動載作用下鄰近硐室圍巖支護工法

動載作用下鄰近硐室圍巖支護工法XX集團二十九工程處1．前言礦山井下巷道、硐室開拓施工主要采用鉆爆法施工。施工過程中爆炸瞬間所釋放的巨大能量在擊碎或破壞介質(zhì)的同時，往往也破壞到爆炸源附近一定范圍內(nèi)硐室的圍巖整體性，因此，XX集團二十九工程處與安徽理工大學(xué)合作，進行深井巷道掘進過程中爆破動載對鄰近圍巖的損傷方面的研究工作。根據(jù)巖石爆破破碎機理和巖石損傷破壞理論，分析巖石的爆破準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)特性、爆破應(yīng)力波在中遠(yuǎn)區(qū)巖石的傳播衰減規(guī)律，建立爆破動載荷作用下的巖石損傷力學(xué)模型。通過現(xiàn)場爆破地震波波譜實測分析，得出與巷道掘進多段微差起爆相對應(yīng)的多個爆破振動主頻范圍，反算出最大單段安全裝藥量。通過分析爆破地震波對相鄰巷道穩(wěn)定性的影響，繼而提出相鄰巷道支護結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方案。應(yīng)用FLAC2D軟件分析既有巷道圍巖和支護結(jié)構(gòu)在受鄰近爆破影響下的振動速度、應(yīng)力和支護結(jié)構(gòu)的變形，通過FLAC對巖石錨桿在靜載和動載情況下的應(yīng)力比較和分析，提出更為合理支護參數(shù)，提高了支護的安全性，減少了巷道的維修費用。XX集團二十九工程處應(yīng)用該項成果形成了動載作用下鄰近硐室圍巖支護工法。本工法經(jīng)XX集團二十九工程處在國投新集集團劉莊煤礦、口孜東煤礦、淮北劉店煤礦井下巷道施工中應(yīng)用，確定最優(yōu)爆破參數(shù)和支護參數(shù)，嚴(yán)格控制炸藥量，獲得了顯著效果，對巷道圍巖破壞小，減少材料消耗，且避免多余矸石排出和減少爆炸氣體和粉塵的排放，經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著。經(jīng)安徽省教育廳組織有關(guān)專家鑒定，該項成果在動載作用下鄰近巷道圍巖動態(tài)響應(yīng)與支護參數(shù)優(yōu)化方面處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。2．工法特點2.1根據(jù)工程地質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)情況，利用爆炸應(yīng)力波傳播理論對鄰近巷道在爆炸動載作用下的損傷破壞和穩(wěn)定性進行分析，提出鄰近巷道和硐室的支護結(jié)構(gòu)，優(yōu)化鄰近巷道和硐室的支護形式、支護參數(shù)，減小對鄰近巷道和硐室的破壞，以確保工程的安全性。2.2利用爆炸應(yīng)力波傳播理論，得出爆破動載松動圈的動態(tài)碎脹力與支護參數(shù)之間的關(guān)系，確立合理的爆破圖表，計算出最大單段安全裝藥量，在提高爆破效果的同時減小對鄰近巷道和硐室的破壞。3．適用范圍各類礦山井下巷道以及人防地下通道和硐室、國防工程坑道和洞庫、市政設(shè)施的地下鐵道、管線通道等工程。4．工藝原理通過進行爆破作用下多種不同圍巖介質(zhì)內(nèi)爆炸應(yīng)力波的傳播特性及圍巖破壞損傷范圍的理論分析，得出爆破破裂區(qū)、裂隙區(qū)和爆破震動區(qū)的計算公式。利用PPV安全判據(jù)等幾種常用爆破損傷確定方法與控制標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)理論分析及試驗所取得的基本力學(xué)參量，采用FLAC軟件進行爆破動載對鄰近巷道圍巖穩(wěn)定性和錨桿力學(xué)特性進行數(shù)值模擬。根據(jù)爆破損傷破壞機理，研究爆破動載的動態(tài)響應(yīng)與支護之間的關(guān)系，為選擇合理的支護形式提供理論依據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，進行工程監(jiān)測和檢測，根據(jù)測定結(jié)果，計算出爆破動載對相鄰巷道的影響范圍，優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)和支護參數(shù)。5.施工工藝流程、操作要點5.1爆破施工工藝流程第一步：應(yīng)用Instantel振動監(jiān)測儀，得出質(zhì)點峰值振動速度，然后通過公式，反算出裝藥量Q，在爆破參數(shù)設(shè)計時根據(jù)計算結(jié)果，確定合理的炮眼數(shù)量、眼深、眼距及圈距。第二步：通過圍巖松動圈的半徑RS公式計算出結(jié)果，根據(jù)圍巖松動圈的半徑RS計算結(jié)果調(diào)整支護類型和支護參數(shù)設(shè)計。打眼工藝流程：參數(shù)選擇→安全檢查→定眼位→準(zhǔn)備機具→上釬→鉆眼→質(zhì)量檢查。爆破工藝流程：參數(shù)選擇→安全檢查→掃眼→瓦斯檢查→裝藥→封泥→連線瓦斯檢查→→起爆→通風(fēng)除塵→瓦斯檢查→驗炮→瞎炮處理。