微差爆破提高塊煤率的技術(shù)研究

潘光武

1微差爆破技術(shù)的原理

首先,微差爆破技術(shù)可以自我產(chǎn)生輔助的自由面,毫秒系列的雷管各段存在的微小時(shí)段,如果先將炸藥起爆在煤礦中,就會(huì)使煤礦的被破壞,在煤礦中就會(huì)出現(xiàn)一定寬度的裂縫與附加的自由面。這些裂縫和自由面為以后的煤礦爆破提供了有利的條件。只要煤礦的爆破參數(shù)選擇恰當(dāng),可以減小炸藥起爆時(shí)的抵抗線方向是與煤壁平行的,所以爆破時(shí)所產(chǎn)生的爆破寬度與拋擲距離就會(huì)減小。

其次,爆炸時(shí)的應(yīng)力波存在著相互的干擾,以及相互作用的剩余應(yīng)力。在煤礦中先將炸藥起爆的時(shí)候,壓縮波由自由面反射成為拉伸波以后,再將炸藥引爆。不但可以消除由爆炸所造成的應(yīng)力降低和無(wú)應(yīng)力區(qū),還可以使應(yīng)力降低和無(wú)應(yīng)力區(qū)得拉應(yīng)力加大,提高了塊煤率的產(chǎn)生。

最后,煤礦爆破時(shí),震動(dòng)波的強(qiáng)度因此也得到了減弱,在利用毫秒爆破的時(shí)候,假如選擇合理的時(shí)差,爆破時(shí)的震動(dòng)波就會(huì)受到干擾減弱,因此,工作面頂板的震動(dòng)就會(huì)減低,這樣更有利于頂板的穩(wěn)定與維護(hù)。應(yīng)依據(jù)工作(zuò)面頂板破裂情形和工作面鏈板機(jī)運(yùn)輸才能斷定一次起爆的長(zhǎng)度,工作面一次起爆的最大長(zhǎng)度為5m～20m。為了減少空頂面積,包管頂板的穩(wěn)固性,可采取留煤垛的方法放炮,即每組起爆炮眼之間留5m擺布的煤垛,煤垛待先爆破點(diǎn)支護(hù)好后,再實(shí)行二次爆破。減輕了頂板的震撼強(qiáng)度,削減了頂板的震撼次數(shù),縮短了空頂時(shí)光,削減了冒頂變亂產(chǎn)生的概率,同時(shí)削減了崩倒支柱的概率,進(jìn)步了出產(chǎn)的平安性。微差爆破技巧,削減了放炮次數(shù)、攉煤量和放炮員在布滿煙塵情況中的(dì)工作時(shí)光,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改良了工人的功課情況。

2工程的實(shí)例

例如郊區(qū)的煤礦,煤層的厚度為0.6m～3.7m,平均的厚度為3.08m,其傾角度為6°～16°,平均的傾角度為8°～10°,而煤層的普氏系數(shù)為0.92,1.46t/m為容量,是在低瓦斯,沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)和自燃煤層中。因此,煤層偽頂泥巖的厚度為1m～1.5m；直接頂砂質(zhì)泥巖的厚度為4m；老頂細(xì)粒砂巖的厚度為11m～15m；底板啥質(zhì)泥巖的厚度為25m。由于頂?shù)装鍥](méi)有很好的穩(wěn)定性,所以提出了微差爆破的方案。其方案為:煤礦的中下層采用預(yù)裂微差爆破,中上層則在爆破后自重落煤。

按照煤層的采面和采高的條件確定炮眼的間距和角度。當(dāng)炮眼的間距處于1m～1.5m的時(shí)候,則角度為75°左右,其爆破集中和松散,塊煤較為均勻,爆破后的效果比較滿意。在煤層出現(xiàn)嚴(yán)重松軟片幫的時(shí)候,就要減少炮眼眼數(shù),炮眼和底板間的距離不可以超過(guò)0.25m,角度不能超過(guò)10°。如圖1所示。

