關(guān)于礦山掘進(jìn)相關(guān)問題的探討

汾西礦業(yè)集團(tuán)河?xùn)|煤業(yè)靈北礦綜掘一隊 032000

摘要：本文筆者根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗，主要從鑿巖掘進(jìn)與爆破、礦山掘進(jìn)中通風(fēng)管理、掘進(jìn)工作面的防塵技術(shù)這三方面探討了礦山掘進(jìn)的相關(guān)問題。具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：礦山掘進(jìn)；爆破；通風(fēng)；防塵技術(shù)

引言

一般來講，若當(dāng)?shù)刈匀粭l件和社會條件允許，礦石開采多采用爆破法來進(jìn)行采礦作業(yè)，但是在一些較為特殊的地形環(huán)境中，礦石開采難度相對較大時，就要根據(jù)實際情況選擇其他的合理采礦方法。其中采礦掘進(jìn)技術(shù)方法就是其中一種較為常用的采礦方法。以下筆者就結(jié)合自己的工作經(jīng)驗，對礦山掘進(jìn)相關(guān)問題進(jìn)行了分析。

一、鑿巖掘進(jìn)與爆破

巷道的掘進(jìn)鑿巖與爆破，就是在工作面周而復(fù)始地進(jìn)行鑿巖、爆破、通風(fēng)、出渣等工作，推進(jìn)工作面前進(jìn)，所以鑿巖爆破工作應(yīng)做到：炮眼利用率要高，鑿巖工作要少，炸藥和雷管要少；爆破后所形成的巷道斷面輪廓整齊，超欠挖量要少；巷道的方向和坡度要符合設(shè)計要求；爆破的巖石塊度和堆集情況要便于裝運，所以解決好掘進(jìn)巷道中的各各環(huán)節(jié)是提高掘進(jìn)度的關(guān)鍵。

（1）巖石性質(zhì)的識別

考慮到采礦掘進(jìn)生產(chǎn)的主要對很是巖石。所以生產(chǎn)前期必須要對被掘進(jìn)的巖石性質(zhì)有所了解。方便礦石開采工作的成功實施。

巖石性質(zhì)識別內(nèi)容包括巖石的硬度、節(jié)理、抗壓強(qiáng)度等等。這些物理性質(zhì)對采礦掘進(jìn)中鉤柑形式的選擇、鑿巖參數(shù)的設(shè)定有重要影響。采礦實踐表明，在采礦掘進(jìn)過程中，巖石物理性質(zhì)最強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，其次是抗剪強(qiáng)度，最后是抗拉強(qiáng)度。從這一點來分析，采礦掘進(jìn)時所遇巖石越堅硬。打眼爆破后產(chǎn)生的拉伸破壞力度就越大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過擠壓破壞。為此，抓住巖石這一特點，利用巖石拉伸破壞特性來破碎巖石，可達(dá)到改善巖石破碎效果，提高采煤效率的目的。

（2）掏槽方式與炮孔布置

在掘進(jìn)爆破中，炮孔掏槽方式與布置十分關(guān)鍵，它的選擇直接影響到掘進(jìn)爆破效率。對于堅固的玄武巖，應(yīng)采用相對應(yīng)的掏槽方式，如漸開線式七星掏槽等方式，同時可以采用超前掏槽，預(yù)留中心空眼的方式，這樣可以首先做好掏槽拉槽工作，使輔助眼、周邊眼在微差爆破中，有較好的自由面，可以有效地提高硬巖的爆破效率。

（3）炮孔堵塞的作用

①炮孔堵塞與不堵塞

炸藥起爆后，首先產(chǎn)生沖擊波瞬問產(chǎn)生爆炸膨脹氣體，由此可見，沖擊波的作用超游于爆炸氣體膨脹作用，裕石越堅硬，超前時問就越多。沖出波對巖石起預(yù)裂的作用，為整個巖石破碎創(chuàng)造有利條件，而爆炸氣體膨脹的動力作用使巖石破石辛。

