煤矿快速钻进设备与大孔径直眼掏槽快速爆破关键技术研究

目前,煤矿岩石巷道掘进施工的主要方法钻眼爆破法,使用钻眼爆破法进行掘进时,爆破效果好坏、循环进尺大小和炮孔利用率的高低关键是掏槽,掏槽眼的布置方式分为直眼掏槽和斜眼掏槽。大量实践表明,受现有地质条件、巷道断面、凿岩机具、装药等因素的影响,每循环进尺要达到2.5~3.0 m,不论采用直眼掏槽还是斜眼掏槽,都容易出现掏槽效果不好,炮孔利用率低的现象。研制开发了一种液压掘进钻车,既可钻小直径普通钻孔,又能钻直径为100~110 mm的大孔,解决直眼掏槽爆破大直径炮孔自由面的问题,达到快速掘进和快速爆破的目的。     

大断面岩石巷道爆破掘进技术的研究与应用

针对西山煤矿8504大断面岩石巷道单次掘进距离短、效率低,导致整个开采流程受限的问题,通过分析8504巷道岩石特性,采用掏槽爆破掘进技术,合理优化工作流程,单次掘进循环进尺2.15 m,单日进尺6.4 m,工作效率提升33%。     

日本爆破技术现状及其未来

重大工程的爆破技术大断面长隧道日本的大清水、关越等大断面长隧道于1973～1975年间施工。穿过花岗闪绿岩层的大清水隧道工程,采用风动19臂深孔凿岩,用龙门架式凿岩台车全断面掘进法。掘进断面积78m~2,一次爆破进尺2.5m,平均月进尺104m。为了缩短工期,决定采用具有两个孔径100mm的空孔的圆筒形掏槽法的深孔爆破。关越公路隧道,采用安装液压导轨凿岩机替换风动导轨凿岩机的凿岩台车,以推进快速施工。     

深井硬岩大断面巷道快速掘进技术

为了提高岩巷掘进速度,以新巨龙煤矿为研究对象,采用MH620掘进机代替传统爆破掘进技术,形成了一套完整的硬岩快速综掘作业线。分别对影响掘进速度的破岩、装运、支护3大工序进行优化,优化了截割工艺,建立长距离连续带式输送机运输系统,提出了拱型机载液压临时支护技术。工程应用表明:快速综掘技术可提高循环进尺和掘进效率,在巷道断面为26.3 m2,岩石普氏系数为11的条件下,实现了月平均进尺130 m,月最高进尺达到150 m,有效提高了深部硬岩大断面巷道的掘进速度。     

中深孔爆破在花园煤矿的应用研究

 为保证花园煤矿一、二采区正常接续,在西翼胶带大巷进行了中深孔爆破应用研究。依据西翼胶带大巷的断面形状、支护方式、岩性及作业方式,在分析现有掏槽方式的掏槽机理和优缺点的基础上提出了准直眼掏槽爆破技术,并合理的设计了爆破孔网参数及装药量表;采用反向装药和全断面一次起爆技术,获得了满意的爆破效果。通过在西翼胶带大巷使用中深孔爆破技术,使每班掘进进尺提高到2.2～2.3m,月度进尺120m,创该巷道施工以来的最高进尺。     

下峪口煤矿半煤岩巷道爆破掘进技术试验研究

为解决煤矿半煤岩巷道在爆破掘进中循环进尺小、炮眼利用率低、留底现象严重,爆破断面不规整等问题,以下峪口煤矿23210进顺掘进面为背景进行爆破掘进技术试验,通过掏槽方法选择、炮眼布置调整、爆破参数设计、装药结构和起爆方式优化、控制施工等方式改进爆破方案。实践表明,使用该技术之后,月进尺提高了40%以上,为同类半煤岩巷道掘进提供了参考依据。     

双循环爆破技术在煤矿巷道快速掘进中的应用

通过分析影响巷道掘进效率的因素,推荐采用双循环爆破技术,并介绍了双循环爆破的相关参数。运用双循环爆破技术下山锚网喷巷道掘进每班进尺突破1.9 m,极大地提高煤矿巷道掘进的效率。     

