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井巷掘进中控制爆破技术的应用

2014-12-25王伟

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:应用

王伟

摘要:随着我国地面资源逐步开采使用完毕,就使得资源必须要进行更大深度的开采作业。在这样的发展背景下,就使得我国的井巷掘进技术得到了飞跃式的发展,使得更多新兴的科学技术可以广泛的应用到井巷掘进的过程中。爆破技术由于其造价成本适中,适用的条件简单,所以在井巷掘进的过程中得到了较为广泛的运用。但是由于爆破技术自身的特点及缺陷,就决定了在井巷掘进的过程中存在着比较大的安全隐患,这就成为了制约其发展的重要原因。所以,怎样科学合理的运用以及掌控井巷掘进过程中对于爆破技术的使用,就成为在井巷掘进过程中的重要因素,本文就根据笔者的工作经验对井巷掘进过程中爆破技术的应用进行了较为深入的研究。

关键词:井巷掘进;爆破技术;应用

中图分类号:B819文献标识码: A

引言

在井巷掘进施工的过程需要遵循其最基础的知识理论这一前提,并且结合各地区的实际情况,真正的能够做到因地制宜的施工方法,只有这样才能够更好的进行井巷掘进施工。当今,我国在井巷掘进的过程中遇到比较庞大的岩石时,通常都会使用爆破的办法来进行施工。但是,由于爆破的过程中不可控制的因素很多,所以,一般在应用了爆破手段之后,就会很容易的造成裂缝向内延伸及扩展。这样不单单会在井巷掘进的过程中产生超挖这样的现象,还很容易造成井巷掘进过程中的安全隐患,这样不但会增加施工维护的成本,同时还会对井巷掘进施工埋下较为严重的安全隐患不利于生产。我国目前在井巷掘进施工的过程中运用较为普遍的就属光面爆破、预测爆破以及孔眼法爆破的技术,这三种爆破的技术都有其自身的优势及缺陷,在使用的过程中我们就要充分的结合各地区的实际情况及技术的特点,选择较为合适的技术来进行施工。

一、井巷掘进中爆破的特点

井巷掘进的爆破通常包含天并、竖并、隧道和平巷这几种不同的地方的爆破。由于井巷掘进施工现场的特殊情况以及井巷截面的制约,造成井巷掘进的爆破一般都是在相对独立的情况下进行施工的。所以在井巷掘进爆破的过程中洛方面都有着十分严格的技术要求和操作规范。为了实现成本最小化和利益最大化,井巷掘进中的爆破基本上都是实现了集中爆堆、平均块度和提高炮眼的使用率。

二、在井巷掘进爆破中的影响因素

从井巷爆破中看,影响岩石破碎的主要原因可以分为两大类:首先是客观因素,比如岩石的结构与构造,发育程度等;其次是人为因素,比如炮孔的布置、装炸药结构、炮眼数量以及爆破方式等。

三、井巷掘进爆破中,对几种可能出现的因素探讨

1、炮眼布置

炮眼布置对于井巷掘进而言,是极其重要的一环,它必须满足井巷当初的设计尺寸,还要考虑到爆破的参数,保证爆破效果,同时要降低所有材料的消耗,提高工作效率。炮眼在布置过程中,最主要的是掏槽眼的布置。在整个井巷掘进时,可以采用2个相对的倾斜眼,炮眼底部的间距为8至15厘米,掏槽眼与工作面交角为70°左右。通过大量的实际操作可以知道,这种爆破模式在中等硬度的岩石巷道掘进中效果非常显著,炮眼也非常少,有利于降低其成本。

2、炮眼的数量

对于炮眼数量而言,主要和岩石的性质、巷道的断面等因素密切相关。如果炮眼数目太少,在掘进中就不会达到良好效果,而且很容易导致岩石大块太多,不利于装岩;如果炮眼数目太多的话,又会使凿岩的工作量大大增加,加大对钎头和雷管的消耗,同时还会加大爆破成本。所以,在确定炮眼数量时,要首先考虑到岩石的性质和工作成本的消耗,在确保爆破效果合格的情况下,尽量减少炮眼数量。炮眼数量少,不见得就会影响到整体爆破效果,只要位置放置正确,同样可以创造出极佳的爆破效果。

3、炮眼深度

井巷掘进工程中,炮眼的深度和断面、岩石性质等因素息息相关。在井巷掘进中,可以采用深眼爆破,因为这种爆破方式可以提高工作的利用率,使凿岩和装岩时间的百分率增大,让装药、爆破等所占用时间的百分率降低,提高整个井巷爆破的爆破效果。但是,深眼爆破会影响到掘进中的循环效果。所以,要根据具体的实际情况,来确定炮眼深度。

