普通鑿井法

普通鑿井法

普通鑿井法是在不含水穩定的地層中直接採用礦山爆破進行井筒開挖、臨時支護和井壁砌築作業,而特殊鑿井法是在含水不穩定的地層中,採用特殊技術、裝備和工藝直接形成井筒,或對地層進行處理後再進行普通鑿井的作業鑿井方法。 用於岩層和穩定沖積層、湧水量不大的一種以鑽爆法開鑿井筒的傳統方法。主要工序包括鑽孔爆破、裝載、提升和井壁支護。輔助工作有通風、排水、材料供應等。

介紹

古老的立井井筒斷面為矩形,多開鑿在湧水小的較穩定岩層中,採用人工鑿岩,黑火藥爆破,人工裝岩和木材支護,服務年限短。隨著井筒深度增加,地壓增大,逐漸採用石材或混凝土支護的圓形井筒。由於爆破技術的發展,爆破的岩石要用很長時間和繁重的體力勞動方能清除,裝岩工作便成為提高鑿井速度的障礙。

20世紀初,西歐曾將雙葉片抓料機械用於鑿井裝岩,但效率較低;40年代試製成多葉片抓岩機,使鑿井速度明顯提高。近年來,由於使用錨噴支護與金屬活動模板築壁技術,和各種類型的鑽架與大型抓岩設備,普通鑿井法的鑿井速度有較大幅度的提高。

用普通鑿井法施工時,在井口地面安裝井架,其頂端設天輪台,用於懸吊各種鑿井設備。工作面爆破的岩石,用吊桶提至井架卸矸台卸入矸石倉,用汽車或礦車運走。井口設封口盤,盤下4~6m處設固定盤。井筒中還懸掛多層金屬結構的吊盤、砌築井壁的模板、吊泵、風筒、鑽架和抓岩機等。通風機設於地面,通過風筒,向工作面通風。

立井井筒施工前,通常先作木材、鋼材或磚石結構臨時鎖口,以固定井口位置;吊掛臨時支架,防止地表塌陷和泥水流入井內。表土抗壓強度大於2.5kgf/cm2時,可立即組立鑿井井架;土質不好時,先用簡易三腳架、龍門架或汽車起重機供井筒提升,達一定深度後,以穩定岩層為基礎,砌好上段井壁與永久鎖口,再組立鑿井井架。

普通鑿井法

鑽眼爆破法破岩

在岩體上鑽鑿一定直徑、一定深度及數量的炮眼,並在其中裝入炸藥,靠炸藥爆炸的力量破碎岩體,從而達到井巷掘進的目的,這種方法就叫做鑽眼爆破法。它的優點是操作簡單、易於掌握、設備簡單、安全可靠、可以根據要求,在岩體中鑽爆出不同形狀,不同深度的井筒或巷道。

爆破方法

根據炮眼深度與直徑將鑽爆法分為淺孔爆破法、中深孔爆破法和深孔爆破法。炮眼直徑小於50mm,深度小於2m時稱為淺孔爆破,多用於井巷工程;炮眼直徑小於50mm,深度2-4m稱為中深孔爆破,多用於井筒及大斷面硐室掘進;炮眼直徑大於50mm、深度大於5m則稱為深孔爆破,主要用於立井井筒及溜煤眼、大斷面硐室的掘進以及露天開採的台階爆破。

爆破設計

爆破是用炸藥破碎岩體的作業,為達到預期的爆破效果及作業安全應對爆破所用的炸藥及岩體以及爆破方式進行認真的設計。

炸藥和雷管

炸藥一般有硝銨炸藥、水膠炸藥、硝化甘油炸藥和乳膠炸藥。其中硝酸銨類炸藥是我國煤礦最廣泛使用的工業炸藥。經硝酸銨為主加有可燃劑或再加敏化劑(硝化甘油除外),可用雷管起爆的稱為混合炸藥。該炸藥的特點是氧平衡接近於零,有毒氣體產生量受到嚴格限制。硝銨炸藥為粉狀,用紙包裝加工成圓柱形藥卷,外塗一層石蠟防水。硝銨炸藥的貯存期為4~6個月。

(1)水膠炸藥是20世紀70年代研製成功的新型炸藥,是硝酸甲胺的微小液滴分散在含有多孔物質、以硝酸鹽為主的氧化劑水溶液中,經調化、交聯製成的凝膠狀含水炸藥。水膠炸藥具有抗水性,密度高,威力大,安全性好,生產工藝簡單,使用方便,改變了硝銨炸藥的主要缺點。硝化甘油炸藥是硝化甘油被可燃劑和(或)氧化劑等吸收後組成的混合炸藥。通稱為膠質炸藥。其優點是威力高、耐水(可在水下爆破)、密度大、具有可塑性、爆炸穩定性高。缺點是會“老化”、“滲油”、機械敏度高、生產和使用安全度較差、價格昂貴,現已經很少使用。

(2)乳化炸藥是通過乳化劑的作用,使以硝酸鹽為主的氧化劑水溶液微滴均勻地分散在含有氣泡或多孔性物質的油相連續介質中而形成的油包水型膏狀含水炸藥。在有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下工作面或工作地點應使用經主管部門批准、符合《煤礦安全規程》規定的煤礦許用炸藥。

(3)雷管是爆破工程的主要起爆材料,它由外界能激發,能可靠地引起其後的起爆材料或各種工業炸藥爆炸。雷管有火雷管與電雷管兩種。由於煤礦井下存在易爆炸的瓦斯和煤塵,因此,煤礦井下禁止使用明火起爆,只能採用電能激發的電雷管。

(4)電雷管可以分成如下幾種:激發後瞬時爆炸的稱瞬發電雷管,隔一定時間爆炸的稱延期電雷管,按延期間隔時間不同,又可以分成秒延期雷管和毫秒延期雷管。延期電雷管是為了提高爆破效果,加大自由面,使工作面各種炮眼的爆炸有一定的先後順序。此外,還有抗靜電性能的雷管,稱抗靜電電雷管。

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