大断面岩巷爆破网路技术应用研究

刘建华,周 伟,王传义

(皖北煤电集团钱营孜煤矿, 安徽宿州 234000)

大断面岩巷爆破网路技术应用研究

刘建华,周 伟,王传义

(皖北煤电集团钱营孜煤矿, 安徽宿州 234000)

为避免大断面岩巷爆破过程中因爆破网路所造成的丢炮、拒爆等现象,根据爆破网路设计原则,对爆破网路进行优化;实践证明,优化后的爆破网路明显优于优化前的爆破网路,提高起爆可靠性和安全性,提高了工作效率。

爆破网路; 岩巷爆破; 效率

一 引言

爆破技术在岩巷掘进中的应用十分广泛,大大提高了掘进和煤矿开采的速率。在大断面岩巷的爆破中,采用合理的起爆网路,可以有效的避免爆破所产生的丢炮、拒爆等现象,改善爆破效果。由于丢炮、拒爆等留下的残药,给后期的爆破留下了安全隐患,严重威胁工人的安全,影响生产效率。在煤矿井下,一般采用电力起爆,电力起爆网路分为三种:串联起爆、并联起爆、混联起爆。根据工程实际情况,选取合适的起爆网路,既能达到理想的爆破效果,也能保证工程的安全性。

二 爆破网路的理论计算

1 串联起爆网路的计算

串联起爆网路是一种最简单的连接方式,把各个药包的雷管依次串联起来,如图1所示。这种网路只要任何一个雷管发生故障,整个网路就会失效。串联起起爆网路计算如下:

式中R为起爆网路总电阻,R0为网路母线电阻及电源的内阻,

图1 串联网路

R1为区域线电阻;

r为电雷管的电阻;

N电雷管的总个数;

E电源的电压,V;

I通过网路的总电流,A;

i通过每个电雷管的电流,A;

2 并联起爆网路的计算

并联起爆网路是将各药包的电雷管脚线并簇连接到主线的端线上,如图2所示。这种连接方式比较复杂,容易错接和漏接,消耗的导线较多,经济上不合理。并联起爆网路的计算如下:

图2 并联网路

3 混联起爆网路的计算

在工程的实际应用中,混联起爆网路较为普遍,它提高了起爆的可靠性,同时又降低了成本。对于混联起爆网路,根据组合的情况不同,其计算也不一样。下面以并串联起爆网路为例,分析其网路特点。

若先将n个雷管串联成组,再将m组并联,如图3所示,计算公式如下:

其中m串并、n串并为最优组分数。

三 岩巷爆破中的网路应用

1 工程概况

钱营孜煤矿是皖北煤电恒源股份公司新建矿井,年设计生产能力180万t。岩巷掘进断面一般在18 m2以上,大断面岩巷掘进过程中由于受设备、操作、地质条件等诸多因素影响,常出现丢炮、拒爆等问题,严重威胁到掘进工作面的安全生产,并在一定程度上影响快速掘进。为了保证不出现丢炮、拒爆,实现安全、快速掘进,需要在岩巷掘进的爆破网路上进行优化。

2 爆破网路优化

根据工作面的实际情况,布置好掏槽眼、辅助眼、崩落眼和周边眼,按起爆顺序确定雷管段别。图4为优化前的爆破网路示意图,采用的是串联起爆的方式连接网路。由于使用的雷管数量较多,发爆器的功率不一定能完全起爆所有雷管,容易造成丢炮、拒爆等现象。根据爆破后的断面状况,发现有雷管拒爆的现象,而且拒爆雷管的分布没有规律,在排除人为因素影响的前提下,决定对爆破网路进行优化,目的是提高网路中的电流。

图3 串并联网路

将上式分别对m或n求导,并分别令两式等于零,解得

图4 优化前的爆破网路示意图

雷管的准爆条件:发爆器输出冲能不应小于感度最低雷管的标称发火冲能;为杜绝拒爆现象,必须使感度最低雷管的发火时间与感度最高雷管的发火时间差小于最小传导时间;感度最低雷管的发火时间应小于电流下降到雷管最小发火电流的时间。由于雷管的点火药头较敏感,只要电流足够,点火能顺利完成。所以网路优化的主要目的是提高通过雷管的电流,增加雷管起爆的可靠性,图5为优化后的爆破网路示意图。

图5 优化后的爆破网路示意图

3 结果与分析

统计优化前后的相关数据,见表1。

表1 爆破网路优化前后相关数据统计表

从统计结果看,优化后的起爆可靠性大大增加,提高了效率。从网路的分析看来,当发爆器的输出电压一定时,根据上述内容的分析,优化后的电流将近是优化前电流的2倍,通过雷管的电流增加明显。

影响整个起爆网路的因素很多,要从根本上解决丢炮、拒爆等现象,要认真对待操作中的各个环节。起爆网路影响通过各个雷管的电流,通过计算选择合适的起爆网路,同时要根据实际情况选择合适的发爆器,确保爆破的顺利进行。

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AbstractAccording to design principle of blasting circuit,the optimization design for blasting circuitwas to avoid misfire in large cross-section rock drift blasting reasoning for the circuit.The application shows that the optimization design circuit is better than the old one in initiation reliability,security and efficiency.

Key wordsblasting circuit;rock drift blasting;efficiency

On Technology ofBlasting Circuit ofLarge Cross-section Rock Drift

L IU Jian-hua ZHOU Wei

(Q ianyingzi Colliery,W anbei Coal&Power Group,Suzhou Anhui234116)

TD235

B

1671-4733(2010)04-0010-03

DO I:10.3969/j.issn.1671-4733.2010.04.003

2010-11-22

刘建华(1973-),男,宁夏平罗人,工程师,从事生产管理工作,电话:0557-3971072。