四、井巷爆破中的爆破方式

1、光面爆破

光面爆破,又叫轮廓爆破、周边爆破,这是一种让爆破层面保持平整,不受破坏的爆破技术。它是为了防止井巷超挖而最为广泛使用的爆破方法。这种爆破方法是在井巷周边凿出一排排炮孔,炮孔间的间距比其他间距都要小,在里面装上极少数量的炸药。光面爆破一般用空气柱式的装药结构,周边抵抗线是孔间距离的1.5倍,光面爆破要在主爆破孔爆炸之后,再起爆。通过实际操作证明,光面爆破在围岩整体稳定性较好,岩石坚硬、节理发育尚不成熟时,炮孔周围所产生的裂缝会极少。

2、预裂爆破

预裂爆破又叫剪裂爆破,它是在爆破基础上发展起来的控制爆破技术。这种爆破模式是在轮廓线中打一排下行炮孔,减少炸药的装药量。使用不耦合的装药模式,在主爆破孔爆炸前,把这些预裂孔同时起爆,使设计轮廓线形成预裂缝,当预裂缝逐渐形成之后,最后再起爆主爆破孔。这种预裂缝可以在可控范围内,将主爆破孔的地震效应大大减小,反射出爆破应力波,大力度的减小了主爆破孔对井巷的破坏。

3、空眼法

所谓的空眼法,就是在周边挖出一排相隔较近的钻孔。这些孔不能装炸药,为最终的炮孔爆炸提供弱面,反射出一部分爆破应力波。空眼爆破施工效率非常低,只适合在周边孔装药量较少,不允许破坏的小型爆破上进行,在井巷掘进中很少使用这种爆破方法。

四、井巷掘进爆破中的作用机理

1、爆炸产生的冲击波会使周围岩石破碎,在瞬间形成裂缝。

2、环向的拉应力和应力波会使岩体的裂缝继续扩张,让岩体裂缝进一步破裂,使其形成第二次裂隙。

3、爆炸所生成气体的膨胀作用,让裂隙形成破碎块度,使膨胀体积不断增大,岩石会成块,形成一个爆破漏斗,在整个过程中,应力波所产生的破坏效果远远大于爆炸生成气体所产生的破坏效果。由此可见,当炮眼内的炸药爆炸时,爆炸作用是从炮眼的中心向四周由近及远蔓延开来的。所以,要根据不同的爆炸作用强弱,将爆破范围分为四个区域,每个区域的爆破机理和破碎程度都具有差异。第一,粉碎区域。粉碎区的矿岩粉,是应力波冲击过后打来

的结果。粉碎区的半径为74毫米。在这个范围内,矿岩都会在应力波的作用下受到持续破坏。第二,破碎区域。破碎区域是应力波和爆炸产生气体共同作用,使裂隙破裂的结果。爆炸应力波会让其破裂,爆炸气体随着准静态作用,对矿岩进一步破坏。想要达到更好的破坏效果,就要充分利用好爆炸气体。第三,节理裂隙的破坏区域。在这个区域内,不管是爆炸应力波还是爆炸气体都不足以对天然岩体造成破坏,破坏面主要是由节理裂缝面产生。总之,要不断提高井巷爆破的爆破率,唯一的方法,就是要对井巷爆破中出现的各种因素进行详细分析,找出其中的有利因素,尽可能利用这些有利因素,实现井巷爆破中高速、高效、低成本的要求。

结束语

综上所述,我们不难发现在井巷掘进的过程中掌握爆破技术的合理应用,还存在或则一些问题。所以,在巷掘进的过程中使用这些爆破方法的时候,就不能教条主义、本本主义以及经验主义错误,必须要进行科学合理的实际考察及检测,结合各地区具体的情况来选择合适的爆破方法。随着我们国家科学技术不断的创新发展,相关技术人员在对井巷掘进过程中的技术,特别是在井巷掘进的过程中所要控制的爆破技术,肯定会有极大的发展空间。井巷掘进中控制爆破技术也会越来越方便、越来越简单、越来越安全。这样将有助于井巷掘进的进一步发展。

参考文献

[1]姚旭.井巷掘进中控制爆破技术的应用[J].《江西建材》,2014,(6).

[2]张照国.井巷掘进中控制爆破技术的应用[J].《科技致富向导》,2013,(17).

[3]李寿君.井巷掘进中控制爆破技术的应用[J].《中国科技博览》,2010,(24).

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