井下煤矿掘进工作面爆破设计方案

井下煤矿掘进工作面爆破设计方案大理州双河煤矿有限责任公司井下巷道掘进爆破设计大理州双河煤矿有限责任公司井下巷道掘进爆破设计编制单位:大理州双河煤矿有限责任公司编制部门:矿井小型机械化项目办公室编制日期:2016年11月25日编制人员名单表序号姓名专业技术职务签字2王建光采矿技术组长3杨正华地测技术员4毕晓华机电技术员5杨国建通风技术员审核人员序号姓名专业技术职务签字1李红昌采矿总工程师2和小伍采矿矿长目录矿井基本情况井下巷道爆破环境描述掘进爆破设计目的及要求爆破参数的确定凿岩工作告》，双河煤矿截至2008年12月，矿界范围内共获资源总量386万吨。保有资源储量218万吨。为进一步规范采掘部署，改进采煤工艺，优化施工组织，充分合理地开发利用资源，确保矿井持续稳定发展，并为认真落实安监总煤行【2010】178号、云工信煤技【2012】614号精神，按照“大力推行小型煤矿机械化改造，淘汰落后生产工艺，提高技术装备水平，提升安全保障能力”的要求，双河煤矿拟在对矿井采掘运系统进行机械化改造。目前项目已经取得开工备案并与2015年6月正式开工建设。二、井下巷道爆破环境描述1、工作面位置范围：该掘进工作面位于四平硐下部，距四平硐硐口300m，南以16上山二级的上出口为界，北以四平硐运输平巷为界，西以原16上山二级上部的采空区为界，东以五平硐北三运上部的待采掘区域为界。工作面走向长度为240m，倾向长度为76m，该煤层属双河南井田C1煤层，含矸1～2层，为简单结构煤层，煤层厚度稳定，变化不大，上层煤在1.2～1.6m，（可采煤层），中间夹矸为0.2～0.8m，下层煤0.2～0.5m，（一般不可采），即：1.4～1.8m，平均厚度1.6m；煤层倾角9～13°，平均倾角11°，为进水平煤层，该煤层属长焰煤，煤质中硬，硬度系数f：2～5、岩石硬度系数f：7～11。2、掘进目的用途：主要为探明一采区的资源及地质构造情况，解决一采区采掘工作面的通风线路（主要是回风）过长等问题。详见巷道开拓布置图。（附后）三、掘进爆破设计目的及要求1、设计目的为有效组织掘进工作面施工，在保证安全的条件下，选用一种最有效的方案高速度，高质量的将岩石按规定断面爆破下来，并尽可能不损坏巷道围岩，并最大限度的保持岩石原有的强度和稳定性，以利于爆破后围岩长期稳定，并降低爆破地震效应，空气冲击波及飞石距离使爆破对周围物体损伤最小。2、设计要求（1）巷道断面符合设计要求，不欠挖、少超挖，巷道的方向和坡度符合设计要求；（2）炮眼利用率高，炸药和雷管等爆破材料消耗低；（3）爆下的岩石块度适中，爆堆集中，便于装岩；（4）对围岩的破坏小，以利于巷道的支护和稳定。四、爆破参数的确定为了取得良好的爆破效果，必须根据巷道施工的地质条件、岩石性质、施工工具和爆破材料，确定合理的炮眼直径、炮眼深度、装药量、炮眼数目等。（1）炮眼直径：炮眼直径应和药卷直径相适应，过大会影响爆破效果。本设计所用药卷直径为32mm，而钎头直径为38mm，钎杆长度为2.2m。（2）炮眼深度：气腿式凿岩机凿岩，眼深为1.8m～2.0m。（3）炸药选取：炸药类型为3级煤乳化炸药，装药系数为0.6-0.8，为柱形药包。（4）、巷道掘进过程中，打眼放炮时，炮眼应根据“炮眼布置图”布置，详见炮眼布置示意图。（5）、炸药、雷管：使用煤矿许用三级乳化炸药、煤矿许用8#瞬发电雷管。（6）、装药结构：起爆顺序及装药量，详见装药结构示意图。（7）、起爆方式：起爆使用MEB-50型发爆破器一次装药分次起爆，联线方式为串联联线，炮眼使用水炮泥及黄泥封眼口。