錨網(wǎng)噴支護工藝流程見圖5-15.2操作要點施工中應(yīng)根據(jù)爆破振動監(jiān)測儀結(jié)果，結(jié)合巷道圍巖巖性，科學(xué)合理的設(shè)計爆破炮眼布置圖，按照爆破參數(shù)，嚴(yán)格控制裝藥量。傳感器的類型及頻率范圍的選擇。在巖土工程和地下工程的爆破振動監(jiān)測中，通常采用速度標(biāo)準(zhǔn)，因為通過速度監(jiān)測，可以直接由爆破振動產(chǎn)生的動態(tài)應(yīng)力公式計算出在爆破地震波作用下，巖土介質(zhì)的應(yīng)力。傳感器屬于敏感器件，野外使用環(huán)境條件差，顛簸振動較大，容易受損，因此傳感器每年至少應(yīng)標(biāo)定一次，發(fā)現(xiàn)線性度偏差較大的傳感器一定要停止使用。記錄儀的選擇與要求：野外測振儀一般放置在傳感器附近，這樣可省去繁瑣的布線，因此記錄儀的觸發(fā)方式一般選擇自動內(nèi)觸發(fā)(因外觸發(fā)又必須放長距離外觸發(fā)信號線)，若自觸發(fā)有誤將導(dǎo)致測試失敗?？梢栽O(shè)置記錄波形的負(fù)延時記錄。若由自觸發(fā)啟動記錄存儲，沒有負(fù)延時設(shè)置，有可能丟失振動波頭記錄，波頭信號往往比較重要。一般負(fù)延時記錄應(yīng)達(dá)到0.25左右。每臺記錄儀至少應(yīng)有兩到三個通道。通常為測量某點三個方向的振動分量，需要三個傳感器接入同一臺記錄儀，它可保證三個方向同步記錄，便于求合速度。記錄儀的內(nèi)存要足夠大。記錄儀的內(nèi)存容量直接關(guān)系到每通道的記錄長度，而每通道記錄長度制約著可記錄時間和采集頻率。采集頻率越高，可記錄時間就越短，反之越大。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，大容量內(nèi)存條越來越便宜，適當(dāng)增大記錄儀的內(nèi)存，可增加記錄波形的數(shù)據(jù)容量，方便野外多次測振記錄。記錄儀要輕便、耐用，能準(zhǔn)確、可靠地捕獲到信號，而不必有過多的附帶功能。一般野外條件潮濕、多塵、顛簸振動大，附帶功能越多成本越高，而且故障率也越高。因此，要求記錄儀要簡單、適用，其它附加功能可以通過室內(nèi)計算機來分析處理。采用普通光面爆破法，打眼采用具有較高沖擊功的新型YT－28型氣腿式巖石風(fēng)動鑿巖機（該機沖擊力≥6.5kgf.m，沖擊頻率≥2100次/分，扭力矩≥180Kg·cm），配以六角中空鋼釬鉆眼，釬桿為Φ22×2000mm，釬頭為ΦΦ35mm十字型或一字型釬頭，炮眼直徑35mm左右。采用三級煤礦安全水膠炸藥，藥卷直徑φ27mm和φ35mm，1～5段毫秒電雷管，MFB-100型發(fā)爆器起爆，聯(lián)線方式為串并聯(lián)。炸藥規(guī)格性能參數(shù)見表5-1。表5-1煤礦水膠炸藥性能參數(shù)品種密度(g/cm3))爆速(m/s)殉爆距(cm))猛度(mm)PT-473φ350.96～1.006≥3.0×103≥2≥10φ270.96～1.006≥2.5×103≥1≥10T-3200.95～1.225≥3.2×103≥2≥10爆破參數(shù)淺眼爆破時最常用的是掏槽形式是垂直楔形掏槽，它可以充分利用工作面這一唯一的自由面，使用較少的炮眼消耗和炸藥消耗，卻能夠獲得較大的掏槽面積和槽腔體積。而巷道中深孔爆破，當(dāng)巷道斷面較小時斜眼楔形掏槽的應(yīng)用就受到了巷道斷面寬度的限制，多采用直眼掏槽。直眼掏槽的形式有多種，較為常見的有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等多種。本研究設(shè)計采用楔形斜眼掏槽，對應(yīng)于2.0m和2.2m炮眼深度，掏槽眼深度（垂直深度）應(yīng)分別為2.2m和2.4m，為增大槽腔內(nèi)巖石的破碎和加大槽腔底部巖石的破碎和運動，在槽腔中心布置兩個與主掏槽眼同深的直眼，要求鉆眼時滿足方向（角度）和深度要求，眼底間距控制在200mm～300mm，所有槽眼裝藥同用一段雷管起爆。為增強槽腔內(nèi)的巖石破碎效果，提高掏槽效率，掏槽眼采用φ40mm釬頭，配φ35mm藥卷；其他炮眼則采用φ32mm和φ40mm釬頭，配φ27mm藥卷。周邊眼采用光面爆破技術(shù)，光面爆破時的裝藥集中度250g/m～350g/m。根據(jù)斷面巖層情況，在掏槽眼和周邊眼間適當(dāng)均勻布置崩落眼，緊挨掏槽眼的輔助眼與掏槽眼眼口間距控制在250mm～300mm，其他崩落眼間距和排距控制在500mm～600mm，炮眼密集系數(shù)控制在m＝0.8～1.2。底眼開眼可高出巷道底板100mm～200mm，適當(dāng)下扎，眼底可落在巷道底板外150mm～200mm。周邊眼采用水墊層（裝水炮泥）裝藥結(jié)構(gòu)，既可減緩爆炸沖擊壓力對孔壁周邊圍巖的破壞，又能實現(xiàn)均勻爆破作用，避免超挖和欠挖，還可大大降低爆破震動效應(yīng)。在安全方面還能防止炮眼內(nèi)瓦斯積聚，保證爆破作業(yè)安全。水墊層可置于裝藥藥卷上部，也可置于藥卷下部，設(shè)計采用前者。裝藥時，先將帶有雷管的起爆藥卷置至眼底，后連續(xù)裝至設(shè)計藥量，然后再裝入水炮泥5～6個甚至更多。其他各類炮眼均采用連續(xù)反向起爆，即先裝炮頭，后連續(xù)裝藥，藥卷間不得夾有碎矸或其它雜物，以保證可靠傳爆。