煤岩爆破机理及工艺参数的研究

【摘要】：北京昊华有限责任公司大安山煤矿位于北京房山区境内,井田 地处京西煤田西部,走向长约9 km,倾向宽约4 km,面积25. 5 m2。 该矿自从采用岩巷光爆工艺并且改进了以往的工作管理制度,取得 了很大的功效。1994-2001年累计上缴利润2. 4亿元,连续八年位 列全局之首。2003年生产原煤150万吨。随着我国经济持续快速的 发展,煤炭企业也已经走向了市场。为了在竞争中求生存, 对如何 进一步提高单进速度和降低巷道施工成本,进而提高矿井整体经济 效益提出了新的更高的要求。在现有的条件下想再提高爆破率、提 高工效、降低成本给大安山矿同时也给整个煤炭企业提出了一个新 的课题。 爆破作用是一个瞬间完成的高温高压过程。绝大部分被爆介质 一煤岩体材料是亿万年自然沉积形成的,存在着不同阶次随机分布 的孔隙和裂纹; 在宏观上, 天然岩体是非均质、非弹性、各向异性 的材料。 由于地质构造运动和其它应力的作用, 天然岩体为各种地 质结构面、节理、裂隙、断层所切割。这一重要特征使煤岩体在爆 破载荷的作用下表现出复杂的物理力学过程,从而使这一问题的研 究变得异常复杂和困难。我们知道在自由面存在条件下,煤岩体的 破坏主要是拉伸破坏, 因此,本文对拉伸条件下的本构关系进行讨 论,在此基础上对光面爆破的参数确定做详细的说明。 大直径中空孔掏槽技术和小直径钻头, 小直径锚杆, 小直径炸 药卷即“三小”爆破技术在提高光爆爆破率上已经有了广泛的应用, 但是二者结合起来进行应用需要针对具体的煤矿进行具体的研究。 本文结合大安山矿的工程地质条件对“一大三小”技术的可行性进 行了理论研究。 在以上理论分析和公式初步计算的基础上,大安山煤矿多条采 区煤巷中进行了大量的现场工程试验, 实施了(?)90-120 mm大空孔 配菱形、GrOnlund掏槽等方法掏槽;利用原有(?)38 mm钻头打掏眼、 辅助眼、崩落眼、底眼和原有(?)32 mm药卷爆破掏槽眼、辅助眼、 崩落眼、底眼;利用小钻头((?)32 mm)小药卷((?)27 mm乳化炸药)控制 周边眼光爆施工, 达成了“一大一中三小”实验。实验结果显示: 平均循环进尺、平均爆破率均有明显提高;平均每米巷道耗药量、 每米巷道耗雷管量有所降低,提高了企业的经济效益和社会效益。