光面爆破一次成型法在大断面巷道掘进中的应用

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1、Ξ光面爆破一次成型法在大断面巷道掘进中的应用周乃松(武钢程潮铁矿,湖北鄂州436000)摘要:程潮铁矿引进先进的掘进设备Boomer281掘进台车,凿岩机为Copo1838凿岩机,使用掘进台车光面爆破一次成型法在大断面巷道中掘进取得了成功。实践了光爆,减少巷道的欠挖和超挖量,减少对围岩的破坏,提高施工质量,并保证围岩的壁面平整,增强了围岩的稳定和施工安全,延长了巷道的使用寿命,减少巷道的维护费用。关键词:光面爆破;一次成型;大断面;程潮铁矿中图分类号:TD235.374文献标识码:B0概述程潮铁矿是武钢的优质原料生产基地,兴建于195

2、8年,1969年11月投产,一期工程设计能力为150万t/a。随着我国钢铁工业的发展,先后于1988年和1991年进行过两次扩改,目前采选设计能力280万t/a,球团120万t/a。现正进行第二期工程的建设。随着武钢程潮铁矿井下采场结构由小断面(3.2mx3.2m)、低分段(h=14m)向大断面(4.0mx3.6m)、高分段(h=17.5m)的转型,先后引进了国外先进的大型采掘设备,使得程潮铁矿矿石生产能力得到大幅度提高。为了适应这一变化,对井下大断面巷道掘进采用光面爆破一次成型进行了深入研究,并经过了2～3年的实践,取得了重大突破。

3、1矿岩性质和采场结构参数1.1矿岩性质程潮铁矿为接触交代矽卡岩矿床,全区共有6个主要矿体。东区有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个主要矿体,矿体产状呈不规则透镜状,除Ⅰ号矿体有地表露头外,其余均为盲矿体,目前开采Ⅱ、Ⅲ矿体。矿石有粉矿、碎块矿、块矿3种类型。粉矿和碎块矿结构松散、孔隙度大、极不稳定,碎块矿f=2～6,顶盘围岩主要为闪长岩,f=9～13,其次为大理岩、矽卡岩和石英长石斑岩、石膏等。闪长岩和大理岩节理裂隙发育,可爆性差;底盘围岩主要为花岗岩和矽卡岩,f=10～15,其次为石英长石斑岩,f=15～20。花岗岩的稳固性较好,岩石的可爆性差,矽卡岩

4、节理发育、易碎,稳固性极差,可爆性较好,矿岩接触带一般为矽卡岩。总的来说围岩较矿石稳固。1.2采场结构参数该矿以15号勘探线为界,分为东、西两个矿区,东区在-360水平以上曾采用的采场结构参数为:中段高度70m,分段高度14m,进路间距10m。目前东、西区采场结构参数如下:东区:中段高70m,分段高17.5m,进路间距15m,进路净断面3.8m×3.6m。西区:中段高70m,分段高17.5m,进路间距15m,进路净断面为4m×3.6m。2光面爆破一次成型法的施工2.1凿岩爆破参数a.单位炸药消耗量(q):掘进采用的炸药为硝铵炸药(2#

5、岩石炸药)。当矿石整体性较好,爆破韧性大,可爆性差时其单位炸药消耗量:qk=2.48kg/m3。该矿围岩种类多,为简化起见分两类:一类是坚固性岩石,其单位炸药消耗量qj=2.48kg/m3;另一类为中等坚固性岩石,单位炸药消耗量,qz=2.28kg/m3。对于局部地方,根据矿岩性质稍对炸药单耗作微调。Ξ收稿日期:2006-04-06·29··技术经验·IM&P化工矿物与加工2006年第7期b.炮眼深度(L)程潮铁矿采用的掘进设备为Boomer281掘进台车,凿岩机型号为Copo1838,钎杆长度为3.7m,炮眼深度在3.2～3.3m。

6、c.炮眼数目(N)光面爆破工作面的炮眼数目不同于普通巷道掘进工作面,光面爆破其周边眼距小,周边眼装药量少,根据该特点,先求出周边眼数目,然后按平均装药量原则计算出其它炮眼数(掏槽眼、辅助眼和底板眼)。线W根据现有的掘进台车,程潮铁矿选用ф45mm的炮孔直径,空眼直径为76mm;周边眼间距450～550mm,周边眼的最小抵抗线即光爆层的厚度为炮眼间距的1.2倍,井下光爆层厚W=550～600mm,以保证炮眼邻近系数m=0.8～1之间。周边眼药包直径为D1=32mm,掏槽眼、辅助眼和底眼使用药包直径为D2=36mm。e.不耦合系数(缓冲系

7、数)K不耦合系数为K=ф/D1=45/32=1.4。按光面爆破要求周边眼采用小直径药卷,D1=32的药卷,以形成不耦合装药结构,在坚硬岩石或结构完整的矿体中掘进,Bl-B①周边眼数目:N1=+1a式中:B—巷道的掘进宽度;Bl—巷道的掘进周长(m);a—为周边眼平均间距(mm),取a=450～550(mm)。周边眼布置6～7条D=32的药卷,其中:底部1布置4条,靠孔口则为2～3条;在中等硬度的岩体中掘进,每个周边眼布置4条,其中底部布置2条,靠孔口2条;特别破碎的地带,每个周边眼布置2～3条,其中底部布置1条,靠孔口1条,中间可布置

8、1条。f.炮眼邻近系数m周边眼距与最小抵抗线的比值为炮眼邻近系数m。m值过大,爆后有可能在光面孔间的岩壁表面留下岩石埂,造成欠挖;m值过小,则会在岩壁面造成凹坑,实践证明,当m=0.8～1时,爆后的岩面较为平整光滑,效果