[发明专利]一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法

说明书

技术领域    

本发明涉及一种矿山采场和巷道掘进爆破底眼防堵塞方法，实现了破碎矿岩条件下掘进工作面的安全高效装药和爆破作业。

背景技术    

矿山采场和巷道掘进作业一般分为凿岩、爆破、通风和出矿（渣）四个阶段，其中凿岩作业是采矿循环的一个关键环节，爆破效果的好坏直接影响到矿山生产效率的高低。一般而言，采场爆破需要在掘进工作面上开凿掏槽眼、辅助眼和周边眼，其中周边眼又可分为顶眼、底眼和帮眼。掏槽眼用于爆破出新的自由面，为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件；辅助眼利用掏槽眼爆破后创造的自由面，形成较大体积的破碎漏斗；周边眼主要用于控制爆破后的巷道断面形状和爆破进尺，其中底眼爆破质量是决定爆破进尺的关键因素，一般矿山均以巷道底部进尺作为衡量爆破效果的测量标准。

采场和巷道掘进时，如果先开凿底眼，则上部孔凿岩时工作面冒落的破碎岩石堆积在已凿好的底眼口，即使底眼口已事先用纸箱等材料堵塞了孔口，但装药时清理冒落的碎石也是一个非常繁重的工作（如贵州锦丰金矿，一个工作面凿岩后冒落的碎石超过3-4m³），需要凿岩台车退出工作面后，铲运机进入工作面清除底眼部位碎石，装药车再进入工作面装药；如果先凿上部眼，凿完后冒落的碎石堆积在工作面底部，也需要退出凿岩台车，铲运机进入清底，之后凿岩台车再次进入凿岩。凿岩台车进入工作面需要连接水管、安装水泵、连接电源等工作，一般需要15分钟的时间，凿岩台车退出工作面时，也要重复上述工作，耗时近似相等，严重影响工作进度。因此，由于凿岩过程中工作面上部松散岩体冒落堆积在底眼所在位置，清理该部分碎石，延长了凿岩循环时间，延缓了掘进效率。

当凿岩工作结束，开始装药时，对于一般岩体都存在部分炮孔内部因为塌孔导致碎石堵塞炮孔，对于破碎岩体，该种现象更为突出；目前我国一个掘进循环工作面爆破后，因爆破效率一般都在80%左右（如果炮孔深度为2.5m，则爆破进尺只能达到2.0m），因此在前一个循环爆破作用下，工作面岩体更为破碎，这也是引起炮孔在接近孔口1m范围内岩体更为破碎，更易造成炮孔堵塞的一个主要原因；再者，一般爆破时底眼装药量最大，对下一循环底部围岩造成的破坏作用也更大，也是底眼更容易堵塞的关键。钻孔堵塞将会导致炸药难以装入孔底，并显著影响爆破效率。

针对掘进工作面的炮孔堵塞问题，通常采用人工掏孔的方法清理其中碎石。一般炮孔直径约为40mm左右，长度2-3m或更深，在如此狭小的孔内掏出碎块非常困难，只能采用铁丝勾等简易工具，不仅费工费时，掏孔过程中也经常出现孔内碎块持续掉落的现象，严重影响生产效率；此外，由于工作面上部还可能有碎块掉落（工作面均不支护），也是威胁下部掏孔工人的一个很大的安全隐患。通常情况下，人工掏孔时间约为40-60分钟，装药总时间约为2个小时。由于底眼爆破所受夹制最大，因此对爆破进尺的影响也非常大，这也是为什么一定要掏干净底眼，以确保装药质量的原因；如上所述，底眼也是最容易出现堵孔的部位，因此，底眼掏孔时间一般要占总掏孔时间的50%左右。

综上所述，由于凿岩过程中工作面上部松散岩体冒落堆积在底眼所在位置，凿底眼或装底眼炸药前，需清理该部分碎岩，延长凿孔循环时间；底眼又是影响爆破进尺的关键，装药过程中掏最容易出现堵塞的底眼，进一步延长了装药时间；工作面上部可能出现的松散碎石掉落也对掏眼工构成了安全隐患。因此，底眼掏孔工作严重影响了爆破作业循环效率，降低了采掘生产能力，增大了综合采矿成本。

发明内容    

为了克服采场和巷道掘进过程中开凿底眼时存在的技术难题，本发明提供了一种底眼防堵塞方法，该方法可以防止上部凿孔掉渣埋住底眼，造成底眼凿岩或者装药困难，清理这些冒落的碎石造成的施工时间延长、施工效率降低的问题；同时底眼管有效解决了底眼的塌孔、堵塞，加快了装药进程，提高了爆破进尺，降低了巷道掘进综合成本。