浅谈大断面全岩下山巷道一次性炮掘成巷技术

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1、浅谈大断面全岩下山巷道一次性炮掘成巷技术摘要：浅析影响下山掘进施工的主要因素、可采取的施工措滋，以及施工效果分析等。关键词：煤矿巷道；大断面岩巷；下山；快速掘进技术中图分类号：TD2631引言对于施工大断面全岩下山巷道来说，一直是煤矿掘进施工的难题。有的巷道倾角大、延深距离长，扒歼非常困难，打眼放炮很不方便。传统施工方式中下山装歼采用绞车配合矿车作业，提升能力受限制，运料、卸料影响迎头扒歼作业,掘进进尺效率低。针对这种现状，我们在施工中一般采取胶带输送机跟掘进工作面排歼，并连续、快速运料。改进施工工艺、引进设备、改造机具，实现一次成巷掘进能力综合的配套，进而提高了掘进效率，使施工进

2、度加快。2影响施工的主要因素1）排水影响掘进施工。下山炮掘延深施工中，围岩渗水、防尘水、湿式打眼等常会出现迎头积水。迎头空间狭小、作业人员多，无法挖出足够容量的排水仓。所以底部打眼装药时要在迎头挖简易水窝排水，这样既费时又费力，且影响安全。2）运输能力低和排歼不连续的影响。以往下山延深施工时，装歼采用绞车配矿车，提升能力受限制，运料影响迎头扒砰作业，出砰不连续、出砰量小，占用迎头有效掘进时间，同时还要铺设轨道，占用大量劳动力。3）炮眼布置不合理影响循环进度。掘进过程中，若炮眼布置不合理，就会造成循环进尺小，爆破深度达到不预期要求，又会造成砰石抛掷距离、堆积形状不便于耙装。4）物料运

3、送不及时，影响迎头掘进。传统的物料运送采取底皮带输送物料、车皮输送大件或超长物料，不能保证物料及时到达迎头，影响速度。对大件有时只能用人工扛运,形成安全隐患，不利于作业。3施工措施1）使用水射流自吸泵，保证正常打眼、装药施工。借鉴地面水利工程滋工中负压射流泵的原理，运用新型水力射流自吸泵，使用此泵后不增加其他排水设备，不需在迎头挖简易水窝就可排干积水。后方配套设置移动式水仓，实现迎头快速排水，从而保证了打眼、装药工序的正常进行。2）调整炮眼布置方式，提高炮眼利用率。针对下山炮掘施工的现状，结合光爆机理，使周边眼中的炸药爆破后所产生的冲击压应力低于围岩的抗压强度，而由此衍生的切线方向

4、的拉应力则应大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度，这就能使围岩不受损伤而在炮眼连线方向上的岩石被拉断形成贯穿裂缝。所以，周边眼两眼之间形成贯穿的裂缝，也是实现光面爆破的关键。针对实际爆破效果，合理设计炮眼布置方式，及时进行修改、调整方案。在掘进设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药，分段起爆，使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝，并沿各炮眼的连线一设计断面轮廓线，将岩石崩落下来。采用双楔形掏槽眼爆破，能够形成较大的爆破自由面，为辅助眼、周边眼的爆破提供有利条件，保证光爆效果。光爆设计为：在井巷掘进中采用

5、光面爆破时，全断面炮眼的起爆顺序与普通爆破相同，但周边眼的爆破参数却有不同的计算原理和方法。①不耦合系数。它选取的原则是使作用在孔壁上的压力低于岩石的抗压强度，而高于抗拉强度。已知在不耦合装药条件下，炮眼壁上产生的冲击压力为令WKboc,可求的装药不耦合系数：式中：PO、D—炸药的密度和爆速；db、de—炮孔直径和装药直径；Kb—体积应力状态下岩石抗压强度增大系数；n—压力增大倍数；oc—岩石单轴抗压强度。②炮眼间距。对于合适的炮眼间距，应使炮眼间形成有效地贯穿裂缝。以应力波干涉观点，可以得到合适的炮眼间距是以两眼在连线上叠加的切向应力大于岩石的抗拉强度为原则，设若作用于炮眼壁上的

6、初始应力峰值为p2,则在相邻装药连线上产生的最大拉应力为：式中：一比例距离，=R/dbo将二R/db、。。二ot代换后，由式(3)可求得炮眼间距:式中：R—炮眼间距；p2—炮眼壁上初始应力峰值；b-切向应力与径向应力比值,b=u/(l-U),U为泊松比；ot—岩石抗拉强度；a—应力波衰减系数，a=2-P/(1-P)o①最小抵抗线。光面爆破炮眼的最小抵抗线，则是指周边眼至邻近崩落眼的垂直距离，或称为光爆层厚度。最小抵抗线过大时，光爆层的岩石将得不到适当的破碎；反之，则在反射波的作用下,岩内将产生较多的裂缝，这就影响围岩的稳定。光爆层岩石的崩落类似于露天台阶爆破，则可以采用下列经验公式

7、来确定最小抵抗线W,即:式中：qb—跑眼内的装药量；lb—炮眼长度；R—炮眼间距；c—爆破系数，相当于炸药单耗值。结合上述计算公式，就可进行光爆设计。一般来说，爆破参数应根据现场的爆破效果及时修正调整，其炮眼个数增减不超过10%,超过时则另行措施，以确保巷道成型。掏槽方式采用楔形掏槽法。针对不同的围岩情况，必须合理的确定炮眼个数及循环进尺。如果岩石f值较大，则应适当增加炮眼个数、减小循环进尺；如果岩石f值较小，则应适当减少炮眼个数、增大循环进尺。所以，必须通过分析围岩