大直径空孔双螺旋掏槽在大断面隧道开挖中的应用

在沙特NEOM隧道支洞项目中,4#支洞为全线路的关键段,前期开挖爆破中采用4空孔直线掏槽方法,掏槽效果不稳定,平均进尺为4.55 m,炮孔利用率为91%,爆破后凿欠和修整的时间较长,影响隧道掘进效率,无法满足施工进度要求,且不利于控制施工成本。为此,在综合考虑隧道围岩及钻孔条件后,设计了一种3×Ф127 mm空孔的双螺旋掏槽方案,理论开挖进尺为5.0m,经过85个开挖循环的测试统计,大直径空孔双螺旋掏槽方案的平均循环进尺为4.86 m,炮孔利用率为97.2%,循环进尺比前期采用的4空孔直线掏槽方案提高了0.31 m,实际爆破炸药及炮孔消耗均有所降低。在软弱、中硬及坚硬条件下的大断面隧道施工中,与传统的掏槽爆破方法相比,大直径空孔双螺旋掏槽方案可提高掘进效率,降低爆破成本,经济价值显著。     

煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术研究

为了提高煤矿大断面岩石巷道的掘进速度, 从液压钻车和挖掘式装载机与桥式转载皮带输送机设备配套入手, 提出了更适合大断面、掏槽效率高、适应性强的准直眼强力掏槽新方法, 并应用该掏槽方法与全断面一次爆破技术, 对常村煤矿大断面岩石巷道爆破参数进行了优化, 实现了全断面一次爆破的安全、快速掘进, 大幅度降低了掘进单位巷道的炮眼长度和爆破材料消耗, 节约了工程成本, 提高了炮眼利用率和爆破质量, 使掘进成巷速度比原来提高了50%以上。     

倾斜岩巷快速施工技术

为确保矿井持续稳产高效，夹河煤矿通过采取倾斜岩巷施工高效机械化配套设备、合理劳动组织、正规作业循环作业，采用大断面巷道正台阶施工技术、中深孔爆破技术，安装优化辅助系统等手段，创出了一套成熟的大断面倾斜岩巷快速掘进技术，从而提高了循环进尺、减轻职工体力劳动。在-1010--1200m西一小湖系回风暗斜井施工实践中，创出了倾斜大断面岩巷月单进88m的好成绩，为缓解矿井水平接续，改善了矿井的通风、运输状况，实现矿井高产稳产、提高经济效益具有十分重要的意义。     

煤矿岩石巷道中深孔聚能爆破新技术研究

针对煤矿岩石巷道掘进中"循环进尺"和"巷道成型"两个关键问题进行研究。以超前探孔做为直眼掏槽的中间空孔,实现"一孔双用",采用稳定组合钻具定向保直钻进三次成孔工艺,单孔三圈桶形直眼掏槽方式,在孔长60 m、孔径193 mm条件下,中深孔爆破循环进度可达到2.4 m。对普通光爆与聚能爆破机理进行分析,确定聚能被筒定向断裂方式,被筒内管为乳化药卷,外侧被敷两侧开缝的PVC管,通过聚能缝的导压作用实现巷道周边双向聚能定向断裂。工业试验表明,中深孔聚能爆破新技术能够实现巷道成型质量好、循环进尺高。该成套技术是岩巷钻爆法施工的一次革新,可在我国煤矿岩巷钻爆法施工中推广使用。     

大断面岩巷中深孔爆破快速掘进技术研究

本文以大断面岩巷为例进行研究,探讨了深孔爆破快速掘进技术,主要包括多向聚能爆破技术、直眼中空四角柱式掏槽技术等。通过利用各种技术手段,在很大程度上提高了围岩稳定性与巷道成形效果,明显增加了掘进效率与循环进尺,对建设高效高产煤矿与效益的提升起着非常重要的推动作用。     

中深孔爆破技术在常村煤矿岩巷快速掘进中的应用

常村煤矿+470 m水平北翼胶带巷前期掘进时,采用分次装药、分次浅孔爆破的台阶式掘进方式,施工速度慢,严重影响了矿井正常采掘接替。为提高岩巷掘进速度,在施工中推行中深孔爆破技术及平行作业,并详细分析和确定了中深孔爆破参数,改变爆破工艺后,岩巷单月循环进尺提高到115 m,实现了矿井岩巷的快速掘进。     

中深孔爆破技术在岩巷掘进中的应用实践

常村煤矿+470m水平北翼胶带巷前期掘进时,采用分次装药、分次浅孔爆破的台阶式的掘进方式,施工速度慢,严重影响了矿井正常采掘接替,为提高岩巷的掘进速度,在施工中推行中深孔爆破技术及平行作业,本文对中深孔爆破参数的确定进行了详细分析,在改变爆破工艺后,岩巷单月循环进尺提高到115m,实现了矿井岩巷的快速掘进。     

直径5m全断面岩巷掘进机的应用

直径5m全断面岩巷掘进机,是为煤矿双轨岩石大巷实现加速掘进而研制成功的一种新型中型断面掘进机。从1986年6月至1987年9月,通过在山西古交东曲矿东平硐施工中应用,累计掘进巷道1448m,最高月进尺达到202m,最高曰进12.7m,最高班进5.8m,平均月进尺为钻爆法机械化作业线施工的2.1倍。平硐工程质量全部合格,其中     

