一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施例公開一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，涉及巖巷掘進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法，包括：在探水孔外圍依次鉆設(shè)第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔等直至周邊炮孔；在第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔等以及周邊炮孔內(nèi)，布置電阻絲；將配比好的膨脹劑灌注到已經(jīng)布置電阻絲的各個(gè)炮孔中；對(duì)所述電阻絲通電，使電阻絲溫度控制在預(yù)定溫度，持續(xù)通電預(yù)定時(shí)間后膨脹劑受熱膨脹致使炮孔預(yù)裂，停止對(duì)所述電阻絲通電；將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔。本發(fā)明適用于巖石較硬的場(chǎng)合巖巷掘進(jìn)。
【專利說明】
一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巖巷掘進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化水平逐步提高，能源的需求量日益增加，而80%的能源來自煤炭。巖巷工程是煤炭工業(yè)發(fā)展的基石，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要項(xiàng)工作。巖巷快速掘進(jìn)是礦井水平、采區(qū)、采場(chǎng)“三大接替”順利進(jìn)行的根本保證。
[0003]巖巷施工首先要破粹巖石，常用的破巖方法有機(jī)械破巖和爆破破巖兩種。其中，機(jī)械破巖是采用掘進(jìn)機(jī)破巖，適用于巖石較軟的場(chǎng)合，遇到堅(jiān)硬巖石時(shí)截齒損耗嚴(yán)重，同時(shí)機(jī)械破巖過程中粉塵較大;爆破破巖適用于巖石較硬的場(chǎng)合，但是爆破作用對(duì)圍巖損傷較大，容易誘發(fā)圍巖失穩(wěn)，同時(shí)爆破作用產(chǎn)生的有毒氣體、振動(dòng)等危害不可忽視。可見，單一的破巖方式都存在弊端，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，能夠提尚巖巷的掘進(jìn)速度。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，包括:
[0007]在工作面鉆設(shè)探水孔，利用所述探水孔對(duì)工作面前方的巖石內(nèi)的水情進(jìn)行探測(cè)；
[0008]探水結(jié)束后，在所述探水孔外圍依次鉆設(shè)第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔、……直至周邊炮孔；
[0009]在第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔、……以及周邊炮孔內(nèi)，布置電阻絲；
[0010]將配比好的膨脹劑灌注到已經(jīng)布置電阻絲的各個(gè)炮孔中；
[0011]對(duì)所述電阻絲通電，使電阻絲溫度控制在預(yù)定溫度，持續(xù)通電預(yù)定時(shí)間后膨脹劑受熱膨脹致使炮孔預(yù)裂，停止對(duì)所述電阻絲通電；
[0012]將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔；
[0013]利用所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭對(duì)初始槽腔周圍的巖石，按照由內(nèi)到外的順序進(jìn)行破碎；
[0014]使所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭沿著周邊輪廓線切割巖石，形成光滑平整的開挖輪廓線。
[0015]可選地，所述探水孔的孔徑為150mm，孔深I(lǐng) OOm;
[0016]所述第一圈炮孔的孔徑42mm，孔深2_3m，孔間距為0.1mm；
[0017]所述第二圈炮孔呈螺旋狀布置，距離探水孔的距離逐漸增加，第二圈炮孔的孔間距與掘進(jìn)機(jī)炮頭上的第一排截齒的齒間距相等。
[0018]可選地，所述周邊炮孔中，每三個(gè)炮孔為一組，炮孔間距0.1m。每組炮孔間距0.5m，均勻布置在巷道輪廓線上；
[0019]周邊炮孔的每組炮孔中，只有中間的炮孔中布置電阻絲，另兩個(gè)炮孔作為膨脹輔助孔不布置電阻絲。
[0020]可選地，所述膨脹劑的重量配比為:
[0021 ] 水泥100，氧化鈣70，碳酸鈣10，硫酸鈉50，水80。
[0022]可選地，所述膨脹劑的重量配比為:
[0023 ] 水泥100，硫鋁酸鈣20，赤泥50，氧化鈣80，水100。
