大斷面巖巷爆破網(wǎng)路技術(shù)應(yīng)用研究

劉建華,周 偉,王傳義

(皖北煤電集團(tuán)錢營(yíng)孜煤礦, 安徽宿州 234000)

大斷面巖巷爆破網(wǎng)路技術(shù)應(yīng)用研究

劉建華,周 偉,王傳義

(皖北煤電集團(tuán)錢營(yíng)孜煤礦, 安徽宿州 234000)

為避免大斷面巖巷爆破過(guò)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(shè)計(jì)原則,對(duì)爆破網(wǎng)路進(jìn)行優(yōu)化;實(shí)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(shù)在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用十分廣泛,大大提高了掘進(jìn)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(yán)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(shí)際情況,選取合適的起爆網(wǎng)路,既能達(dá)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(jì)算

1 串聯(lián)起爆網(wǎng)路的計(jì)算

串聯(lián)起爆網(wǎng)路是一種最簡(jiǎn)單的連接方式,把各個(gè)藥包的雷管依次串聯(lián)起來(lái),如圖1所示。這種網(wǎng)路只要任何一個(gè)雷管發(fā)生故障,整個(gè)網(wǎng)路就會(huì)失效。串聯(lián)起起爆網(wǎng)路計(jì)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(gè)數(shù);

E電源的電壓,V;

I通過(guò)網(wǎng)路的總電流,A;

i通過(guò)每個(gè)電雷管的電流,A;

2 并聯(lián)起爆網(wǎng)路的計(jì)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(fù)雜,容易錯(cuò)接和漏接,消耗的導(dǎo)線較多,經(jīng)濟(jì)上不合理。并聯(lián)起爆網(wǎng)路的計(jì)算如下:

圖2 并聯(lián)網(wǎng)路

3 混聯(lián)起爆網(wǎng)路的計(jì)算

在工程的實(shí)際應(yīng)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(shí)又降低了成本。對(duì)于混聯(lián)起爆網(wǎng)路,根據(jù)組合的情況不同,其計(jì)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(diǎn)。

若先將n個(gè)雷管串聯(lián)成組,再將m組并聯(lián),如圖3所示,計(jì)算公式如下:

其中m串并、n串并為最優(yōu)組分?jǐn)?shù)。

三 巖巷爆破中的網(wǎng)路應(yīng)用

1 工程概況

錢營(yíng)孜煤礦是皖北煤電恒源股份公司新建礦井,年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬(wàn)t。巖巷掘進(jìn)斷面一般在18 m2以上,大斷面巖巷掘進(jìn)過(guò)程中由于受設(shè)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(wèn)題,嚴(yán)重威脅到掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn),并在一定程度上影響快速掘進(jìn)。為了保證不出現(xiàn)丟炮、拒爆,實(shí)現(xiàn)安全、快速掘進(jìn),需要在巖巷掘進(jìn)的爆破網(wǎng)路上進(jìn)行優(yōu)化。

2 爆破網(wǎng)路優(yōu)化

根據(jù)工作面的實(shí)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(méi)有規(guī)律,在排除人為因素影響的前提下,決定對(duì)爆破網(wǎng)路進(jìn)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(duì)m或n求導(dǎo),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(zhǔn)爆條件:發(fā)爆器輸出沖能不應(yīng)小于感度最低雷管的標(biāo)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(shí)間與感度最高雷管的發(fā)火時(shí)間差小于最小傳導(dǎo)時(shí)間;感度最低雷管的發(fā)火時(shí)間應(yīng)小于電流下降到雷管最小發(fā)火電流的時(shí)間。由于雷管的點(diǎn)火藥頭較敏感,只要電流足夠,點(diǎn)火能順利完成。所以網(wǎng)路優(yōu)化的主要目的是提高通過(guò)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(jì)優(yōu)化前后的相關(guān)數(shù)據(jù),見表1。

表1 爆破網(wǎng)路優(yōu)化前后相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

從統(tǒng)計(jì)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(lái),當(dāng)發(fā)爆器的輸出電壓一定時(shí),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(guò)雷管的電流增加明顯。

影響整個(gè)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(rèn)真對(duì)待操作中的各個(gè)環(huán)節(jié)。起爆網(wǎng)路影響通過(guò)各個(gè)雷管的電流,通過(guò)計(jì)算選擇合適的起爆網(wǎng)路,同時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的發(fā)爆器,確保爆破的順利進(jìn)行。

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[4] 劉貴文.并串聯(lián)電爆網(wǎng)路的可靠性[J].山西煤炭, 2010,30(4):66-68.

[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。