数码电子雷管在高瓦斯矿井岩巷爆破掘进中的应用

传统的电雷管只有5个段别,不能满足孔内分段技术对延期时间的要求。数码电子雷管采用电子控制模块,可任意设定爆破延期时间,最小延时时间可设为1 ms,满足瓦斯巷道130 ms内完成爆破过程的要求。另外,目前煤矿岩巷深孔爆破掘进中,由于炮孔底部岩石夹制作用增大导致出现炮眼利用率低等问题。基于数码电子雷管,应用孔内分段掏槽爆破技术,将原先掏槽孔内连续装药改为分段装药,实现了分段延时起爆。将新技术方案在淮南顾北煤矿进行了现场试验。结果表明：基于数码电子雷管,应用孔内分段技术,对比原方案单循环进尺提高了约0.7 m,炮孔利用率提高了约10%,平均块度减少了15%左右,且断面完整没有明显大块,为下一循环提供了良好条件。预估月进尺可由65 m提升至100 m,总体上提高了巷道掘进效率。作为数码电子雷管在井下岩巷掘进的先行试验,在高瓦斯情况下数码电子雷管仍可正常使用,可为今后类似岩巷的爆破掘进施工提供借鉴。     

中深孔爆破岩巷快速掘进技术

煤矿中深孔爆破掘进技术具有辅助作业时间短、劳动生产效率高等优点,是岩巷快速掘进的有效技术途径。朱集西煤矿选择合理爆破设计参数,现场采用中深孔爆破技术掘进岩巷,月进尺由原来的100m提高到现在的145m,实现了岩巷安全快速掘进。     

分区控制爆破技术在复杂地质条件公路隧道改造中的应用

针对围岩松散、岩溶裂隙发育、溶洞内部泥水填充等复杂地质条件下隧道改造加固工程,对原隧道支护进行预先拆除,并对待拓宽区域进行爆破扩挖,通过精心设计爆破掘进过程中的掏槽方式、装药结构,合理布置孔位,采用理论公式计算各项爆破参数并结合现场实际优化调整,分区块进行爆破施工作业,校核爆破振动、冲击波、飞石等有害效应阈值。最终确定：对于紧急停车带稳定围岩处,采用1.5 m及以上孔深开挖施工,全断面一次爆破;对于软岩及断层破碎带,酌情采用减弱松动爆破,或分台阶、分步骤地进行“多循环、短进尺”的爆破施工,循环进尺不大于1.0m。对于行车、行人横洞围岩条件较好区域,设计炮孔深度为1.5 m,循环进尺为0.95～1.35 m;围岩软弱区域炮孔深度为1.0～1.5 m,循环进尺为0.8～1.2 m,周边孔均采用光面爆破法进行施工。现场爆破效果表明：爆破后岩石块度均匀,爆破进尺达到设计值,围岩稳定,爆破有害效应得到有效控制,为类似隧道爆破扩挖工程提供了参考。     

岩巷中深孔直眼掏槽爆破关键技术参数研究

针对煤矿岩石巷道钻爆法掏槽方式和施工工艺导致煤矿岩石巷道掘进循环进尺小,不利于高产高效煤矿生产的现状,结合当前国家"逢掘必探"政策要求,创造性利用超前探眼,提出超长钻孔大直径空眼三圈直眼掏槽新技术,不同孔径条件下关键技术参数研究结果表明:空孔直径为193mm时爆破效果最优,循环进尺可达2.2～2.4 m,炮眼利用率平均为95%。实践证明,采用大孔径直眼掏槽中深孔爆破新技术,东保卫矿-500西大巷工程工期由原来3 a缩短为1.8 a,经济技术效果显著。     

扇形掏槽一次爆破成巷技术在河北某铁矿的应用

河北某铁矿露天开采即将闭坑,正在进行地下开采基建工程建设,设计采用无底柱分段崩落法采矿,采掘比较高,巷道开拓、采准掘进工程量大。该矿传统巷道爆破掘进方式效率较低,工序循环时间长,无法满足矿山生产建设需要。为提高巷道掘进效率,将传统直眼掏槽改为扇形掏槽,实现了小断面巷道一次爆破成巷,单炮循环进尺增加、凿岩时间缩短、生产建设成本大幅降低。实践表明:扇形掏槽一次爆破成巷技术有助大幅提升巷道施工速度,并且施工安全性和经济性得以提高,对于类似矿山也有一定的参考价值。