裝藥前，必須將炮孔內(nèi)的巖渣、泥水吹掃干凈，保證連續(xù)裝藥到孔底?？卓谟门谀喾鈱?，炮泥封堵長度400mm～500mm。炮眼布置見圖5-2，爆破參數(shù)見表5-2，爆破原始條件見表5-3炮眼數(shù)目：94個式中N-炮眼個數(shù)q-單位炸藥消耗量kg/m3S-巷道掘進斷面m2n-炮眼利用率m-每個藥包長度mA-裝藥系數(shù)一般取0.5～0.7p-每個藥包重量kg爆破網(wǎng)絡(luò)根據(jù)要求，爆破采用串并聯(lián)方式，同一個段號串聯(lián)，最后將各段號并聯(lián)在電路中。爆破要求鉆眼爆破法施工要根據(jù)圍巖情況不同調(diào)整爆破參數(shù)，嚴(yán)格按爆破圖表施工，光面爆破周邊眼保證爆破后眼痕率在85%以上，不得欠挖，局部超挖控制在150mm以內(nèi)。1.鉆孔要求：1）掏槽眼的間距誤差和眼底間距誤差不大于5cm。2）輔助眼眼口間距、行距誤差不大于5cm。3）周邊眼誤差不大于5cm，眼底不超出開挖輪廓線3cm。4）炮眼深度誤差不大于5cm。5）按不同地質(zhì)條件，隨時調(diào)整炮眼數(shù)量、角度、深度、用藥量及裝藥結(jié)構(gòu)。2.周邊眼光爆參數(shù):1）周邊眼的布置應(yīng)根據(jù)巖層情況決定其間距（E），抵抗線（W）和E與W比值；一般W值為500-800mm,E值取350-600mm,E/W值取0.65-1。2）周邊眼的方向應(yīng)與斜井軸線縱坡一致。3）采用低爆速、高威力、藥卷臨界直徑小的炸藥。4）周邊眼一次同時起爆。3.鉆爆作業(yè)注意事項：1）首先應(yīng)對炮眼布置、數(shù)目、角度和深度、用藥量，引爆方式、爆破順序等事先作好鉆爆設(shè)計。2）炮眼數(shù)目應(yīng)根據(jù)巖石強度、地質(zhì)構(gòu)造、自由面數(shù)、井筒斷面尺寸、炸藥布置、炮眼長度等因素確定，同時還應(yīng)通過試爆調(diào)整初步鉆爆設(shè)計。3）嚴(yán)禁在已爆破的殘眼中繼續(xù)鉆眼。4）在工作面鉆眼或其它作業(yè)時，不得同時裝藥。5）鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查。炮漿、石粉應(yīng)在裝藥前吹洗干凈。6）爆破期間，除引爆電路外，所有動力及照明電路均應(yīng)斷開或遷至距爆破地點不小于50m處并采取有效的保護方式保護。7）瞎炮處理。由于操作不良，爆破器材質(zhì)量差等原因，引起炸藥包沒有爆炸。瞎炮危及安全，必須按照《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)要求處理。在瞎炮處理完畢之前，不允許繼續(xù)施工，除負(fù)責(zé)處理瞎炮人員外，所有無關(guān)人員均需撤離現(xiàn)場。附：劉店煤礦北翼軌道運輸大巷炮眼布置圖5-2圖5-2劉店煤礦北翼軌道運輸大巷炮眼布置表5-2爆破參數(shù)炮眼名稱眼號眼數(shù)（個）眼深（m）眼距(mm)圈距(mm)裝藥量（kg）起爆順序連線方式一階掏槽眼1-222.24002.10Ⅰ串并聯(lián)二階掏槽眼3-862.24006508.40Ⅰ崩落眼①9-22142.055030011.76Ⅱ崩落眼②23-25，355-3762.05006005.04Ⅲ崩落眼②26-3492.05506007.56Ⅲ崩落眼③38-40，533-5562.05306005.88Ⅳ崩落眼③41-52122.053060010.08Ⅳ幫眼56-59，799-8282.04005006.72Ⅴ頂眼60-78192.040050013.30Ⅴ底眼82-93112.033012.32Ⅴ水溝眼9412.00.84Ⅴ合計9484.00炸藥規(guī)格：*掏槽眼采用φ40mm釬頭，φ35mm×330mm×350g。其他炮眼采用φ32mm釬頭，φ27mm×430mm×280g。表5-3爆破原始條件項目名稱位數(shù)量巷道掘進斷面積m221.773（220.5655）巷道掘進斷面寬度度m5.5（5.3）巷道掘進高度m4.55（4.445）巷道穿過巖石性質(zhì)質(zhì)f>12沼氣m3/min0.01涌水m3/h0.3鉆眼機具YT-28型氣腿腿式巖石風(fēng)動動鑿巖機，2.2m～2.88m長鉆桿，φ32mm、φ40mm釬頭頭炸藥品種及規(guī)格3級煤礦安全水膠炸炸藥，φ27mm×4300mm×280g、φ35mm×400mmm×350g雷管毫秒電雷管1～～5段運用FLAC(FastLagrangionAnalysisofContinuum)進行動力計算，進行數(shù)值模擬，參數(shù)的選取十分重要，應(yīng)現(xiàn)場取樣，進行力學(xué)測試。根據(jù)取定的巖石物理力學(xué)參數(shù)，分析巷道圍巖的應(yīng)力與變形，進行錨桿支護設(shè)計，計算和優(yōu)化錨桿參數(shù)，得出圍巖在自重情況下穩(wěn)定后的應(yīng)力圖以及位移圖。豎向應(yīng)力和水平應(yīng)力可以通過下列公式求得：，對爆破掘進的地下工程中，進行錨桿參數(shù)設(shè)計時不僅需要考慮其常規(guī)影響因素，還必須考慮到爆破動載作用下帶來的影響，結(jié)合數(shù)值分析得出合理的支護參數(shù)，并與現(xiàn)場實測相比較得出經(jīng)濟可靠的支護參數(shù)。