光面爆破资料..pdf
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1、武汉钢铁(集团)公司 先进操作法申报表 申报单位:程潮铁矿工会(盖章) 申报时间: 2005-11-21 掘进台车光面爆破一次成型法的操作要领概述: 1、在 岩 壁 上 留 下 的 半 圆 形 炮 眼 残 痕( 简 称 半 边 孔 )和 周 边 眼 总 数 的 比 值 ( 简 称 半 边 孔 率 ) 如下 三 个 等 级 : A级:周边孔15个、半边孔率 80以上、半孔长1200mm ,半边孔达到 12个为合格。 B级:周边孔17个、半边孔率 60以上、半孔长1000mm ,半边孔达到 10 个为合格。 C 级:周边孔 1719 个、半边孔率 40以上、半孔长500mm 半边孔 达到 6 个为
2、合格 。 2、掘进台车光面爆破一次成型法,在岩石中采用的掏槽方式是垂直眼 五梅花式掏槽,在矿体中采用的是双菱形掏槽, 通过增加周边眼的数目、 减少周边眼的装药量来提高巷道的成型质量。 3、周边眼采用空气层间隔装药,用两个同段发导爆管起爆,根据各类 围岩、矿石的主要性质调整周边眼孔底、孔口的装药量,从而达到 合理装药的目的。 4、炮眼利用率可以达到95%。 先进操作法的理论与技术论证: 光面 爆 破 ( smooth blasting) : 主 体 工程 爆 破 之 后 , 利 用 布 置在 开 挖 轮 廓 线 上 的 炮 孔准 确 地 把 预 留 的 光 爆 层在 岩 石 上 切下 来 。 其
3、理论 依 据是 光面 爆破 破 岩 机理 。 主要采用不耦合装药结构 特征是药包和孔壁之间有环状空气间隔层,该空气间隔层的存在削减了 作用在孔壁上的爆炸压力峰值。因为岩石的动抗压强度远大于抗拉强 度,因此可以控制削减后的爆压不致使孔壁产生明显的压缩破坏,但切 向拉应力能使炮孔四周产生径向裂纹。加之孔与孔间的彼此聚能作用, 使孔间连线产生应力集中, 孔壁连线上的初始裂纹进一步发展,而滞后 的高压气体的准静态作用, 使沿缝产生气刃劈裂作用, 使周边孔间连线 上的裂纹全部贯通成缝。 图 1 相邻两周边孔的贯穿 新 旧 操 作 方 法 对 比 采用预留光爆层法掘进的缺点是: (1)工人劳动强度大 ,劳
4、动生产率低; (2)爆破作业频繁 ,大大增加了爆破安全管理的工作量; 采用掘进台车光面爆破一次成型法掘进的优点是: (1)可使掘进巷道平整光滑,巷道轮廓整齐,便于下道工 序进行喷锚网支护。 (2)可使巷道岩壁裂隙少,稳定性提高。 (3)基本消除顶板及两帮危岩, 减少了二次支护, 确保了 施工安全。 (4) 减少了巷道超欠挖量, 降低了掘进费用, 节省了人力。 近 期 实 绩 推 广 效 果 标 准 化 1、使用“掘进台车光面爆破一次成型”法后, 比原“预留光爆 层”法的效果明显。 2、 “掘进台车光面爆破一次成型”法爆破进尺为 3.2m 比“预 留光爆层”法的爆破进尺多 1.7m 炮眼利用率提
5、高42%。 3、 “掘进台车光面爆破一次成型”法的半边孔率为 90%比原 “预留光爆层”法的半边孔率提高70%。 4、 “掘进台车光面爆破一次成型”法比“预留光爆层”法成本 降低 41.5% , “掘进台车光面爆破一次成型”法被矿今年4 月 份命名为程潮铁矿先进操作法,现采矿车间掘进巷道时由 原来的“预留光爆层”法全部改成 “掘进台车光面爆破一次 成型”法。 评单 审位 组专 评家 语 组长签字年月日 审单 批位 意推 见进 委 员 会 签字(盖章)年月日 技术计划科审查意见 采矿车间: 接到你车间转来的关于“掘进台车光面爆破一次成型法”的建议后, 我科组织有关人员,查阅了光面爆破的相关资料,
6、并在-360m和 -377.5m水平的施工现场对光面爆破的半边孔率及爆破进尺做了实测, 光面爆破的效果很好 ,达到了国际一流水平 ,这也是一个对我矿技术、经 济、 安全都有好处的先进操作法,值得推广 ,下一步需要如下具体工作: 1.技术人员根据不同的围岩和矿体结构条件,指导工人分别按照图 5 和图 7 所示的全断面炮眼布置图进行打眼,按照图 6 所示的装药结构 图进行装药。 2.立项计划:根据已取得的理想效果,矿决定自2004 年 10 月 8 日起在采矿车间掘进工段实施该先进操作法。 3.制定光面爆破考核制度, 对严格按照先进操作法施工, 并且达到 良好效果的掘进队,矿将给予适当的奖励。 一