[0024]可選地，所述預(yù)定溫度為20攝氏度;所述預(yù)定時(shí)間為I小時(shí)。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，利用電阻絲及膨脹劑對(duì)炮孔進(jìn)行靜態(tài)爆破，使炮孔先行預(yù)裂，然后將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔，然后沿槽腔按照由內(nèi)到外的順序進(jìn)行破碎;最后使所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭沿著周邊輪廓線切割巖石，形成光滑平整的開挖輪廓線，這樣將炮孔的靜態(tài)爆破與掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械破碎相結(jié)合，能夠提尚巖巷的掘進(jìn)速度。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法實(shí)施例的流程示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法實(shí)施例中的炮孔布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]參看圖1及圖2，本發(fā)明靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例包括步驟:
[0032]S101、在工作面鉆設(shè)探水孔I，利用所述探水孔對(duì)工作面前方的巖石內(nèi)的水情進(jìn)行探測(cè)。
[0033]本實(shí)施例中，適用于堅(jiān)固性系數(shù)f>12的巖巷端面。堅(jiān)固性系數(shù)f表示巖石破壞的難以程度。f = R/10，其中，R表示巖石的單軸抗壓強(qiáng)度。
[0034]所述探水孔的孔徑可為150mm，孔深I(lǐng) OOm。
[0035]S102、探水結(jié)束后，在所述探水孔I外圍依次鉆設(shè)第一圈炮孔2、第二圈炮孔、第三圈炮孔3、……直至周邊炮孔6。
[0036]本實(shí)施例中，探水結(jié)束后，在所述探水孔I外圍依次鉆設(shè)第一圈炮孔2、第二圈炮孔3、第三圈炮孔4、第四圈炮孔5、周邊炮孔6。
[0037]其中，所述第一圈炮孔2的孔徑42mm，孔深2-3m，孔間距為0.1mm。
[0038]所述第二圈炮孔3呈螺旋狀布置，距離探水孔的距離逐漸增加，第二圈炮孔3的孔間距與掘進(jìn)機(jī)炮頭上的第一排截齒的齒間距相等。炮孔具體的尺寸由掘進(jìn)機(jī)的截齒分布情況確定。本實(shí)施例中，以現(xiàn)有的MH620型硬巖掘進(jìn)機(jī)為例，其炮頭上第一排共4個(gè)截齒，呈螺旋形布置，且距離炮頭中心軸的距離逐漸增加，距離炮頭中心軸的距離分別為0.15m，0.2m，
0.25m，0.3m。該掘進(jìn)機(jī)炮頭上第一排4個(gè)截齒的位置分別對(duì)應(yīng)圖2中所示的第二圈炮孔3的四個(gè)炮孔，該四個(gè)炮孔的標(biāo)記分別為3-1，3-2，3-3，3-4 ο
[0039]第三圈炮孔4布置在第二圈炮孔3外側(cè)，距離探水孔(中心孔)距離為0.5m。
[0040]第四圈炮孔5布置在第三圈炮孔4外側(cè)，距離第三圈炮孔0.3m。
[0041]根據(jù)斷面的大小，還可布置第五圈、第六圈炮孔等，圈與圈之間的間距為0.3m。
[0042]S103、在第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔、……以及周邊炮孔內(nèi)，布置電阻絲。
[0043]本實(shí)施例中，在作為中心孔的探水孔中不布置電阻絲，在第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔、……以及周邊炮孔內(nèi)，布置電阻絲。所述電阻絲為絕緣電阻絲。
[0044]S104、將配比好的膨脹劑灌注到已經(jīng)布置電阻絲的各個(gè)炮孔中。
[0045]本實(shí)施例中，可采用灌漿機(jī)，將配比好的膨脹劑灌注到已經(jīng)布置電阻絲的各個(gè)炮孔中。
[0046]作為一可選實(shí)施例，所述膨脹劑的重量配比為:水泥100，氧化鈣(Ca0)70，碳酸鈣(CaCO3) 10，硫酸鈉(Na2SO4) 50，水80。本實(shí)施例的膨脹劑的膨脹率為260。
[0047]作為另一可選實(shí)施例，所述膨脹劑的重量配比為:水泥100，硫鋁酸鈣20，赤泥50，氧化鈣(CaO) 80，水100。本實(shí)施例的膨脹劑的膨脹率為214。
[0048]赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)I噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0?2.0噸赤泥。
[0049]S105、對(duì)所述電阻絲通電，使電阻絲溫度控制在預(yù)定溫度，持續(xù)通電預(yù)定時(shí)間后膨脹劑受熱膨脹致使炮孔預(yù)裂，停止對(duì)所述電阻絲通電。
[0050]本實(shí)施例中，所述預(yù)定溫度為20攝氏度;所述預(yù)定時(shí)間為I小時(shí)。
