒。做好爆破前的準(zhǔn)備工作,一些管路、電纜等要防護好,并且在放炮完成,炮煙基本散盡,此時工作人員方可進(jìn)入作業(yè)。如果工作面在進(jìn)行爆破施工后,可能會出現(xiàn)瞎炮的情況,應(yīng)由專業(yè)爆破工及時處理,方法如下:可以重新連線并再次起爆的,將警戒的范圍進(jìn)一步擴大,取出原雷管重新進(jìn)行引爆;對于不能進(jìn)行重新引爆的,應(yīng)當(dāng)先使用高壓風(fēng)處理炮孔內(nèi)的雜物,然后將孔內(nèi)的炸藥和雷管取出。3.2有害氣體的防護措施。①進(jìn)行爆破時,如果使用水封爆破的方式,或者放炮噴霧的方式,在爆破的瞬間都會產(chǎn)生較高的溫度和壓力,分析原因是使用水封爆破的方法時,爆破瞬間有大量的水汽生成,在爆破以后的高溫條件下,水與一氧化碳反應(yīng)生成了氫氣和二氧化碳,使得工作面的一氧化碳濃度得以降低。爆破后,炮眼里會存留有害氣體的混合氣,這些混合氣體易溶于體,所以在爆破前后可以使用高壓噴霧等噴霧設(shè)施,通過進(jìn)行噴霧可以有效利用降低工作面的粉塵濃度,同時有害氣體的排放也減少。②進(jìn)行爆破孔封孔時,封孔的長度和質(zhì)量要符合設(shè)計要求,充足的封孔長度可以在炮孔壁破裂之前,使孔狀態(tài)達(dá)到內(nèi)高溫高壓,這種條件下,炸藥可以充分反應(yīng),從而有毒氣體的排放減少。炸藥顆粒充分反應(yīng),從而避免了從反應(yīng)區(qū)被拋出,爆破效率得以提高,有害氣體的排放量降低。③起爆方式為反向起爆。采用這一起爆方式時,正向起爆的事件要先于炮泥運動,所以相對而言,炮孔堵塞的長度得以間接增加,這種條件下,炸藥有充足的時間和空間進(jìn)行完全反應(yīng),炸藥完全反應(yīng)的程度提高,有毒氣體的生成量降低。④對于炸藥外殼的材料,應(yīng)當(dāng)控制其重量。當(dāng)前很多煤礦使用的炸藥需要進(jìn)行防水和防潮,常常采用在炸藥的表面包涂蠟紙的方法來防水和防潮,缺點是涂蠟紙易被點燃,當(dāng)發(fā)生爆破時,先于炸藥與氧氣反應(yīng),從而導(dǎo)致炸藥進(jìn)行反應(yīng)的氧氣不足,使得反應(yīng)不充分,生成一氧化碳等其他有害氣體,因此,必須嚴(yán)格要求炸藥紙殼的重量和炸藥外包裝上的涂蠟量,一般情況下,每100g炸藥的紙殼重量低于2g,涂蠟量低于2.5g。⑤進(jìn)行局部通風(fēng)以排走有害氣體。爆破工序會導(dǎo)致工作面產(chǎn)生一些有害氣體,同時還會產(chǎn)大量的炮煙,不利于施工人員的健康和工作,因此需要快速進(jìn)行稀釋,方法是安裝局部通風(fēng)機,安裝位置可根據(jù)施工巷道斷面的規(guī)格以及需要的配風(fēng)量確定,最終確定安裝在距巷口10m處,并接入風(fēng)筒進(jìn)行通風(fēng)。
4結(jié)語
在巷道掘進(jìn)施工的過程中,考慮用爆破的施工工藝時,必須先合理計算與巷道相關(guān)的爆破參數(shù),并確定巷道掘進(jìn)的進(jìn)度為每日3.0m,實踐證明在爆破施工之后,對頂板以及煤壁的影響不大,兩者都較為平整,而且散落的煤矸石較小,運輸方便,經(jīng)濟和安全效益顯著。
作者:邱立明 單位:山西新元煤炭有限責(zé)任公司