6.材料與設(shè)備施工所需材料與設(shè)備見：表6-1、表6-2。表6-1設(shè)備配備表序號名稱型號單位數(shù)量1耙裝機PB-60B臺12鑿巖機YT-28臺103噴漿機ZP-Ⅲ臺24攪拌機JS-500臺25配料機PL-1200臺26激光指向儀臺17礦車1.5t輛168電機車XK5-9/888-KBT臺29錨桿機MQF-85、MMQT11QQ-C臺各210局部通風(fēng)機FBD-Ⅱ-NQQ6.3/22×18.55臺211移變KBSGZY-3315臺212控制開關(guān)QBZ-80臺113空壓機MM110-200/706臺214鑿巖機YT-28臺1015絞車2JK-3.5//20A臺116振動監(jiān)測儀臺117傳感器臺118RMT型巖石力學(xué)學(xué)測試系統(tǒng)臺1表6-2支護材料明細(xì)表序號名稱型號數(shù)量/米單位1錨桿Φ20×2000mmm根2錨索Φ15.24×63300mm根3網(wǎng)片Φ6×2000×11000mmm片4樹脂藥卷K2335Z22335支5錨桿托盤δ5×120×1220mm塊6錨桿螺帽Φ20mm個7錨索托盤δ12×300×3300mm快8鎖具Φ15.24mm個9扎絲16＃kg10黃沙中粗kg11水泥PO32.5kg12碎石子粒徑5-10mmkg13速凝劑kg14手套雙7.質(zhì)量控制7.1圍巖監(jiān)測儀器控制傳感器是實現(xiàn)測量目的首要環(huán)節(jié)和采集原始數(shù)據(jù)的關(guān)鍵器件，在爆破振動測試中采用壓電式加速度傳感器，以保證測試成功。依據(jù)爆破產(chǎn)生的地震波頻率范圍（30～300Hz），選擇頻率范圍能滿足監(jiān)測要求的振動速度傳感器。傳感器屬于敏感器件，野外使用環(huán)境條件差，顛簸振動較大，容易受損，因此在爆破振動測試前必須對傳感器重新檢校，發(fā)現(xiàn)線性度偏差較大的傳感器一定要停止使用。傳感器在安裝時要注意傳感器的固定及方向。傳感器必須牢牢的固定在測點表面，以保證測試過程中傳感器不會和地面產(chǎn)生相對移動。爆破監(jiān)測時將傳感器與blastmate連接好，啟動blastmate，檢測傳感器連接情況，如果有問題出現(xiàn)，檢查出問題所在，直到連接良好。設(shè)置波形負(fù)延時記錄,防止丟失振動波頭記錄，波頭信號往往比較重要,一般負(fù)延時記錄應(yīng)達(dá)到0.25左右。每臺記錄儀應(yīng)有兩到三個通道，可保證某點三個方向的振動分量同步記錄，便于求合速度。7.2錨桿質(zhì)量控制根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合現(xiàn)場情況，定出錨桿的孔位；錨桿的孔深和孔徑應(yīng)與錨桿類型、長度、直徑相匹配?？變?nèi)的積水及巖粉在錨桿安裝前應(yīng)清除干凈。錨桿的桿體使用前應(yīng)平直、無銹、無油；錨桿要緊貼金屬網(wǎng)及巖面，間排距嚴(yán)格按照設(shè)計要求,誤差不得超過±100mm,錨桿方向與井巷輪廓線角度不得低于75°，錨桿露出托盤小于50mm。錨桿必須做抗拔力試驗，保證強度符合要求；樹脂錨固劑不得變質(zhì)失效，錨固劑送入孔內(nèi)后，用風(fēng)動攪拌器將錨桿送入孔內(nèi)與錨固劑固定，凝固后用扳手上緊托板。錨桿拉力：頂、幫錨桿錨固力不得低于7T。錨桿的桿體及配件的材質(zhì)、品種、規(guī)格、強度、結(jié)構(gòu)必須符合設(shè)計要求樹脂卷和材料的材質(zhì)、規(guī)格、配比、性能必須符合設(shè)計要求。金屬網(wǎng)搭接長度為100㎜，間隔300㎜用12#雙股鐵絲進行聯(lián)網(wǎng)。表7-1錨桿安裝規(guī)格的允許偏差和檢驗方法項次項目允許偏差（mm）檢驗方法1間距、排距±100用鋼尺、度尺等2錨桿孔深度0～+503錨桿方向與井巷輪輪廓線（或巖巖層層理）角角度（限值）≤15°4錨桿外露長度露出托板≤50用鋼尺等5錨桿的抗拔力不小小于設(shè)計用錨桿拉力計7.3預(yù)應(yīng)力錨索支護工程質(zhì)量控制預(yù)應(yīng)力錨索的材質(zhì)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、強度必須符合設(shè)計要求。 錨索鉆孔軸線與設(shè)計軸線的偏差角不應(yīng)大于2°。錨索安裝深度不小于設(shè)計深度。錨索鎖定后的預(yù)應(yīng)力不小于設(shè)計值。表7-2預(yù)應(yīng)力錨索規(guī)格的允許偏差和檢驗方法項次項目允許偏差（mm）檢驗方法1孔距±100施工過程中逐根尺尺量，檢查時時抽查施工記記錄2孔深0～+2003錨索外露長度≤1007.4砼的質(zhì)量控制噴射的原材料：水泥使用R32.5MPa普通硅酸鹽水泥，受潮和過期結(jié)塊的水泥嚴(yán)禁使用，使用堅硬干凈的中粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，含水率不宜大于7％，粗骨料使用堅硬耐久的碎石，其粒徑為5～10mm，不得使用含有酸、堿或油的水。