（8）、炮泥封填长度要求为：1）炮眼封泥应使用水泡泥（袋）、黄泥，水泡泥外剩余的炮眼部分应用黄泥封填严实，严禁使用煤碴等材料或其他可燃性材料作为炮眼封泥。不封填炮泥，炮泥用量不足或封填不严实的炮眼严禁爆破，严禁炮眼裸露爆破。2）放炮过程中，其炮眼深度小于0.6米时，炮泥封填距离必须封到眼口。3）炮眼深度为0.6—1.0米时，炮眼封泥长度不得小于炮眼深度的1/2（约为0.4m）。根据总结的经验，先选取炮眼数目为29个，其中4个掏槽眼、8个辅助眼、9个周边眼、4个底眼、1个水沟眼，设计掏槽方式为楔形掏槽，其炮眼布置如下（后附图）：爆破参数表：孔号眼名眼深封泥长度倾角水平垂直1～4掏槽眼1.81掏槽眼要适当外插0.15～0.25cm5～13辅助眼1.81601014～23周边眼1.81601024～28底眼1.8160829水沟眼1.81608(5)单位炸药消耗量其值取决于岩石性质、巷道断面规格、炮眼直径和深度因素。一般可按经验公式或《矿山井巷工程预算定额》选取。每循环所需炸药量Q按下式计算：Q=qv=qslη(kg)式中：q——单位炸药消耗量，kg/m³；q=1.8｛查表知或单位炸药消耗量q=1.1式中f——岩石坚固系数；（取9）S——巷道掘进断面积，7.04；——考虑不同炸药的修正系数=525/pp——炸药作功能力（威力），mL(本次乳化炸药p=220)V——爆破岩石体积，；S——巷道掘进断面积，7.04；l——工作面炮眼平均深度1.8m；(掏槽眼及底眼2m，辅助眼、帮眼、顶眼1.8m)η——炮眼利用率。（一般合理得炮眼布置利用率最少可达85%）将数值代入公式可得：Q=35.25Kg(炸药为3级煤乳化炸药)(6)起爆参数起爆采用反向起爆，即起爆药包置于临近孔底，掏槽眼最先爆破，崩出一个楔形槽子穴，以造成第二个自由面，接着爆破辅助眼，它可崩落大量岩石，为周边眼的爆破加大自由面，接着爆破周边眼，客观存在的作用是控制巷道轮廓，最后爆破底眼，目的是将巷道内岩石起到抛掷和松散的结果。起爆顺序如下表:眼号眼名雷管段数爆破顺序联接方式1～4掏槽眼1段I串联5～13辅助眼3段II14～23周边眼4段III24～29底眼5段Ⅳ五、凿岩工作凿岩工作是巷道掘进的主要工序，它的好坏直接影响爆破效果，循环进尺以及巷道工程质量。凿岩时根据岩石条件、断面大小、所使用的凿岩设备以及作业方便等具体情况，选择合适的掏槽方式和炮眼排列，同时要掌握好巷道的方向和坡度。（一）：凿岩设备选择本矿现有的凿岩设备为7655型气腿式凿岩机，最大钻孔深度2.5m，在平巷掘进中一般钻孔深度小于2.5m，孔径36-43mm。使用范围较广，最适用在中硬或坚硬（f=12～14）岩石上钻凿水平或倾斜水平或倾斜方向的炮孔，设备轻、灵活、移动方便，结合本矿的实际情况，7655型气腿式凿岩机适合本矿的需求。炮孔直径一般为38mm，钻杆长度为2.2-2.5m，孔深1.8～2.0m.（二）凿岩准备工作为了安全生产，凿岩时要检查并处理两帮和顶板的浮石，要检查好凿岩机、气腿子，上足润滑油，备齐钻杆和钻头，检查钻杆是否直和钻杆钻头连接是否紧密，中心孔是否通气；检查压风管、供水管有无漏损现象，水压、风压是否满足要求等等。一切正常后，将风水管拉至工作面，接上凿岩机，准备打眼。（三）凿岩注意事项凿岩工作应按照爆破图表进行，要掌握好眼位、眼深及其角度。