要提高爆破效果，首先應(yīng)當(dāng)使爆炸氣體在膨脹項問具有較高的壓力，其次要使爆炸氣休有一定的時問作用在眼壁的巖石上，使爆炸能最較多地傳給巖石。如果炮孔不堵塞或堵塞質(zhì)量不好，高溫氣體就會過早的地從炮眼中沖出，形成強(qiáng)烈地空氣沖擊波，從而降低巖石的爆破效果。

②炮孔堵塞與起炸藥位置的關(guān)系

直向起爆時，藥包的傳爆方向是從孔口沖出傳向孔底，如果不堵塞炮泥，爆炸氣體就會迅速不斷地從孔口沖出，在工作面附近形成強(qiáng)烈空氣沖擊波，破壞工作面附近設(shè)施，因此直向起爆時，堵塞作用特別重要。

反向起爆時，起爆藥裝在孔底，藥包的傳爆方向是從孔底沖出傳向孔口，尚未爆炸的炸藥本身對已爆炸產(chǎn)生的爆炸氣體起著堵塞作用。在這種情況下，如果不堵塞炮泥，那只會在整個藥包爆轟結(jié)束的瞬間，才會有高溫高壓的爆炸氣體從炮口中逸出，它的能量損失比不堵炮泥的直向起爆時要小得多，所以不會形成強(qiáng)烈地空氣沖擊波。

即使反向起爆比直向起爆爆破效果好，但有試驗資料證明，堵塞在爆破中的作用。當(dāng)炮孔中的藥量小于800 g時，同樣是反向起爆，堵炮泥比不堵炮泥爆破效果要好，炸藥消耗要低。當(dāng)炮孔裝藥量大于800g爆破時，效果提高就不顯著，這說明炮孔裝藥量已超過破碎巖石所需要的量，裝在炮眼口的炸藥只起到炮泥的作用而浪費。

二、礦山掘進(jìn)中通風(fēng)管理

1、所有掘進(jìn)工作面施工，原則上都必須采用機(jī)械式通風(fēng)，擴(kuò)散通風(fēng)的距離不得超過10米。若掘進(jìn)工作面采用壓入式的通風(fēng)方式，其風(fēng)筒口距離掘進(jìn)工作面的距離不得超過10米。

2、平巷通風(fēng)所用風(fēng)筒采用軟質(zhì)膠皮風(fēng)筒，每節(jié)風(fēng)筒長度不得小于10米，每節(jié)風(fēng)筒上的掛環(huán)不得少于5個，不同直徑的風(fēng)筒不得混接。

3、巷道分又或轉(zhuǎn)彎處采用金屬或硬質(zhì)塑料彎頭，不得用膠質(zhì)風(fēng)筒直接轉(zhuǎn)彎或分又。

4、嚴(yán)禁用一臺風(fēng)機(jī)同時向兩個以上掘進(jìn)工作面供風(fēng)。用于掘進(jìn)工作面通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)必須設(shè)置電閉鎖裝置。確保工作面停風(fēng)時，所有工作面用電設(shè)備均斷電，風(fēng)機(jī)啟動前，工作面電氣設(shè)備不能送電。

5、風(fēng)筒懸掛應(yīng)按照平、直、齊、順的要求進(jìn)行。風(fēng)筒吊掛線眼的高度應(yīng)按照作業(yè)規(guī)程的劃線定位，高度誤差不得超過50mm，風(fēng)筒吊掛眼的水平距離不得超過3米，懸掛風(fēng)筒的鐵絲應(yīng)由專用拉緊裝置拉緊，風(fēng)筒上的每個吊環(huán)都必須掛在鐵絲上。

三、掘進(jìn)工作面的防塵技術(shù)