爆破的布置是采用三花眼的布置,布置好后斜切起爆,其時(shí)間間隔為25ms爆破,此爆破可以減少爆堆的集中和崩柱率,不僅裝煤率高,而且塊煤率也高。對(duì)于郊區(qū)的煤礦條件,炸藥的消耗量是100～150g/m3,改了爆破效果的同時(shí),還加大了炸藥的裝載量,并利用串聯(lián)的方式進(jìn)行連線,正向連續(xù)裝藥是裝藥的結(jié)構(gòu)。第一段炮眼裝藥要加到100g,距離可以根據(jù)煤層的條件進(jìn)行確定,當(dāng)煤層硬度較高時(shí)采用最小值或者最大值,其水炮泥不包含在炮眼的填塞長(zhǎng)度中。

在爆破的時(shí)候,起爆的風(fēng)量每分鐘360m3。所以最大的裝載藥量是14.4kg,每米按照0.5kg來(lái)算,爆破的長(zhǎng)度是28m,為了確保穩(wěn)定性,最大長(zhǎng)度控制在10m～15m。在頂板條件不足時(shí)可以采取每隔5m左右的時(shí)候?qū)⒚憾獗浦ёo(hù)好以后,再進(jìn)行第二次的爆破。

3微差爆破提高塊煤率的技術(shù)結(jié)論和建議

微差爆破技術(shù)不斷經(jīng)過(guò)實(shí)際的驗(yàn)證和分析,結(jié)合微爆破技術(shù)在應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題,得出以下結(jié)論和建議。

首先,微差爆破技術(shù)不僅可以提高塊煤率及勞動(dòng)的生產(chǎn)率,還可以提高煤礦企業(yè)的整體效益。在煤礦現(xiàn)場(chǎng)的爆破中,其爆破的參數(shù)要按照煤層頂?shù)装宓臈l件,然后進(jìn)行適合的調(diào)整與優(yōu)化,爆破的條件還要與通風(fēng)和瓦斯的含量相符合。

其次,在煤礦的生產(chǎn)中,利用先進(jìn)的科學(xué)水平,對(duì)落煤的工藝和勞動(dòng)條件進(jìn)行改善,并改變管理員的觀念,管理的措施不單要在安全和單產(chǎn)上得以實(shí)現(xiàn),還要在提高塊煤率的措施上有所聯(lián)系,加大新技術(shù)的應(yīng)用和推廣,以提高煤礦企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

最后,還要加強(qiáng)爆破過(guò)程中塊煤率的管理與監(jiān)測(cè),對(duì)煤的質(zhì)量好壞要嚴(yán)格執(zhí)行獎(jiǎng)懲制度,并加強(qiáng)爆破技術(shù)的培訓(xùn),使煤礦工作人員不僅擁有技術(shù),還要擁有責(zé)任感,特別是要加強(qiáng)對(duì)煤礦負(fù)責(zé)人和專業(yè)技術(shù)人員的責(zé)任,在提高技術(shù)的同時(shí),在爆破的時(shí)候能夠及時(shí)和合理的進(jìn)行爆破設(shè)計(jì),減少對(duì)原煤的轉(zhuǎn)載步驟,在最大程度上減少塊煤的破碎,以保證微差爆破技術(shù)的成功實(shí)施,為了實(shí)現(xiàn)安全與高效的目的。

總而言之,微差爆破技術(shù)的應(yīng)用使得塊煤率得到了提高,在生產(chǎn)過(guò)程中降低了成本,減輕了頂板震動(dòng)的強(qiáng)度及次數(shù),減小了冒頂事故發(fā)生的可能性,從而使安全系數(shù)增高。在采煤過(guò)程中,微差爆破技術(shù)也使得拋入采空區(qū)的煤炭量減少,提高了資源利用率,縮短了工作人員的工作時(shí)間,減輕了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了工人的作業(yè)環(huán)境,取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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