此外还应注意以下事项：绝对不允许在残眼内打眼；开眼时，给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，再全部开足；为避免断钎伤人，推进风钻不要用力过猛，更不要横向加压；缺水或停水时，应立即停止钻眼；打底眼时，应注意消除眼口周围的碎石，钻完后要用大块石头保护好；工作面炮眼全部钻完后，要把机具清理好并搬至规定的安全地点存放，胶皮风水管也要盘起来，搬离工作面并保护好。六、爆破工作爆破工作在掘进中是达到预期爆破效果的重要一环，也是与人身和设备安全有重大关系的工序。因此，对爆破作业不能有丝毫马虎，必须认真对待。爆破工作应由有实践经验的工人专职或兼职担任。(1)装药前的准备工作检查炮眼深度，角度、间距是否合理；将炮眼中的岩粉和水用压风吹净，在规定的安全地点加工起爆药卷，其数量以满足本次爆破需要为限，要防止丢失。(2)装药工作巷道掘进中，装有雷管的起爆药卷位置在眼口和眼底，其中雷管的聚能穴均朝向炸药。为了避免冲击，起爆药卷一般放在眼底第一个位置上（一般为长条状装药）。七、警戒距离确定本岩石巷道掘进工作面，警戒距离直线不小于150m，并设有遮挡物;如有一个直角弯时不得小于100m，特殊情况按相应措施执行。警戒位置图。（附后）八、安全注意事项1、爆破人员，必须熟悉爆炸材料性能及《煤矿安全规程》的有关规定。井下爆破工必须由专职爆破工担任，并严格按作业规程及爆破说明书要求进行。2、爆破作业。爆破作业必须执行“一炮三检”制度（装药前、爆破前、爆破后检查工作面及其附近20米巷道内回风流中的瓦斯浓度）。3、爆破作业必须严格按照“人、绳、牌、哨”的各项要求到位，严格执行和“三人连锁”制度。4、不得使用过期或变质的爆炸材料，不能使用的爆炸材料必须交回药房。5、爆破作业必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用瞬间发电雷管，煤矿许用炸药安全等级不得低于二级。6、从成束的电雷管中抽取单个电雷管时，不得手拉脚线硬拽管体，也不得硬拽管体手拉脚线，应将成束的电雷管顺好，拉住前端脚线将雷管抽出。抽出单个电雷管后，必须将其脚线扭结成短路。7、装配起爆药卷时，必须遵守下列规定：1）必须在顶板完好、支架完好、避开电气设备和导电体的爆破工作地点附近进行。严禁坐在爆炸材料箱上装配起爆药卷。2）装配起爆药卷必须防止电雷管受震动，冲击、折断脚线扭结成短路。3）电雷管必须由药卷的顶部装入，严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。4）电雷管插入药卷后，必须用脚线将药卷缠住，并将电雷管脚线扭结成短路。8、装药前，首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。装药后，必须把电雷管脚线悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及掘进机械等导电体相接触。9、炮眼封泥时，先应用水炮泥来封泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥封实。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。严禁裸露爆破，严禁放糊炮，严禁非发爆器起爆。10、炮眼深度在0.6m以下时，封泥必须填充到炮眼口；炮眼深度为0.6-1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。11、装药前和爆破前有下列情况之一的,严禁爆破：1）爆破前必须在爆破地点附近洒水降尘并检查瓦斯，瓦斯沈度超过1%时不准爆破。