在巷道掘进过程中,炮眼布置图的绘制是一项至关重要的工作。合理的炮眼布置不仅直接影响掘进效率,还关系到巷道成型的规整度和爆破对围岩的破坏程度。本文将详细介绍如何绘制巨型巷道炮眼布置图,涵盖炮眼的分类、布置原则、具体绘制步骤以及注意事项,旨在为读者提供一份详尽的参考指南。
一、炮眼分类与功能
在巷道掘进中,炮眼根据其位置和作用的不同,主要分为以下几类:
掏槽眼:掏槽眼通常布置在巷道断面中央偏下靠近底板处,是最先起爆的炮眼。其主要作用是在一个自由面的基础上,首先爆出一个槽腔,为其他炮眼的爆破创造新的自由面,从而提高爆破效果。掏槽眼一般比其他炮眼深150~250mm,装药量增加15%~20%。[2][8]
辅助眼:辅助眼又称崩落眼,布置在掏槽眼与周边眼之间。其主要作用是进一步扩大掏槽体积,为周边眼的爆破创造有利条件。辅助眼的装药量介于掏槽眼和周边眼之间,多采用连续装药结构。[2][8]
周边眼:周边眼是沿巷道周边布置的最外一圈炮眼,负责控制巷道断面的成形轮廓。周边眼包括顶眼、帮眼和底眼,装药量最小,且多采用不耦合装药或间隔装药,以确保巷道成型规整。[2][8]
二、炮眼布置原则
绘制炮眼布置图时,应遵循以下原则以确保爆破效果和安全:
“抓两头、带中间”原则:即首先确定掏槽方式和掏槽眼位置,其次是布置好周边眼,最后根据断面大小布置辅助眼。[8]
合理确定炮眼深度:炮眼深度应根据每次的掘进进度、岩石性质和钻眼机械的性能来确定。一般每次进度有0.8米、1米、1.2米三种选择,硬岩的循环进尺可适当增大。[2]
保证炮眼利用率:炮眼布置应尽可能提高炮眼利用率,减少无效炮眼,以提高掘进效率。[8]
避免相互破坏:先爆炸的炮眼不应破坏后爆炸的炮眼,或影响其内装药爆轰的稳定性。[8]
爆破块度均匀:爆破后的岩石块度应均匀,便于装岩和运输。[8]
符合设计要求:爆破后的断面和轮廓应符合设计要求,不发生欠挖和过量超挖,确保巷道成型规整。[8]
三、绘制步骤
绘制巨型巷道炮眼布置图的具体步骤如下:
1. 确定巷道断面形状和尺寸
在绘制炮眼布置图之前,首先需要明确巷道的断面形状和尺寸。常见的巷道断面形状有半圆拱形、直墙半圆拱形等。以直墙半圆拱形巷道为例,需要确定巷道的净宽、净高、设计掘进宽度和掘进高度等关键参数。
2. 选择掏槽方式和掏槽眼位置
根据巷道断面大小、岩石性质和地质构造等条件,选择合适的掏槽方式。常见的掏槽方式有倾斜眼掏槽和垂直眼掏槽两大类。倾斜掏槽适用于各种岩层,可充分利用自由面,逐步扩大爆破范围;垂直掏槽则适用于无瓦斯、岩石中硬以上的工作面。
掏槽眼一般布置在巷道断面中央偏下靠近底板处,便于打眼时掌握方向,并有利于其他炮眼爆落的岩块借助于自重崩落。掏槽眼的眼距和眼深应根据岩石性质和掏槽方式来确定。[8]
3. 布置周边眼
周边眼应严格按照设计轮廓线进行布置。顶眼和帮眼应布置在设计轮廓线上,但为便于打眼,通常向外偏斜一定的角度(一般为3°~5°),眼底落在设计轮廓线外不超过100mm。底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与辅助眼相同,眼底应低于底板150mm,眼口应比巷道底板高150~200mm,以避免爆破后在巷道底板留下根底。[2][8]
4. 布置辅助眼
