大直径钻孔直眼掏槽技术在中深孔爆破中的应用

1兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿职工技术创新成果申报资料项目名称：大直径钻孔直眼掏槽技术在中深孔爆破中的应用成果类别：（科技成果）申报单位：济三煤矿普掘工区完成人员：黄健利邢新安杨福禹李明军杨兴雷杨洋2一、项目简介项目所属科学技术领域、主要研究内容、技术经济指标、促进行业科技进步作用及应用推广前景：1、主要研究内容：⑴探索一种机械化快速、高效施工大孔径空眼，以增加附加自由面、实现良好掏槽效果的施工工艺；⑵大直径钻头与钻杆的配套方式；⑶空眼与装药眼之间的距离。⑷大直径空眼施工数目。⑸反向装药注意事项及优缺点。⑹雷管脚线长度选择。⑺炮杆长度选择。⑻吹管长度选择。⑼前探梁长度选择。⑽正规循环图表编制。2、主要技术指标⑴施工大直径空眼，不影响正常打装药炮眼；⑵爆破效率高，爆破后岩石块度均匀。⑶每炮进尺。3、推广应用前景：为我矿岩巷快速施工安全生产提供了技术保障，实现增加附加自由面、有效保护迎头设备、高效爆破的目的。具有良好的推广价值和广阔的应用前景。3二、项目详细内容1.立项背景⑴现我工区普掘机械化作业线放炮作业均采用楔形掏槽，由于钻车最大钻眼深度可达2.5m，若角度掌握不好，容易影响爆破效果，且岩石抛得较远，可达30m以上，而迎头设备距迎头一般不超过25m，特别是挖斗装载机距迎头最大距离15m，容易崩坏迎头设备，且抛到皮带机尾两侧的矸石必须人工清理，工作量大。⑵由于掏槽爆破夹制大，有部分岩石难以抛出，造成炮眼利用率较低，在掏槽眼内部设置中心孔，中心孔起爆后，可以克服岩石的“再生”，能把掏槽孔破碎的岩石抛出槽外，大大加深掏槽的有效深度，解决炮眼利用率低的问题；中心孔起到空孔导向作用，有利于破碎岩石。2.详细科学技术内容（不超过10页）2.1总体思路及技术原理：购置与钻车钻杆螺纹一致的大直径钻头，确定大直径空眼与装药眼之间的距离和大直径空眼数目；确定出利用大直径空眼为附加自由面的直眼掏槽爆破参数。2.2技术方案：以大直径空眼为附加自由面，炮眼相互平行，利用爆破作用的破碎圈来破碎岩石，达到爆破后爆破效率高、岩石块度均匀、保护迎头设备的目的。⑴钻头直径选择根据钻车钻杆直径、钻杆螺纹，选择出合适的大直径钻头。⑵直眼掏槽爆破参数设计设计处适合大直径空眼为附加自由面的直眼掏槽爆破参数。2.3关键技术及主要研究成果：关键技术：⑴利用大直径空眼为附加自由面采用直眼掏槽，通过优化爆破参数，来提高爆破效率、有效保护迎头设备。3.主要发明和技术创新点⑴提供了新的生产工艺管理途径，提高了爆破效率、有效保护了迎头设备。⑵利用钻车施工大直径空眼为附加自由面，方便操作。⑶爆破岩石块度均匀、岩石抛不远、爆破效率高。44.应用情况大直径钻孔直眼掏槽技术在七采东部边界辅运巷试验应用。七采东部边界辅运巷全长540m，直墙半圆拱形，S掘=18.93m2，15‰上坡，钻爆法破岩，锚网喷支护。采用Ф20×2000mm螺纹钢树脂锚杆配合Ø10mm钢筋梯及10#铁丝菱形网支护，锚杆间排距800×800mm。巷道掘进层位：煤3上及顶板粉砂岩，底板粉细砂岩和煤3下及顶板中砂岩和细砂岩，底板泥岩及细砂岩。岩石硬度f=4～10。采用浅眼多循环方式，三八制作业，中班检修与迎头掘进平行作业。采用分拱部和墙部两次装药两次放炮起爆方式，正向装药结构，大串联联线方式。炮眼深度2.3m，循环进尺2.2m。正拱部采用MQT-120A型锚杆钻机施工锚杆（索），帮部采用YT-26型风动凿岩机配合MQT-50B型帮部锚杆机钻、注锚杆。喷浆采用转-Ⅵ型喷浆机。工艺流程如下：⑴迎头具备打眼条件后，首先根据施工中腰线用醒目的油漆画出巷道轮廓线，并按光爆图表标定眼位，然后将钻车开至迎头，将支腿支牢，钻车停放位置要选择适当，以适应全工作面钻进的需要，准备工作结束后，司机操作钻车左右钻臂分区同时作业，一次性将迎头全部炮眼打完，打完炮眼后，将钻车退回至迎头后35米处。⑵放炮前装岩机退到钻车前方，靠近钻车，铲斗最前端距迎头不小于30m，铲斗抬起1.0m左右，使其对前照明灯、操作室起到遮挡保护作用，再用木板或旧皮带对钻车、装岩机易打坏部位进行可靠保护。⑶放炮后，集中人员找顶并进行临时支护，然后对拱部进行锚网支护。⑷拱部锚网支护结束后，将装岩机自后部开至迎头装矸，先将迎头放炮崩落的矸石循环装倒至胶带机尾处，堆放于胶带机尾附近巷道一侧，离开迎头不小于6m，迎头矸石全部清净，具备支护两帮的条件后，装岩机退出，锚网支护迎头两帮。装岩机退出后与迎头施工始终保持6m以上的距离，再平行作业装起堆积在胶带机尾处的矸石，卸载至安装在胶带机尾承载段上的矸石漏斗内，通过胶带输送机上运走。矸石堆放于胶带机尾附近时，帮部矸石距机尾不小于1m，行车宽度不小于2m。⑸胶带机机尾距迎头不小于20m，胶带机尾随掘进工作面的推进逐段前移；在胶带机尾承载段安装一部8t双速绞车，绞车与承载段连成一个整体，利用绞车牵引实现胶带机尾前移。⑹装岩机与钻车在皮带机尾前方较宽敞的地方错车，当装岩机与钻车错车时，必须保证有一车是停机状态，且两车的安全间距不得小于300mm。⑺各工序间最大限度地平行作业，如液压钻车打眼与侧卸式装岩机出矸平行作业、迎头锚网与侧卸式装岩机出矸平行作业、设备检修与迎头锚网平行作业等。经过近三个月的应用情况看，使用该技术爆破后爆破效果好、岩石抛不远、爆破效率高、有效保护了迎头设备。55、经济、社会效益经济效益：1、爆破效率高。未采用大直径空眼进行直眼掏槽前每炮进尺约2.0m，采用大直径空眼直眼掏槽后每炮进尺约2.2m。每年可增加进尺144米，折合利润27.3万元。2、岩石抛不远，有效保护迎头设备。原来每次放炮前需两人对挖斗装载机和侧卸装岩机进行保护，放炮后两人再对抛到后面的矸石进行清理，现在基本不用再对设备进行保护，放炮后崩到皮带机尾两侧的矸石也不需清理，每年可节省人工1440个，折合利润14.4万元。社会效益：大直径钻孔直眼掏槽技术爆破后爆破效果好、岩石抛不远、爆破效率高、保护了迎头设备，有效促进了安全生产。