2）爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%不准爆破。3）在爆破地点20m以内，矿车、未清除的煤矸或其他物体堵塞巷道断道面的1/3以上不准爆破。12、爆破前加强对固定机械设备和电缆的保护，并将流动设备移出工作面。爆破前班组长亲自布置警戒，警戒线处应设置警戒牌。13、放炮母线和连接线应符合下列要求：1）爆破母线必须保证有良好的绝缘，严禁爆破母线有破皮和明接头等现象。2）爆破母线和电雷管脚线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂，不得与金属管、金属网、钢丝绳等导电体相接触。3）爆破母线与电缆、信号线应分别悬挂在巷道两侧，并应保持0.3m以上的距离。4）只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用金属管、金属网、水或大地等当做回路；爆破前，爆破母线必须扭结成短路。14、井下爆破必须使用发爆器。发爆器必须采用矿用防爆型（矿用增安型）；每次爆破作业前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查。15、爆破工必须最后离开爆破地点，并必须在安全地点起爆。起爆地点到爆破地点的距离直线不小于100m并有掩体，曲线80m。爆破警戒位置：四平硐内，前后爆破警戒位置距开口点必须大于100m。16、发爆器的把手、钥匙必须由爆破工随身携带，严禁转交他人。不到爆破通电时，不得将钥匙插入发爆器。爆破后，必须立即将钥匙拔出，摘掉母线并扭结成短路。用打眼的方法往外掏药；严禁用压风吹拒爆（残爆）炮眼。4）处理拒爆的炮眼爆炸后，爆破工必须详细检查拒爆炮眼处及附尘，收集未爆的电雷管。5）在拒爆处理完毕以前，严禁在该地点进行与处理拒爆无关的工作。21、爆破后，必须由放炮员亲自撤警戒岗哨。22、严格执行火药领退制度，领退要有记录、签字，做到用多少领多少，剩余部分必须交回药房，严禁乱扔乱放。23、爆炸材料必须装在耐压和抗撞冲、防震、防静电的非金属容器内，电雷管和炸药严禁装在同一容器内，严禁将爆炸材料装在衣袋内。领到爆炸材料后应直接送到工作地点，严禁途中逗留。二、工作面及受乏风影响区域放炮不断电安全措施1、装药时坚持使用水炮泥和黄泥封炮眼，清除炮眼内各种易燃物质。2、工作面瓦斯涌出异常时应及时调整局扇供风量或采取减少漏风的措施，以确保迎头瓦斯浓度不超限。3、放炮后及时喷雾降尘，冲洗巷帮和迎头。4、工作面放炮时应确保正常供风，确保炮烟能及时排除工作面。5、施工人员应爱护机电设备，电钳工必须及时维护电器设备，杜绝失爆现象，确保放炮时机电设备不需断电。6、受乏风影响区域瓦斯浓度超过《煤矿安全规程》规定时，必须按照《煤矿安全规程》相关规定严格执行。三、“一炮三检”制度1）“一炮三检”，即掘进班组在装药前、放炮前、放炮后必须有瓦斯检查员现场检查作业点各种气体浓度。当瓦斯检查员确认作业点各气体的浓度在安全范围内，作业人员才能进入作业地点进行相关作业。2）工作面打眼前、放炮前、放炮后，通过瓦斯检查员现场检查气体，若作业点有害气体成分中CH4浓度低于1%，CO2浓度低于1.5%，则允许打眼，否则，应当果断撤出作业人员，并汇报井调度室和有关领导，待进一步查明原因和进行相应的处理。四、“三人连锁放炮”制度1）放炮员、班组长、瓦斯检查员，必须熟悉三人连锁放炮程序，严格要求执行，对工作认真负责，圆满完成各自的任务