《巷道施工/中等职业教育“十二五”规划教材》采用项目教学法进行编写,主要内容包括钻眼机具的操作与正确使用、爆破材料与爆破原理、巷道断面设计、矿用支护材料、巷道掘进爆破技术、巷道支护、采准巷道施工技术、硐室和交岔点施工、综合机械化掘进技术及掘进巷道安全质量标准。
一、掘进工作面炮眼布置
炮眼布置是指炮眼的排列形式、数目、深度、角度和眼距等。炮眼的布置主要与煤岩性质、顶板好坏、断面形状和大小、选用炸药的种类、装药量及爆破方式等因素有关。
(一)掘进工作面炮眼布置的要求
(1)有较高的炮眼利用率,炸药和雷管的消耗量少。
(2)炮眼的布置必须有利于爆堆集中,飞石距离小,不损坏支架和其他设备。
(3)掏槽眼应比其他炮眼深200mm,以保证掏槽效果。
(4)炮眼布置应能保证爆破后断面和轮廓尺寸符合设计要求,不发生超挖或欠挖,巷帮平整,尽量减少其他工作量。巷道断面尺寸应符合设计要求和《巷道掘进质量标准》的要求,巷道的坡度和方向均应符合设计规定。
(5)先爆炸的炮眼不会影响后爆炸炮眼的起爆,不会发生后起爆的炸药被钝化的情况。
(6)爆破块度均匀,大小符合装岩要求,大块率少。
(7)便于打眼工钻眼操作,在保证爆破安全与效果的前提下减少布眼数量。
(8)对巷道围岩的震动和破坏小,以利于巷道的维护。
(9)岩石块度和岩堆高度适中,以利于提高装岩效率和钻眼与装岩平行作业。
(二)自由面和最小抵抗线
被爆炸的岩体或煤体与空气接触的界面叫自由面。从装药重心到自由面的最短距离称为最小抵抗线。
在井巷掘进中,爆破前只有一个自由面,经掏槽爆破后,创造出第二个自由面。炮眼装药可利用的自由面越多,爆破效果就越好,爆破能量的利用率就越高,炸药的单位消耗量就越少。在进行炮眼布置时,需要考虑最小抵抗线。《煤矿安全规程》规定:工作面有两个或两个以上自由面时,在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m,在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时,最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。
最小抵抗线小于规定值时,危险、不安全。炸药爆炸时,其冲击波首先沿最小抵抗线方向发生破坏,如果最小抵抗线小于规定值,就不会达到好的爆破效果。同时,炸药爆炸反应不彻底,爆炸生成的灼热固体颗粒也容易引燃或引爆瓦斯和煤尘。
(三)掘进工作面炮眼
1.掘进工作面炮眼的种类
掘进工作面炮眼可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。各类炮眼在工作面上的位置不同,爆破顺序不同,因而在爆破工作中所起的作用不同。
1)掏槽眼
掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出,在第一个自由面的基础上崩出第二个自由面,为其他炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性的作用。因此,掏槽眼的布置最为关键。
掏槽眼一般布置在巷道断面中部或下部,以便于钻眼时掌握方向,并有利于其他炮眼借助岩石的自重崩落。在掘进断面中如果存在显著易爆的软弱岩层,应将掏槽眼布置在其中。掏槽眼应比其他炮眼深150—200mm,装药量加大15%~20%;如果是相向偏斜的炮眼,眼底间距应相距100~200mm。
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