中深孔爆破实施报告

肥城矿业集团曹庄煤矿有限公司中深孔爆破实施报告2013年5月一、曹庄煤矿地质概况我矿主采煤层为1、3、7、8、9、10层，其中1层煤已经回采完毕，其余煤层及顶底板条件如下：（一）顶板3煤层直接顶为粉砂岩，厚0～18.17m，性脆，节理发育，f=4。局部地段老顶中砂岩直接与煤层接触。初垮距离12～16m，初压步距18～22m。为中等稳定顶板。来压明显，老顶为Ⅱ级。7煤层伪顶为炭质页岩，厚0.1～0.2m，层理发育，易垮落，f=2；直接顶粉砂岩，厚4.07～17.55m，性脆，节理发育，f=3～4。初垮距离10～15m，初压步距18～24m。为中等稳定顶板。来压不明显，来压与平时的载荷百分比为136%，老顶为Ⅰ级。8煤层顶板石灰岩，厚3.62～8.62m，坚硬,裂隙发育,f=8。灰岩底部有透镜状层理，构成复合顶板，大面积悬露易冒落。初垮距离18～22m，垮落时有稳沉现象，为中等稳定顶板，初压步距20～24m。来压与平时载荷百分比为225%，来压强烈，老顶为Ⅲ级。9煤层顶板粉砂岩，厚1.27～15.75m。局部顶板为泥灰岩，厚0～2.69m。初垮距离15～20m，为中等稳定顶板。来压与平时的载荷百分比为133～202%，来压明显，初压步距20～25m，来压强度为Ⅱ级。102煤层顶板为薄层煤、岩构成的复合顶板，厚度2.48m。易破碎，强度低，f=3。初垮距离5～6m，初垮步距12m，为不稳定顶板。来压与平时的载荷百分比为120%，来压不明显，老顶为Ⅰ级。（二）、底板3煤层的直接底为灰褐色粘土岩，厚约1m，富含植物根部化石，f=3。其下是深灰色粉砂岩，局部有泥岩与粉砂岩互层的层理，性脆，f=3～4。对煤层开采影响较小。7煤层的直接底为砂粉互层或粘土质细砂岩，厚度为0.80～8.55m，f=3～4。回采期间，初压和周压时易产生底鼓。8煤层的直接底是灰白色粘土岩，厚0.4m，遇水易软化，造成支柱钻底。向下是灰白色细砂岩，f=4～5。9煤层的直接底为薄层煤、岩所构成，平均厚2.48m，强度较低，f=3。102煤层的直接底是灰白色粘土岩，厚0.98～9.07m，f=3，遇水易软化，造成支柱钻底。二、我矿掘进爆破现状我矿掘进巷道3层煤巷道为全煤巷道，其他煤层巷道为半煤岩巷道，掘进方式为沿煤层顶板掘进施工巷道，除需要破顶的特殊情况外。我矿巷道掘进施工基本采用钻眼爆破的方法破岩（煤）。长期以来，我矿传统的循环进尺在1.0~1.5m之间。如能提高循环进尺，可大大提高掘进效率，并大大降低炸药、雷管和爆破母线的材料消耗。目前学术届尚未形成一个完整、成熟的岩石爆破理论。因为岩石是非均质、各向异性介质，因此对爆破载荷还不能精确确定。故我们以理想爆破理论为指导，结合大量现场试验，我们分别对掏槽眼及周边眼的不偶合系数、炮眼间距两个关键数据进行了分析调整，使循环进尺能够达到了2.5m。三、中深孔设计原则1、掏槽眼及扩槽眼布置的设计原则中深孔爆破由于一次循环进尺高，其关键在于掏槽眼的布置与施工质量，在传统的中深孔爆破中，通常采用直眼掏槽，但是直眼掏槽对炮眼孔间距、炮眼方向的施工质量要求很高，现场一般情况下难以满足设计要求，所以爆破后循环进尺往往达不到预期效果，造成爆破失败。掏槽爆破主要是利用破碎破裂作用，保证槽腔内岩石充分破坏。因此必须根据不同煤层或岩体的赋存情况，布置在易破裂区内：即槽眼间距必须小于破裂区半径。这里破裂区半径是岩石抗拉强度、应力波衰减指数、炮眼直径、侧压力系数和炮眼孔壁上的初始爆炸冲击压力的函数，我们需对破裂半径进行深入研究。另外中深孔爆破适于采用微差爆破、分段掏槽，除中空眼外，掏槽眼的爆破顺序也要分段，至少分为2个雷管段号，掏槽时依次形成越来越大的自由面，为扩槽和周边眼的爆破形成有利深孔条件。2、周边眼的布置原则对周边眼应注意不偶合系数的选择原则是使作用在孔壁上的压力低于岩煤的抗压强度，而高于抗拉强度。合适的炮眼间距还要易使炮眼间形成贯穿裂缝。四、中深孔设计方案1、凿岩工具：普通气腿式凿岩机在迎头岩性较硬时，炮眼深度控制在2.6m以内为宜。为了提高打眼效率，我们从优化供风供水系统做起，把原先使用的胶管全部更换为高压管，减少了跑风漏水，在迎头靠后50米处增加了风水分离器，保证了供风压力，保证了迎头风锤的风压，提高了打眼效率。2、爆破参数：加深掏槽眼，钎杆由1.6m更换成2.7m。掏槽眼深度2.7m，其余眼深度2.5m，平均循环进尺1.8m，平均炮眼利用率为85%。3、掏槽方式：直眼，挤压抛渣掏槽法。如下图：五、中深孔爆破注意事项：1、采用高精度毫秒雷管起爆，以确保爆破时差。2、采用挤压抛渣掏槽法，把空心眼加深500mm，装1-3卷炸药。3、先进行挤压起爆，挤压起爆后，再起爆空心眼，将挤压的岩石抛出来。4、周边眼以里的炮眼采用高威力炸药，密实装药。5、周边眼采用不偶合细药卷和空气柱分节装药结构。