噴射砼的配合比宜為1:2:2，水灰比應(yīng)為0.4～0.45。混合料的配比應(yīng)準(zhǔn)確，稱量的允許誤差：水泥和速凝劑應(yīng)為±2％，砂石應(yīng)為±3％。噴漿前必須徹底沖洗硐室?guī)r面或二次噴漿面噴射砼的工作風(fēng)壓一般需要滿足噴頭處的壓力在0.1MPa左右，在噴射過程中，噴射機司機與噴手要密切配合，根據(jù)實際情況及時調(diào)整風(fēng)壓。水壓應(yīng)保證噴頭處0.15～0.2MPa，噴射前應(yīng)埋設(shè)控制噴厚的標(biāo)志，墻部、拱部復(fù)噴時要掛線，提高表面平整度。噴層厚度不小于設(shè)計，表面平整度（限值）≤50mm。8.安全措施8.1頂板安全管理必須建立健全“敲幫問頂”制度，接班后、打眼前、裝藥前、放炮后、打錨桿前、噴漿前必須找凈頂幫浮矸危巖，對找不掉的危巖必須打上安全點柱或補打錨桿進行加固補強；找頂時要有專人監(jiān)護；找頂要從外向里、先頂后幫依次進行，找頂人員必須站在安全地點用長把工具找盡頂幫危巖活矸，找頂范圍內(nèi)不準(zhǔn)有人；找頂人員應(yīng)戴手套，防止矸石順桿而下傷人。各班必須現(xiàn)場交接班，做到交清接明。錨桿、錨索蓋板必須緊固，構(gòu)件齊全，錨桿必須用機械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿托盤緊貼巖面。嚴(yán)格按爆破要求進行光面爆破，嚴(yán)格控制裝藥量以降低對圍巖的破壞。嚴(yán)禁采用支護錨桿起吊物料或牽引設(shè)備等，確實需要時可打?qū)Ｓ缅^桿。不合格的錨桿（索）必須在旁邊重新補合格。8.2爆破及火工品管理爆破管理1.掘進工作面所有爆破人員，包括爆破、送藥、裝藥人員，必須熟悉爆炸材料性能及《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。2.打眼前要檢查施工地點的安全情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。打眼前要做好打眼準(zhǔn)備工作，風(fēng)、水管要扎牢，兩端用鐵絲進行聯(lián)鎖，嚴(yán)禁漏風(fēng)、跑水。認(rèn)真執(zhí)行“一炮三檢”、“一炮三泥”和“三人連鎖”放炮制。其具體內(nèi)容為：一炮三檢：裝藥前、放炮前及放炮后應(yīng)由測氣員檢查爆破地點及其附近20米內(nèi)瓦斯?jié)舛?，瓦斯?jié)舛取?﹪時，不得進行爆破作業(yè)。三人聯(lián)鎖放炮：執(zhí)行“三人聯(lián)鎖制”，換牌，按下述程序進行。1）放炮員在連線結(jié)束后，檢查無誤后將警戒牌交給班組長；2）班組長接到警牌后檢查頂板支架構(gòu)件、工具等設(shè)備達(dá)到放炮要求條件時，布置警戒，清點人員，確定無誤后，將命令牌交給瓦檢員。3）瓦檢員檢查瓦斯通風(fēng)煤塵符合規(guī)定后，將放炮牌交于放炮員；4）放炮員接到放炮牌和班組長下達(dá)放炮命令后，將放炮母線與腳線進行連結(jié)，最后離開放炮地點，到有掩護的安全地點放炮。5）放炮時，先將母線扭結(jié)解開，牢固接到放炮器接線柱上，放炮員吹放炮口哨數(shù)聲后，至少再等5秒，用放炮鑰匙將開關(guān)轉(zhuǎn)到充電位置，待氖燈閃亮穩(wěn)定后，將開關(guān)鑰匙轉(zhuǎn)到放炮位置起爆。6）放響后，取下放炮鑰匙，并將放炮母線從電源上摘下，扭接成短路，將三牌各歸原主。3.爆破工作必須由專職爆破工擔(dān)任并持證上崗，嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程及爆破說明書要求進行爆破作業(yè)。4.裝藥前，必須用壓風(fēng)清除炮眼內(nèi)的巖粉及水，再用木質(zhì)或竹質(zhì)炮棍將藥卷輕輕推入，不得沖撞或搗實，炮眼內(nèi)各藥卷必須彼此密接。裝藥后必須把電雷管腳線懸空并扭結(jié)成短路，嚴(yán)禁電雷管腳線、爆破母線與運輸設(shè)備、電氣設(shè)備以及采掘機械等導(dǎo)電體相接觸。5.嚴(yán)格執(zhí)行一次裝藥，一次起爆；嚴(yán)禁一次裝藥、多次起爆。6.裝藥方式采用正向裝藥，采用毫秒電雷管，若采用毫秒延期電雷管最后一段延期時間不得超過130ms，嚴(yán)禁跳段使用。聯(lián)線方式為串聯(lián)線。7.從成束的電雷管抽取單個電雷管時，不得手拉腳線硬拽管體，也不得手拉管體硬拽腳線，應(yīng)將成束的電雷管順好，拉住前端腳線將電雷管抽出。抽出的單個電雷管后，必須將其腳線扭結(jié)成短路。8.裝配引藥時，必須遵守下列規(guī)定：1）必須在頂板完好、支架完整、避開電氣設(shè)備和導(dǎo)電體的爆破工作地點附近進行。嚴(yán)禁坐在爆炸材料箱上裝配起爆藥卷。裝配起爆藥卷的數(shù)量，以每次裝藥數(shù)量為準(zhǔn)。2）裝配起爆藥卷必須防止電雷管受震動、沖擊、折斷腳線和損壞腳線絕緣層。3）電雷管必須由藥卷的頂部插入，嚴(yán)禁用電雷管代替竹、木棍扎眼。電雷管必須全部插入藥卷內(nèi)。嚴(yán)禁將電雷管斜插在藥卷的中部或捆在藥卷上。