辅助眼布置在掏槽眼与周边眼之间,根据巷道断面大小可布置一圈或多圈。辅助眼的作用是扩大掏槽眼爆出的槽腔,为周边眼的爆破创造有利条件。辅助眼的间距和装药量应根据巷道断面大小和岩石性质来确定,以确保爆破效果。[2][8]
5. 确定炮眼深度和装药量
炮眼深度应根据每次的掘进进度和岩石性质来确定,同时考虑钻眼机械的性能。装药量则应根据炮眼位置、深度和岩石性质来调整,以确保爆破块度均匀、飞石距离小、爆破高度和宽度符合要求。[2]
6. 绘制炮眼布置图
在确定了掏槽眼、周边眼和辅助眼的位置后,可以使用绘图软件(如AutoCAD、CAXA等)或手工绘制炮眼布置图。在图中,应清晰标注炮眼的编号、位置、深度、装药量以及起爆顺序等信息。同时,还应标注巷道断面尺寸、比例尺等关键参数,以便施工人员准确理解和执行。
四、注意事项
在绘制炮眼布置图时,还需注意以下几点:
考虑地质条件:巷道掘进过程中的地质条件变化较大,炮眼布置应根据实际情况进行调整。在软弱岩层或断层破碎带等地质条件复杂的地段,应适当加密炮眼,减小装药量,以确保爆破安全。[8]
保证炮眼质量:炮眼的质量直接影响爆破效果。在打眼过程中,应严格控制炮眼的方向、深度和间距,确保炮眼布置符合设计要求。同时,还应加强炮眼清理工作,确保炮眼内无杂物影响爆破效果。[8]
合理控制装药量:装药量是影响爆破效果的重要因素之一。在装药过程中,应根据炮眼位置、深度和岩石性质来调整装药量。装药量过大可能导致爆破块度过大、飞石距离过远等问题;装药量过小则可能无法达到预期爆破效果。因此,应合理控制装药量以确保爆破效果。[8]
加强安全管理:在爆破作业过程中,应加强安全管理措施。应设置警戒线、警示标志等安全设施,并严格按照爆破作业规程进行操作。同时,还应加强对施工人员的安全教育和培训工作,提高他们的安全意识和操作技能。[8]
五、实例分析
以某煤矿的巨型巷道掘进为例进行实例分析。该巷道断面为直墙半圆拱形,净宽6m,净高4.5m。根据巷道断面大小和岩石性质(中硬岩层),选择了楔形掏槽方式,并确定了掏槽眼、周边眼和辅助眼的位置和参数。
在绘制炮眼布置图时,首先确定了掏槽眼的位置和参数。掏槽眼布置在巷道断面中央偏下靠近底板处,眼距为1.2m,眼深为2.2m(比辅助眼和周边眼深约200mm),装药量为3个药卷。然后布置了周边眼,顶眼和帮眼布置在设计轮廓线上并向外偏斜一定角度(约5°),眼底落在设计轮廓线外不超过100mm;底眼眼底低于底板150mm,眼口高于巷道底板200mm。辅助眼布置在掏槽眼与周边眼之间,根据巷道断面大小布置了两圈辅助眼,间距为0.6m,装药量为2个药卷。
最后,根据炮眼布置图进行了爆破作业。通过合理控制装药量和起爆顺序等参数,取得了良好的爆破效果。巷道断面规整、岩块块度均匀、飞石距离小、爆破高度和宽度符合要求。该实例充分证明了合理炮眼布置图的重要性及其对掘进效率和巷道成型规整度的影响。
六、结论
绘制巨型巷道炮眼布置图是巷道掘进过程中的一项重要工作。合理的炮眼布置不仅可以提高掘进效率,还能确保巷道成型规整、减少爆破对巷道围岩的破坏。在绘制炮眼布置图时,应遵循一定的原则和步骤,并充分考虑地质条件、炮眼质量、装药量和安全管理等因素。通过实例分析可以看出,合理的炮眼布置和爆破作业参数可以取得良好的爆破效果。因此,在巷道掘进过程中应高度重视炮眼布置图的绘制工作,以确保掘进作业的顺利进行和巷道成型的质量。