7、、光面爆破现状简述 巷 道 掘 进 合格 率 是 地 下 矿 山 的 重要 技 术 经 济 指 标 之 一 , 程 潮铁 矿 采 矿 车间 掘 进 工 段 年 需 掘 进 巷 道 6500m 。巷 道 掘 进 质 量的 好 坏 , 直接 影 响 到 巷 道 的 维 护 、 设 备 安 装以 及 安 全 生 产 ,而 且 对 矿 石的 回 采 指 标 也 产 生 一 定 的 影 响 ,同 时 , 提 高 巷 道的 合 格 率 可以 减 少 超 挖 量 和 二 次 处 理 量 , 从 而 节 省 人 力 、 物 力, 降 低 掘 进费 用 。 此 外 采 准 巷 道 合 格 率 达 到 90% 以
8、 上 , 是 矿对 车 间 的 考核 指 标 之 一 , 由 于 过 去 采 用 预 留光 爆 层 法 掘 进 ,采 矿 车 间 的 采 准 巷 道累 计 合 巷 格 率 一 直 在 85% 左 右 徘 徊 而 掘进 方 法 的 优劣 是 影 响 采 准 巷 道 合 格 率 的 重 要 因 素 ,自 从 2002年 引 进 先 进 的 掘 进 台 车 ,经 过 两 年 多的 探 索 ,找 到 了 掘 进 台车 光 面 爆 破一 次 成 型 法 , 并 在 巷 道 掘 进 中 取得 了 成 功 。 二、预留光爆层的施工介绍 1.施工方法: 利用布置在开挖轮廓线上的炮孔准确地把主体工程进行爆破。
9、沿设计开挖线布置小孔径,密间距的周边孔, 采用 2#岩石炸药,采 用连续装药,进行弱震爆破,炸除沿洞周留下的厚度为最小抵抗线的 光爆层,形成光面。 2施工技术参数: 炮孔直径 45mm,空孔直径 76mm 。 孔距 (1216)d,若轮廓线为曲线则加密20cm 。 控制装药量 Q=KaWL L 为炮眼长度。 控制孔距与最小抵抗线之比a/W=0.8 1.0,岩石坚韧取大值, 岩石 松软可取小,甚至达0.50.6。 周边孔要同时起爆,钻孔准确度要高。 预留光爆层的全断面炮眼布置图见图1 3.爆破效果 爆破进尺是 2.5m, 半边孔率 20%,炮眼利用率 53%,巷道合格率 85%。 注: 图 1
10、是采用预留光爆法时的全断面炮孔布置示意图 14 号掏槽孔; 55 号辅助孔; 2647 号孔周边孔 图 2 是采用预留光爆法时的装药结构图 注:比例 1:10,图面尺寸单位是mm。 1、泥球2、填塞物3、导爆管4、条药 5、火雷管 三、掘进台车光面爆破一次成型法施工介绍 1-充填物 2-硝铵炸药 3-非电导爆管 .光面爆破的设计 1.单位炸药消耗量 表一 岩石类别 岩石极限 抗压强 R (MPa) 周边眼间 距a(cm) 周边孔抵 抗线W (cm) 周边孔密 集系数 M=a/W 单位炸药 消耗量 q 硬岩120-180 55-65 60-80 0.9-1.0 2.1Kg/m3 中硬岩50-11
11、0 45-60 60-75 0.8-0.9 1.8Kg/m3 矿石45-120 55-60 45-55 0.7-0.8 2.0Kg/m3 2. 炮眼深度 (L) 程潮铁矿采用的掘进设备为Boomer281 掘进台车带 Copo1838 凿岩机 , 钎杆长度为 3.7米, 其中掏槽眼、辅助眼和周边眼深度均为3.1m-3.2m 。 3. 炮眼数目 (N) 炮眼数目 (N)可按下式计算: N=qs/ (3-2) 式中 q单位炸药消耗量, (/m3); S开挖巷道断面面积 (); S=B(H+0.26B)=4.26 (2.4+0.26 4.26)=14.94m 2 每米炮眼长度装药量 (kg);取Yj
12、=0.62 N=qs/ =2.1 14.94/0.62=51( 个) ,增加周边眼的个数和空眼个 数后后实为 60个眼。 4 .每一循环的炸药消耗量 )(kgLSqQ (3-3) =2.1 14.94 3.2=100.4 kg ,与实际基本吻合。 5. 掏槽眼的布置形式 利用掘进台车便于钻凿垂直孔的特点,因此设计时采用直眼掏槽。 (1) 坚固性岩石中的掏槽方法 坚固性岩石中, 岩石的可爆性不好, 在掏槽时必须提供足够补偿空 间,以保证掏槽的成功。实际中采用垂直五梅花式的掏槽方式见图四。 图3 坚固性岩石中的垂直眼五梅花式掏槽方式 (图中1、2、3为起爆顺序) (2) 矿石中掘进的掏槽方案 矿石
13、同样也有较大的韧性, 可爆炸性不好, 夹制性较大, 采用双菱 形掏槽。其原理是使用 2#岩石炸药的破碎圈来破碎岩石。当装药眼起 爆后,即对这些小空眼产生强力挤压作用,致使槽控内的岩石破碎, 而 后借助爆性气体的余能将已破碎的岩石从槽内抛出,达到掏槽目的, 不 难看出,空眼的作用,有2个方面对爆破应力和爆破方向起集中导向 作用。使受压岩石有必要的碎胀补偿空间。 图4 矿石中掘进时的双菱形掏槽眼布置形式 6. 全断面的炮眼布置型式 (1)坚固性岩体中掘进时的炮眼布置及爆破参数 a、光爆层厚度 W 光面爆破层厚度即最小抵抗线的大小,一般为炮孔直径的1020 倍。取光爆层厚度 W=12 45=545m
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