4）電雷管插入藥卷后，必須用腳線將藥卷纏住，并將電雷管腳線扭結(jié)成短路。9.炮眼封泥應(yīng)用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分應(yīng)用粘土炮泥封實。無炮泥、炮泥不足、或不實的炮眼嚴(yán)禁爆破。嚴(yán)禁全部用水炮泥代替炮泥爆破，炮眼的封泥長度應(yīng)符合下列要求：1）炮眼深度小于0.6m時，不得裝藥、爆破；在特殊條件下，如挖底、刷幫、挑頂確需淺眼爆破時，必須制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必須封滿炮泥。2）炮眼深度為0.6～1m時，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2。3）炮眼深度超過1m時，封泥長度不得小于0.5m。4）炮眼深度超過2.5m時，封泥長度不得小于1m。5）光面爆破時，周邊光爆炮眼應(yīng)用炮泥封實，且封泥長度不得小于0.3m。6）工作面有2個或2個以上自由面時，在煤層中最小抵抗線不得小于0.5m，在巖層中最小抵抗線不得小于0.3m。淺眼裝藥爆破大巖塊時，最小抵抗線和封泥長度都不得小于0.3m。10.裝藥前和爆破前有下列情況之一的嚴(yán)禁裝藥爆破：1）放炮地點的管線、設(shè)備沒有掩蓋好之前。2）爆破地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛取?%。4）炮眼內(nèi)發(fā)現(xiàn)異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯涌出、煤巖松散等情況。5）掘進工作面風(fēng)量不足。6）掘進工作的控頂頂距離不符合合作業(yè)規(guī)程的的規(guī)定，或者者支架有損壞壞。11.爆破母線和和連接線應(yīng)符符合下列要求求：1）爆破母線必須符符合標(biāo)準(zhǔn)。2）爆破母線和連接接線、電雷管管腳線和連接接線、腳線和和腳線之間的的接頭必須相相互扭緊并懸懸掛，不得與與軌道、金屬屬管、金屬網(wǎng)網(wǎng)、鋼絲繩等等導(dǎo)電體相接接觸。3）爆破母線應(yīng)隨用用隨掛，嚴(yán)禁禁使用固定的的爆破母線。4）爆破母線與電纜纜、電線、信信號線應(yīng)分別別掛在巷道的的兩側(cè)，如果果必須掛在一一側(cè)，爆破母母線必須掛在在電纜的下方方，并保持00.3米以上的距離離。5）只準(zhǔn)采用絕緣母母線單回路爆爆破，嚴(yán)禁用用軌道、金屬屬管、金屬網(wǎng)網(wǎng)、水或大地地等當(dāng)作回路路。12.爆破采用MMFB-2000型發(fā)爆器起起爆，嚴(yán)禁使使用兩臺或兩兩臺以上發(fā)爆爆器同時起爆爆。發(fā)爆器的的把手、鑰匙匙必須由爆破破工隨身攜帶帶，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)交交他人。不到到爆破通電時時，不得將把把手或鑰匙插插入發(fā)爆器內(nèi)內(nèi)。爆破后，必必須立即將手手把或鑰匙拔拔出，摘掉母母線并扭結(jié)成成短路。13.爆破前必須須加強對機械械設(shè)備、瓦斯斯探頭、工具具和電纜等的的保護或?qū)⑵淦涑烦龉ぷ髅婷?，要求對爆爆破地點向后后40m的電纜纜管線落地并并保護好，向向后20m的風(fēng)水水管路必須包包扎進行保護護，以防放炮炮崩壞。爆破破前班組長必必須親自布置置專人在警戒戒線和可能進進入爆破地點點的所有通路路上擔(dān)任警戒戒工作，班長長巡查全部到到位后方可爆爆破。警戒人人員在沒有接接到撤消警戒戒命令前，嚴(yán)嚴(yán)禁擅離職守守。警戒人員員必須在安全全地點警戒，警警戒線處應(yīng)設(shè)設(shè)置警戒牌、欄欄桿或拉繩，警警戒線距迎頭頭距離不得低低于作業(yè)規(guī)程程規(guī)定，且有有安全掩體保保護。爆破前前，迎頭所有有作業(yè)人員都都必須全部撤撤離至警戒線線之外。14.爆破前，裝裝藥及腳線的的連接工作可可由經(jīng)過專門門訓(xùn)練的班組組長協(xié)助爆破破工進行。爆爆破母線連接接腳線、檢查查線路和通電電工作，只準(zhǔn)準(zhǔn)爆破工一人人操作。爆破破前，班組長長必須清點人人數(shù)，確認(rèn)無無誤后，方準(zhǔn)準(zhǔn)下達(dá)起爆命命令。爆破工工接到起爆命命令后，必須須先發(fā)出爆破破警號，到少少再等5秒，方可起起爆。15.爆破15分分鐘后，待工工作面的炮煙煙被吹散盡、視視線清楚后，爆爆破工、瓦斯斯檢查員和班班組長必須首首先巡視爆破破地點，檢查查通風(fēng)、瓦斯斯、煤塵、頂頂板、支架、拒拒爆、殘爆等等情況，如有有危險情況，必必須立即處理理。確認(rèn)安全全后，方可入入內(nèi)作業(yè)。16.通電后拒爆爆時，爆破工工必須先取下下把手或鑰匙匙，并將爆破破母線從電源源上摘下，扭扭結(jié)成短路，再再等一定時間間（時間不低低于15分鐘），才才可沿線路檢檢查，找出拒拒爆的原因。17.處理拒爆、殘殘爆時，必須須嚴(yán)格遵守下下列規(guī)定：1）由于連線不良造造成的拒爆，可可重新連線起起爆。2）在拒爆炮眼0..3米以外另打與與拒爆炮眼平平行的新炮眼眼，重新裝藥藥起爆。