1 SK矿概述及光面爆破的应用
SK矿是印度斯坦锌业有限公司的一座铅锌矿, 矿区分为两个区:北区采矿区和南区开拓区。合同内工程为南区+65m水平以下斜坡道和相关平巷及硐室施工, 全岩巷掘进;井下各水平巷道从地面通过斜坡道进入, 采用无轨运输。为实现大断面开拓岩巷的快速掘进, SK矿在装备机械化、成套作业线方面实现了全机械化作业, 连续化运输。采用中深孔全断面一次爆破, 实现了掘进水平提高。南区斜坡道安排三个机械化施工班组组织施工, 每个施工班组均以施工斜坡道为主线, 各水平的平巷工程均在条件具备时适时展开平行交叉施工, 根据设备配备的数量, 以设备定产量, 每班确保3-4个工作面同时施工, 确保设备使用率最大化。具体流程如下:全断面打眼 (双臂凿岩台车凿岩) 装药连线、撤人警戒、爆破 (装药车装药) 通风工作面安全检查、处理隐患铲运机排矸台钻找顶、锚网支护 (凿岩台车打锚杆眼、挂网) 下一循环。
2 光面爆破的要求及炮眼深度分析
2.1 光面爆破要求
光面爆破是在轮廓边上钻一圈的炮孔, 使其密集程度造成的抵抗线大于孔距, 爆破时沿炮孔联线形成破裂带而获得较平整的破裂面。一般光面爆破是在主爆炮孔爆破后或清碴后再一次起爆。光面爆破后成型规整, 巷道轮廓不受破坏, 保证巷道成型。巷道凿岩爆破后巷道断面符合设计要求, 平整不欠挖, 超挖量应小于设计规定的150mm, 炮眼利用率高, 爆破器材消耗量小, 爆破后岩石块度均匀, 块度小于300mm, 爆堆集中, 爆破对围岩的整体破坏要小, 不损坏支架或设备, 作业安全可靠。
2.2 炮眼深度分析
炮眼深度是指眼底到工作面的平均垂直距离。炮眼深度直接与成巷速度、巷道成本、一个掘进循环延续的时间的指标有关, 可根据巷道断面尺寸、岩石性质、凿岩机类型、装药结构、劳动组织和循环等因素确定。增大炮眼深度可使循环的进尺增加, 辅助作业时间减少, 爆破材料单耗降低, 但炮眼过深时, 凿岩速度下降, 爆破质量差, 装药效率低, 所以确定炮眼深度时要考虑各种因素。根据单位工时消耗确定参考长期操作经验, 随着炮眼深度的变化, 钻眼爆破中涉及到的各个工序、支护成本、装运岩石以及铺设轨道等操作的单位工时也会随之受到不同程度影响。即使纯单位工时消耗量不受改变, 但交接班、准备工作、善后工作以及安检、通风等单位工时消耗量与炮眼深度成反比例。此外, 巷道断面的大小、岩石质地和炮孔深度的爆炸力也影响着炮孔的深度。
3 光面爆破配套设备组成
3.1 掘进打眼装备—凿岩台车
采用山特维克DD321型双臂凿岩台车配φ45mm和φ38mm的钻头打掘进眼和锚杆眼, 并配锚杆推进器进行锚杆和网片的支护;平巷打钻每炮有效进尺3.8m。
3.2 装药设备—炸药运输车
装药车有两种型号:第一种不带升降装置, 需要配合升降车进行人工装药;第二种自带升降装置, 人员可以站在升降大臂上的围栏内进行工作面装药。装药车由炸药公司自配司机根据每班施工计划对多个工作面进行巡回装药, 炮孔填充炸药的量由炸药车自带的遥控按钮进行操作。
3.3 掘进装岩装备—铲运机
掘进工作面采用山特维克LH517型铲运机进行工作面的矸石清理和道路平整。
3.4 矸石运输装备—胶轮车
采用山特维克TH550型和TH663型 (25T和50T) 的胶轮运输车, 能够较好的实现高效运输的设备配套, 并在斜坡道左侧每100~150m设置一个宽10.5m*高5m*长25m的错车装载站, 原则上以满足储存2~3个循环进度所存矸石量。工作面矸石由铲运机将矸石装入胶轮车运输至指定位置。错车装载站的应用增加了后路的存渣能力, 发挥了良好的缓存作用, 并保证了迎头能够连续出矸, 为打钻和支护赢得了富裕时间, 使得迎头与后路能够并行作业, 实现了岩巷快速掘进的机械化的作业线配套, 极大的提高了装载运输效率。
3.5 其它车
升降车:升降车的主要功能是负责井上下材料的运输, 对井下各巷道风筒、管路、电缆的悬挂和处理, 拱部网片和危岩的处理。人行车:人行车的主要功能是运输人员上、下井, 运输各个水平之间的人员调配。维修车:主要负责井下各设备的保养与维护。加油车:主要负责对井下的所有设备的加油工作。
4 SK矿光面爆破的技术要点及创新
4.1 技术关键
(1) 通过对迎头和后方缓存矸石的装载与胶轮车运输的机械化配套, 确保铲运机的装载效率。
(2) 凿岩台车在掘进打钻和锚网支护中的应用, 确保了凿岩台车的使用效率。
4.2 创新点
(1) 在对大坡度岩巷进行掘进之时, 将铲运车以及胶轮车等设备予以有效应用, 能够使得掘进的机械化程度得到切实的提升, 矸石装载的效率也会有大幅的提高, 这样一来, 迎头作业就会更具实效性, 而且参与作业的人员数量也可以大幅减少。
(2) 增加错车装载站, 能够使得迎头连续出矸的目标切实达成, 同时可以缓存一定容量矸石, 这样就使得装载站的缓存功能得以发挥。
(3) 利用凿岩台钻进行锚网支护, 降低了职工的劳动强度, 人工只需简单的将锚杆和网片运输至工作面, 从而保障了施工人员的安全。该掘进机械化作业线的装备, 能够实现安全快速掘进, 降低和减少了职工的劳动强度, 保证了矿井各水平之间的衔接, 具有良好的推广和应用价值。
结束语:
巷道光面爆破的质量, 它与掏槽效果有着直接的联系。只有掏出好的槽腔, 作为新的临空面, 光面爆破才能取得较好的效果。光面爆破对钻眼水平也有很高的要求, 一般要求钻眼“平、直、齐、准”, 它是保证光爆质量的重要前提条件。一旦炮眼布置倾斜, 或者间距过大或过小, 这样都可能严重影响光面爆破的效果和质量。所以, 在操作过程中必须加强工人的培训和管理, 并严格按照施工方案进行。适宜的地质条件, 科学合理的选择光面爆破参数, 能显著提高了巷道的掘进速度和施工水平, 并能带来很大的安全、经济效益。
摘要：在进行巷道掘进之时, 如果岩石条件不够理想, 那么就要采用光面爆破的方式进行掘进, 这样可使得巷道更为规整, 并避免超挖的情况出现, 而且能够使得通风阻力得以降低, 支护成本得到控制。因此说, 在展开巷道掘进的过程中, 如果支护较为困难, 资源浪费较为严重的话, 则可采用光面爆破的方法。当然, 为了保证爆破的效果, 要将爆破的参数予以明确。本文以SK矿为例进行光面爆破的具体应用情况探讨。
关键词：光面爆破,掘进,支护费用
参考文献
[1] 李广.光面爆破技术在矿山基建工程中的技术研究和应用[J].世界有色金属, 2016, (20) :158-159.