地下矿山井巷掘进新技术的探讨.pdf
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1、现阶段,地下矿山工程掘进的爆破技术和配套施工设备的技术水平有了大幅度的快速提高,能够及时、有效、准确地提高矿山工程和采矿作业的机械强度,更好、更快、更准确地促进企业的经济效益和行业的长期健康稳定发展,发挥了非常重要的作用。但由于不同爆破技术的安全要求不同,搞好爆破技术的研究,可提高巷道掘进工程的施工水平,有效降低采矿成本。文章对地下矿山工程开挖爆破技术、掘进自动化技术和巷道支护新技术进行了分析,探析井巷掘进新技术的实际应用和发展趋势。关键词:地下矿山;井巷掘进;地下爆破新技术;掘进自动化中图分类号:TD235文献标识码:B文章编号:1004-2660(2023)03-0013-04Discus
2、sion on New Technology of Underground Mine Workings ExcavationXIAO Guangbo(Puan County Emergency Management Bureau,Qianxinan Guizhou 561500,China)Abstract:At present,the technical level of blasting technology and supporting construction equipment for un-derground mine tunneling has been greatly and
3、rapidly improved,which can improve the mechanical strength of mine engineering and mining operations in a timely,effective and accurate manner,better,faster and more ac-curately promote the economic benefits of enterprises and the long-term healthy and stable development of the in-dustry,and play a
4、very important role.However,due to the different safety requirements of different blasting technologies,research on blasting technology can improve the construction level of roadway excavation engineer-ing and effectively reduce mining costs.This paper analyzes the excavation blasting technology,tun
5、neling auto-mation technology and new roadway support technology in underground mine engineering,and explores the prac-tical application and development trend of new workings excavation technology.Keywords:Underground mine;Workings excavation;New technology of underground blasting;Tunneling au-tomat
6、ion0 引 言随着国家能源建设及采矿事业的迅速发展,有关部门对采矿企业的环保与安全提出了更高的要求。地下开采是把矿石从地壳中开采出来,然后运到一定的处理场所。在地下矿山中,由于竖井与巷道的开挖,形成了矿山作业区域的基坑、安全装置、运输通道及辅助设施等。为了保证基坑工程的高效性和高效性,在竖井、隧道等工程中普遍采用了爆破技术。目前,国内采矿行业所使用的排间微差爆破等常规爆破技术虽有较大的发展与完善,但其施工安全隐患较大,且具有不可预知性与不完全性。所以,对地下矿山的安全爆破技术进行深入的研究与研究,对于地下矿山的安全生产有着十分重要的意义。1 岩巷掘进的爆破机理井巷开挖爆破方案的总目标原则是在
7、安全条有色金属设计第 50 卷件下保证岩体的高质量爆破。爆炸后有助于提高装岩机的铲装效率。为了保证开挖爆破的安全,需要合理布置爆破孔,合理设计爆破参数。在地下井巷的开挖爆破中,由于工作面自由面上的空间太少,工作空间相对狭窄,常常利用周围裸露的地下岩体进行爆破。工作面围岩上预先布置的开挖炮孔,按工作面爆破时间可分为 3个层次:掏槽孔层次、辅助掘进孔层次、井巷及其周边辅助坑道层次。在开挖的工作面上 100 1 500 mm 高度设置少量爆破孔(眼),即掏槽孔,爆破后在工作面上形成缺口。切口中码孔的孔切(眼切)按布局分为 2 类,即单斜孔切和单直斜孔切。斜眼切割样式还包括单直斜眼切割、锥形斜眼切割、
8、楔形斜眼切割和扇形斜眼切割。直孔掏槽爆破的基本形式有裂(缝)孔掏槽、角孔圆柱(柱)孔掏槽和螺旋掏槽。在实际的井下掘进巷道支护和井下掘进工作面爆破及支护爆破的技术设计中,应注意在施工和管理的技术管理中所采用的一些具体的工程可行性,能够完全满足实际工程地质条件和环境的要求,并应选择科学、先进、经济、合理的钻孔支护和掏槽支护爆破方法,以保证技术的可行性及经济的合理性。光面爆破法是一种新型的地下开挖爆破方法,广泛应用于地下井巷、坑道、隧道的超挖控制。光面爆破的特点是工作面平整,最终形成最大的光面爆破。2 爆破施工超挖的原因结合以往的施工爆破经验,对工程现场施工中的各种围岩特性进行了详细深入的对比分析,
9、找出了爆破现场施工中岩体超挖的具体原因:岩层拉伸破坏导致的超挖。需要根据整个施工现场地下围岩的特点进行全面、细致、准确的调查和分析。每个岩层都有分层的特点,上下岩层的强度和整体岩石结构都不一样。爆破会产生较大的动态荷载循环,对岩体施加荷载,导致内部结构过度开挖;如果开挖工程的围岩中,2 个高强度岩层之间存在软弱基岩,软弱围岩与强岩层的边界会发生坍塌,也会造成严重的超挖问题。它以高阻抗在岩体中传播,并包括在岩体结合部透射和反射的压缩波。在拉应力作用下,法向拉应力较弱的岩体结构也会沿平面形成溶洞,造成超挖;如果爆破时岩石中有裂缝,即岩石中有大的结构面,当结构面穿过爆破孔时,结构面将受到半静态影响,
10、在压力爆破过程中,由于爆破产生的应力波的反射和拉伸,结构面会沿着软弱面发生坍塌。3 矿山工程掘进爆破的安全技术3.1 提高施工精度通过理论分析和施工实践可以发现,提高施工精度可提高巷道掘进中光面爆破的施工质量。在开挖过程中,需要用爆破方法控制巷道开挖的精度。在施工过程中,必须将钻孔偏差控制在要求范围内,巷道轮廓形状误差控制在 515 cm 范围内用爆破技术控制开挖。根据对工程岩体特征的分析,合理的孔径设计可以大大降低孔壁在无粘结方向上受到的冲击波,减少爆炸的能量损失,同时使裂缝在爆破作用下迅速扩展。此外,为了从爆破技术角度控制轮廓,应根据围岩密度系数合理选择和控制炮孔与围岩的距离,以保证轮廓相
11、对规则。3.2 参数控制3.2.1 枪眼直径炮孔直径对整个爆破效果有最直接、最重要的影响。如果一次爆破中的孔腔直径较大,爆破载荷的直径也会相应增大,自然会使整个爆破能量更加集中,爆破工程的整体爆破进度效果和安全稳定效果也会相应提高。如果主炮的孔径过大,可能会显著降低钻孔速度和钻孔数量。根据凿岩设备和炸药的特点以及开挖的实际情况,进行充分的分析和试验,选择合适的孔径。3.2.2 爆破孔的深度电池孔的深度是指电池孔底部到工作面的垂直深度距离。从一般岩石开挖爆破施工来看,炮眼深度是爆破中一个非常重要的参数,因为它直接影响爆破的各个方面。开挖深度也会对施工进度、爆破效果、所用材料产生很大影响。合理的孔
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