3）嚴(yán)禁用鎬刨或從從炮眼中取出出原放置的起起爆藥卷或從從起爆藥卷中中拉出電雷管管。不論有無無殘余炸藥嚴(yán)嚴(yán)禁將炮眼殘殘底繼續(xù)加深深；嚴(yán)禁用打打眼的方法往往外掏藥；嚴(yán)嚴(yán)禁用壓風(fēng)吹吹拒爆（殘爆爆）炮眼。眼爆詳落收電5）在拒爆處理完畢畢以前，嚴(yán)禁禁在該地點進進行與處理拒拒爆無關(guān)的工工作。18.爆破前及時時打開噴霧，爆爆破前后應(yīng)灑灑水滅塵。19.嚴(yán)禁打眼與與裝藥平行作作業(yè)。20.處理拒爆、殘殘爆時必須在在班組長指導(dǎo)導(dǎo)下進行，并并應(yīng)在當(dāng)班處處理完畢。如如果當(dāng)班未能能處理完畢，當(dāng)當(dāng)班爆破工必必須現(xiàn)場向下下一班爆破工工交接清楚?；鸸て饭芾泶胧?.爆破工必須把炸藥藥、電雷管分分開存放在專專用的爆炸材材料箱內(nèi)，并并加鎖；嚴(yán)禁禁亂扔、亂放放。爆炸材料料箱必須放在在頂板完好、支支架完整，避避開機械、電電氣設(shè)備的地地點。爆破時時必須把爆炸炸材料箱放到到警戒線以外外的安全地點點。不得使用用過期或變質(zhì)質(zhì)的爆炸材料料，用剩的火火工品必須當(dāng)當(dāng)班交回炸藥藥庫房。2.電雷管必須由爆破破人員親自運運送，炸藥應(yīng)應(yīng)由爆破人員員或者在爆破破人員的監(jiān)護護下由其他人人員運送。3.加強火工品管理，嚴(yán)嚴(yán)格火工品領(lǐng)領(lǐng)退制度。領(lǐng)領(lǐng)退要有記錄錄、簽字，做做到用多少領(lǐng)領(lǐng)多少，剩余余部分必須交交回炸藥庫，嚴(yán)嚴(yán)禁亂扔亂放放。4.爆炸材料必須裝在在耐壓和抗撞撞沖、防震、防防靜電的非金金屬容器內(nèi)，雷雷管和炸藥嚴(yán)嚴(yán)禁裝在同一一容器內(nèi)，嚴(yán)嚴(yán)禁將爆炸材材料裝在衣袋袋內(nèi)；領(lǐng)到爆爆炸材料后直直接送到工作作面，嚴(yán)禁中中途逗留。8.3錨桿鉆機（風(fēng)風(fēng)動）使用管管理措施鉆孔前，要檢查施施工地點的安安全情況，若若有安全隱患患，必須處理理完畢后，方方可作業(yè)。開機前要認(rèn)真檢查查風(fēng)、水管的的連接情況，確確保不漏風(fēng)、不不漏水。錨桿桿機旋轉(zhuǎn)時，禁禁止用戴手套套的手試握旋旋轉(zhuǎn)的鉆桿。當(dāng)錨桿機收縮時，手手不要握在氣氣腿上，以免免擠傷手。鉆孔時，禁止使用用太大的推進進力，以免降降低鉆孔速度度，造成卡鉆鉆、斷釬、損損壞鉆桿或鉆鉆頭等事故。打打眼時，不準(zhǔn)準(zhǔn)用手握轉(zhuǎn)動動的釬子。施工錨桿（索）時時，操作人員員不得站在錨錨桿機下作業(yè)業(yè)，人員應(yīng)位位于左側(cè)，使使操作臂在右右側(cè)。

當(dāng)所施工工的位置影響響行車時，必必須等施工完完畢后再行車車。錨索按設(shè)計要求注注好后，及時時使用張拉機機具加壓，達(dá)達(dá)到30～35MPa。禁止將錨桿機平置置于地面；開開眼位時，應(yīng)應(yīng)扶穩(wěn)鉆機，進進行開眼作業(yè)業(yè)；時扭理取操站。打錨索孔時，接長長式鉆桿連接接處強度較低低，在接頭位位置進入孔內(nèi)內(nèi)之前要控制制錨桿機推力力，以免鉆桿桿折斷傷人。錨索要在地面截好好后入井，松松開盤住的錨錨索時要注意意其彈性大，防防止突然彈開開傷人。打錨索眼時，要密密切注意觀察察鉆進情況，在在異常時必須須迅速閃開，防防止斷釬傷人人，周圍不得得有閑雜人員員。張拉錨索前，應(yīng)先先檢查張拉千千斤頂、油泵泵各油路接頭頭處是否有松松動，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有松動部分分，必須先及及時擰緊后張張拉錨索。張拉錨索時，應(yīng)使使張拉油缸與與錨索保持同同軸，張拉千千斤頂卡住錨錨索后，人員員可暫撤到張張拉千斤頂側(cè)側(cè)面。張拉千千斤頂正下方方嚴(yán)禁有人。8.4風(fēng)錘使用管管理措施打眼前及打眼過程程中，要經(jīng)常常檢查風(fēng)、水水管路的連接接情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題及時處處理。風(fēng)錘與與風(fēng)、水帶連連接要扎緊扎扎牢，嚴(yán)禁跑跑風(fēng)、漏水。管管路連接處要要加好雙保險險，用鐵絲綁綁好，防止脫脫扣傷人。領(lǐng)釬人袖口要扎緊緊，嚴(yán)禁戴手手套。領(lǐng)釬定定位硬巖不少少于50mmm，軟弱巖不不少于1000mm。打眼時，要隨時注注意兩幫、頂頂板情況，發(fā)發(fā)現(xiàn)有片幫、冒冒頂危險時，必必須立即停鉆鉆處理。打眼前領(lǐng)釬人要用用手鎬刨出眼眼窩，防止鉆鉆頭亂跑。打眼時，扶鉆人員員要躲開眼口口方向，站在在風(fēng)錘側(cè)面穩(wěn)穩(wěn)鉆，兩腿前前后錯開，嚴(yán)嚴(yán)禁身體直對對鉆孔，禁止止踩空或騎在在氣腿上鉆眼眼，嚴(yán)防斷釬釬風(fēng)鉆撲倒傷傷人。鉆桿下下方不要站人人，以免斷釬釬傷人。多臺風(fēng)鉆同時作業(yè)業(yè)時，要劃分分好區(qū)域，做做到定鉆具、定定人、定開眼眼順序，不準(zhǔn)準(zhǔn)交叉作業(yè)。