大斷面巖巷爆破網(wǎng)路技術應用研究

劉建華,周 偉,王傳義

(皖北煤電集團錢營孜煤礦, 安徽宿州 234000)

大斷面巖巷爆破網(wǎng)路技術應用研究

劉建華,周 偉,王傳義

(皖北煤電集團錢營孜煤礦, 安徽宿州 234000)

為避免大斷面巖巷爆破過程中因爆破網(wǎng)路所造成的丟炮、拒爆等現(xiàn)象,根據(jù)爆破網(wǎng)路設計原則,對爆破網(wǎng)路進行優(yōu)化;實踐證明,優(yōu)化后的爆破網(wǎng)路明顯優(yōu)于優(yōu)化前的爆破網(wǎng)路,提高起爆可靠性和安全性,提高了工作效率。

爆破網(wǎng)路; 巖巷爆破; 效率

一 引言

爆破技術在巖巷掘進中的應用十分廣泛,大大提高了掘進和煤礦開采的速率。在大斷面巖巷的爆破中,采用合理的起爆網(wǎng)路,可以有效的避免爆破所產(chǎn)生的丟炮、拒爆等現(xiàn)象,改善爆破效果。由于丟炮、拒爆等留下的殘藥,給后期的爆破留下了安全隱患,嚴重威脅工人的安全,影響生產(chǎn)效率。在煤礦井下,一般采用電力起爆,電力起爆網(wǎng)路分為三種:串聯(lián)起爆、并聯(lián)起爆、混聯(lián)起爆。根據(jù)工程實際情況,選取合適的起爆網(wǎng)路,既能達到理想的爆破效果,也能保證工程的安全性。

二 爆破網(wǎng)路的理論計算

1 串聯(lián)起爆網(wǎng)路的計算

串聯(lián)起爆網(wǎng)路是一種最簡單的連接方式,把各個藥包的雷管依次串聯(lián)起來,如圖1所示。這種網(wǎng)路只要任何一個雷管發(fā)生故障,整個網(wǎng)路就會失效。串聯(lián)起起爆網(wǎng)路計算如下:

式中R為起爆網(wǎng)路總電阻,R0為網(wǎng)路母線電阻及電源的內(nèi)阻,

圖1 串聯(lián)網(wǎng)路

R1為區(qū)域線電阻;

r為電雷管的電阻;

N電雷管的總個數(shù);

E電源的電壓,V;

I通過網(wǎng)路的總電流,A;

i通過每個電雷管的電流,A;

2 并聯(lián)起爆網(wǎng)路的計算

并聯(lián)起爆網(wǎng)路是將各藥包的電雷管腳線并簇連接到主線的端線上,如圖2所示。這種連接方式比較復雜,容易錯接和漏接,消耗的導線較多,經(jīng)濟上不合理。并聯(lián)起爆網(wǎng)路的計算如下:

圖2 并聯(lián)網(wǎng)路

3 混聯(lián)起爆網(wǎng)路的計算

在工程的實際應用中,混聯(lián)起爆網(wǎng)路較為普遍,它提高了起爆的可靠性,同時又降低了成本。對于混聯(lián)起爆網(wǎng)路,根據(jù)組合的情況不同,其計算也不一樣。下面以并串聯(lián)起爆網(wǎng)路為例,分析其網(wǎng)路特點。

若先將n個雷管串聯(lián)成組,再將m組并聯(lián),如圖3所示,計算公式如下:

其中m串并、n串并為最優(yōu)組分數(shù)。

三 巖巷爆破中的網(wǎng)路應用

1 工程概況

錢營孜煤礦是皖北煤電恒源股份公司新建礦井,年設計生產(chǎn)能力180萬t。巖巷掘進斷面一般在18 m2以上,大斷面巖巷掘進過程中由于受設備、操作、地質(zhì)條件等諸多因素影響,常出現(xiàn)丟炮、拒爆等問題,嚴重威脅到掘進工作面的安全生產(chǎn),并在一定程度上影響快速掘進。為了保證不出現(xiàn)丟炮、拒爆,實現(xiàn)安全、快速掘進,需要在巖巷掘進的爆破網(wǎng)路上進行優(yōu)化。

2 爆破網(wǎng)路優(yōu)化

根據(jù)工作面的實際情況,布置好掏槽眼、輔助眼、崩落眼和周邊眼,按起爆順序確定雷管段別。圖4為優(yōu)化前的爆破網(wǎng)路示意圖,采用的是串聯(lián)起爆的方式連接網(wǎng)路。由于使用的雷管數(shù)量較多,發(fā)爆器的功率不一定能完全起爆所有雷管,容易造成丟炮、拒爆等現(xiàn)象。根據(jù)爆破后的斷面狀況,發(fā)現(xiàn)有雷管拒爆的現(xiàn)象,而且拒爆雷管的分布沒有規(guī)律,在排除人為因素影響的前提下,決定對爆破網(wǎng)路進行優(yōu)化,目的是提高網(wǎng)路中的電流。

圖3 串并聯(lián)網(wǎng)路

將上式分別對m或n求導,并分別令兩式等于零,解得

圖4 優(yōu)化前的爆破網(wǎng)路示意圖

雷管的準爆條件:發(fā)爆器輸出沖能不應小于感度最低雷管的標稱發(fā)火沖能;為杜絕拒爆現(xiàn)象,必須使感度最低雷管的發(fā)火時間與感度最高雷管的發(fā)火時間差小于最小傳導時間;感度最低雷管的發(fā)火時間應小于電流下降到雷管最小發(fā)火電流的時間。由于雷管的點火藥頭較敏感,只要電流足夠,點火能順利完成。所以網(wǎng)路優(yōu)化的主要目的是提高通過雷管的電流,增加雷管起爆的可靠性,圖5為優(yōu)化后的爆破網(wǎng)路示意圖。

圖5 優(yōu)化后的爆破網(wǎng)路示意圖

3 結(jié)果與分析

統(tǒng)計優(yōu)化前后的相關數(shù)據(jù),見表1。

表1 爆破網(wǎng)路優(yōu)化前后相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從統(tǒng)計結(jié)果看,優(yōu)化后的起爆可靠性大大增加,提高了效率。從網(wǎng)路的分析看來,當發(fā)爆器的輸出電壓一定時,根據(jù)上述內(nèi)容的分析,優(yōu)化后的電流將近是優(yōu)化前電流的2倍,通過雷管的電流增加明顯。

影響整個起爆網(wǎng)路的因素很多,要從根本上解決丟炮、拒爆等現(xiàn)象,要認真對待操作中的各個環(huán)節(jié)。起爆網(wǎng)路影響通過各個雷管的電流,通過計算選擇合適的起爆網(wǎng)路,同時要根據(jù)實際情況選擇合適的發(fā)爆器,確保爆破的順利進行。

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[5] 劉自鐋.工業(yè)火工品[M].北京:兵器工業(yè)出版社, 2003.

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

劉建華(1973-),男,寧夏平羅人,工程師,從事生產(chǎn)管理工作,電話:0557-3971072。