[0051]本實(shí)施例中，探水孔直徑相對(duì)較大，并且在探水孔中不布置電阻絲和灌注膨脹劑，這樣能夠充分利用探水結(jié)束后所遺留的探水孔，為第一圈炮孔的靜態(tài)爆破提供臨空面，便于第一圈炮孔的預(yù)裂，在第一圈炮孔中相鄰的炮孔之間形成預(yù)制裂紋。
[0052]S106、將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔。
[0053]本實(shí)施例中，將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，便于掘進(jìn)機(jī)炮頭施力于巖體，使巖體快速破碎。
[0054]S107、利用所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭對(duì)初始槽腔周圍的巖石，按照由內(nèi)到外的順序進(jìn)行破碎。
[0055]S108、使所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭沿著周邊輪廓線切割巖石，形成光滑平整的開挖輪廓線。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，利用電阻絲及膨脹劑對(duì)炮孔進(jìn)行靜態(tài)爆破，使炮孔先行預(yù)裂，然后將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔，然后沿槽腔按照由內(nèi)到外(即從中心孔朝向周邊炮孔)的順序進(jìn)行破碎;最后使所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭沿著周邊輪廓線切割巖石，形成光滑平整的開挖輪廓線，這樣將炮孔的靜態(tài)爆破與掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械破碎相結(jié)合，能夠提高巖巷的掘進(jìn)速度。
[0057]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于，包括: 在工作面鉆設(shè)探水孔，利用所述探水孔對(duì)工作面前方的巖石內(nèi)的水情進(jìn)行探測(cè)； 探水結(jié)束后，在所述探水孔外圍依次鉆設(shè)第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔.......直至周邊炮孔； 在第一圈炮孔、第二圈炮孔、第三圈炮孔.......以及周邊炮孔內(nèi)，布置電阻絲； 將配比好的膨脹劑灌注到已經(jīng)布置電阻絲的各個(gè)炮孔中； 對(duì)所述電阻絲通電，使電阻絲溫度控制在預(yù)定溫度，持續(xù)通電預(yù)定時(shí)間后膨脹劑受熱膨脹致使炮孔預(yù)裂，停止對(duì)所述電阻絲通電； 將掘進(jìn)機(jī)炮頭對(duì)準(zhǔn)所述探水孔，并且使炮頭上的第一排截齒與所述第二圈炮孔相對(duì)應(yīng)，開動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，破碎巖體，形成初始槽腔； 利用所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭對(duì)初始槽腔周圍的巖石，按照由內(nèi)到外的順序進(jìn)行破碎； 使所述掘進(jìn)機(jī)的炮頭沿著周邊輪廓線切割巖石，形成光滑平整的開挖輪廓線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于， 所述探水孔的孔徑為150mm，孔深10m; 所述第一圈炮孔的孔徑42mm，孔深2_3m，孔間距為0.1mm; 所述第二圈炮孔呈螺旋狀布置，距離探水孔的距離逐漸增加，第二圈炮孔的孔間距與掘進(jìn)機(jī)炮頭上的第一排截齒的齒間距相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于， 所述周邊炮孔中，每三個(gè)炮孔為一組，炮孔間距0.lm。每組炮孔間距0.5m，均勻布置在巷道輪廓線上； 周邊炮孔的每組炮孔中，只有中間的炮孔中布置電阻絲，另兩個(gè)炮孔作為膨脹輔助孔不布置電阻絲。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于，所述膨脹劑的重量配比為: 水泥100，氧化鈣70，碳酸鈣10，硫酸鈉50，水80。5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于，所述膨脹劑的重量配比為: 水泥100，硫鋁酸鈣20，赤泥50，氧化鈣80，水100。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的靜態(tài)爆破配合掘進(jìn)機(jī)的巖巷綜合掘進(jìn)方法，其特征在于， 所述預(yù)定溫度為20攝氏度;所述預(yù)定時(shí)間為I小時(shí)。
【文檔編號(hào)】E21D9/00GK105840199SQ201610317557
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】楊仁樹, 楊國梁, 郭東明
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)