鉆完眼后，應(yīng)將鉆鉆眼工具、設(shè)設(shè)施撤出工作作面，存放在在安全地點；；將風(fēng)、水管管閥門關(guān)閉，；；軟管盤放整整齊。打眼過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)鉆具零部件件、設(shè)施等出出現(xiàn)異常時，必必須停鉆處理理嚴(yán)禁打眼與裝藥平平行作業(yè)和在在殘炮眼內(nèi)繼繼續(xù)打眼，并并必須堅持濕濕式打眼。9.環(huán)保措施通過試驗數(shù)據(jù)確定定最優(yōu)爆炸參參數(shù)和支護參參數(shù)，精確控控制炸藥用量量，減少爆炸炸氣體和粉塵塵的排放，降降低對大氣的的污染。同時時嚴(yán)格控制炸炸藥爆破矸石石方量，避免免多余的矸石石排出，將減減少對土地和和水源的污染染，保護生態(tài)態(tài)環(huán)境。10.效益分析析通過本工法的研究究工作，將為為井巷掘進提提供最優(yōu)化的的爆破參數(shù)和和支護參數(shù)，同同時將大量節(jié)節(jié)約爆破成本本以及巷道支支護成本，另另外將會加快快巷道掘進速速度，減少爆爆破掘進時的的危險隱患，確確保巷道掘進進安全,現(xiàn)以應(yīng)用三三例數(shù)據(jù)分析析，三個實例例共節(jié)約成本本65.5萬元。11.應(yīng)用實例例11.1淮北北礦業(yè)集團劉劉店煤礦北翼翼軌道大巷位位于均質(zhì)厚層層火成巖中掘掘進特點，我我們通過影響響區(qū)的計算來來確定支護方方案。影響區(qū)最大半徑：：式中：巖體容重，取取值巖體埋藏深度，取取600巖體內(nèi)摩擦角，巖巖體粘聚力巷道半徑，2.775根據(jù)測試和公式計計算，確立采采用錨噴支護護。采用錨桿桿規(guī)格為M20-Φ18-18800mm，配套130×1130mm方形球面托托盤，間距1100mmm，排拒1100mmm，每個錨桿桿采用兩卷Z2950中速樹脂藥藥卷錨固；然然后噴射150mm混凝土，強強度為。錨桿桿根數(shù)為9根。由于錨錨桿參數(shù)設(shè)計計沒有考慮到到爆破動載的的作用，在已已施工階段支支護效果不是是太好?，F(xiàn)將考慮爆破動載載的影響，通通過數(shù)值模擬擬分析來綜合合確定錨桿支支護參數(shù)?，F(xiàn)現(xiàn)將錨桿根數(shù)數(shù)進行調(diào)整和和模擬比較分分析，得出最最優(yōu)方案。在劉店煤礦北大巷巷施工中，根根據(jù)楊柳煤礦礦勘探地質(zhì)報報告，井底車車場及北翼三三條大巷區(qū)域域，火成巖由由南向北侵入入，原侵入標(biāo)標(biāo)高為-620~~-569mm。井底車場場及北翼三條條大巷區(qū)域不不揭露火成巖巖，但是由于于火成巖的不不規(guī)則性特點點，該區(qū)域局局部隆起，位位置從北軌的的激光7測點125m至7-7鉆孔附近，隆隆起影響范圍圍預(yù)計向北230m，向東470m，隆起標(biāo)高高達(dá)-510m，因此在-569m水平巷道均均在火成巖區(qū)區(qū)域內(nèi)，影響響巷道長度可可達(dá)1915m?；鸪蓭r巖巖性主要為閃閃長巖，硬度度系數(shù)為f=9.881~11..62。10煤層為本礦礦井主要可采采煤層，位于于山西組的中中部，上距鋁鋁質(zhì)泥巖約55m。下距太原原組-灰頂界面約60m。煤層厚0~9.997m，平均厚度3.05m，屬中厚~厚煤層，以以中厚煤層為為主。穿過點點160個，可采點125個，不可采采點8個，巖漿侵侵蝕點18個。煤層原原生結(jié)構(gòu)簡單單，基本不含含夾矸。北翼翼軌道運輸大大巷全長3080..14m。水平直巷巷，上坡3‰。直墻拱形形斷面，采用用兩種斷面尺尺寸，靠近井井底車場段斷斷面稍大，1-1斷面設(shè)計巷巷道凈寬5.2m，凈高4.4m（墻高1.8m，拱高2.6m），凈斷面面積19.9773m2，采用錨噴噴支護，噴層層厚度150mm，因此，巷巷道掘進寬度度5.5m，掘進高度4.55m，掘進斷面面積21.7773m2；自104采區(qū)軌道運運輸石門以后后的部分?jǐn)嗝婷嫔韵酰?-2斷面設(shè)計巷巷道凈寬5.0m，凈高4.3m（墻高1.8m，拱高2.5m），凈斷面面積18.8113m2，同樣采用用錨噴支護，噴噴層厚度150mm，因此，巷巷道掘進寬度度5.3m，掘進高度4.45m，掘進斷面面積20.5665m2。北大巷局局部平面圖見見11-1。圖11-1北大巷巷局部平面圖圖計算區(qū)域：從彈性性力學(xué)與塑性性力學(xué)的計算算角度考慮，模模型尺寸應(yīng)為為工程尺寸的的3-5倍（水平方方向），2-3倍（垂直方方向），本研研究對象為相相鄰巷道的影影響，最終模模型尺寸為880.0m××50.0mm（水平方向×垂直方向），網(wǎng)網(wǎng)格大小為，網(wǎng)網(wǎng)格數(shù)為16000個。如下圖11-2所示：圖11-2數(shù)值模模擬網(wǎng)格劃分分通過數(shù)值模擬，XXX集團二十十九工程處對對現(xiàn)場進行取取樣，進行力力學(xué)測試。1）測試內(nèi)容（1）力學(xué)性質(zhì)：巖石石的單向抗壓壓強度、抗拉拉強度、彈性性模量