1、物理化學(xué)降塵技術(shù)原理

（1）添加濕潤劑降塵

在以水為主體的濕式綜合防塵中，因粉塵具有一定的疏水性，水的表面張力又較大，對2um粒徑粉塵捕獲率只有1-28%左右，2um粒徑以下的粉塵捕獲率更低，為了提高水對呼吸性粉塵的捕獲率，國內(nèi)外很重視濕潤劑除塵的研究，取得了一定進(jìn)展，且應(yīng)用日益廣泛。

添加濕潤劑除塵機(jī)理：濕潤劑是于親水基和疏水基兩種不同性質(zhì)基團(tuán)組成的化合物，溶于水后其分子完全被水分子包圍，親水基一端被水分子吸引，疏水基一端被水分子排斥，在水溶液表面形成界面吸附層，而使水與空氣接觸面積大大縮小，導(dǎo)致水的表面張力降低，同時伸向空氣的疏水基與粉塵粒子之間有吸附件用，而把塵粒帶入水中，得到充分濕潤。添加濕潤劑還可應(yīng)用于其它各種濕式作業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如用于噴霧降塵。

（2）泡沫除塵

泡沫除塵是利用表面活性劑的特點，使其與水一起通過泡沫發(fā)生器，產(chǎn)生大量的高倍數(shù)的空氣機(jī)械泡沫，利用無空隙的泡沫體覆蓋和遮斷塵源。泡沫除塵原理包括攔截、粘附、濕潤、沉降等，幾乎可以捕集所有與之相遇的粉塵，尤其對微細(xì)粉塵具有更強(qiáng)的聚集能力。泡沫的產(chǎn)生有化學(xué)方法和物理方法兩種，除塵的泡沫一般是物理方法的，屬機(jī)械泡沫。

（3）磁化水降塵

磁化水降塵原理是水經(jīng)磁化后，物理化學(xué)性質(zhì)可發(fā)生暫時的變化。水的粘度減低，吸附能力、溶解能力及滲透能力增加，再加上水珠變小，有利于提高水的霧化程度，增加與粉塵的接觸機(jī)會，提高降塵效率。

2、通風(fēng)除塵

通風(fēng)除塵是指通過風(fēng)流的流動將井下作業(yè)點的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風(fēng)工作能有效地稀釋和及時地排出礦塵。決定通風(fēng)除塵效果的主要因素是風(fēng)速及礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。風(fēng)速過低，粗粒礦塵將與空氣分離下沉，不易排出；風(fēng)速過高，能將落塵揚起，增大礦內(nèi)空氣中的粉塵濃度。因此，通風(fēng)除塵效果是隨風(fēng)速的增加而逐漸增加的，達(dá)到最佳效果后，如果再增大風(fēng)速，效果又開始下降。排除井巷中的浮塵要有一定的風(fēng)速。我們把能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風(fēng)流運動而排出的最低風(fēng)速稱為最低排塵風(fēng)速。同時，我們把能

最大限度排除浮塵而又不致使落塵二次飛揚的風(fēng)速稱為最優(yōu)排塵風(fēng)速。一般來說，掘進(jìn)工作面的最優(yōu)風(fēng)速為0.4-0.7m/ s，機(jī)械化采煤工作面為1.5-2.5m/s。

隨著掘進(jìn)機(jī)械化水平的提高，掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量和產(chǎn)塵量急劇上升，單一的壓入式通風(fēng)方式將會使大量的粉塵吹出工作面，造成有人工作的巷道及回風(fēng)系統(tǒng)被嚴(yán)重污染，直接影響著工人的身體健康。由工作面吹出來的粉塵逐漸沉積下來也是礦井安全的一大隱患。故單一的壓入式通風(fēng)方式己不能適應(yīng)除塵要求。

結(jié)語

總之，在采礦生產(chǎn)中，由于每個礦區(qū)或礦床的特征都有很大不同，采礦時也常常會遇到不同情況的問題。在此情況下，采礦技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，結(jié)合所使用的采礦方法，合理的處理和解決生產(chǎn)中的問題，保證采礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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