煤矿巷道非爆破破岩技术工作报告

1 煤矿巷道非爆破破岩技术的研究与应用 工 作 报 告 1. 立项背景 新河煤矿位于济宁煤田唐口勘探区的西南部边缘，井田中心西距嘉祥县城约7.5 km，东距济宁市约10 km，北距新327 国道4km,旧327 公路国道从井田南部边缘通过，该公路向南500m 处有兖新铁路，东可通兖州、石臼港与京沪铁路线相接，西可至菏泽、新乡与京九、京广铁路线相通，交通十分方便。本井田以嘉祥支三断层及 F13 断层与唐口井田为界，西至17 层煤露头；南起兖新铁路北侧保安煤柱，北至 T19－1 与 T19－2 钻孔连线延长线。井田南北长约5.5km,东西平均宽约1.5km，面积约6.6km2。 新河煤矿原隶属于山东里能集团。2008 年 5 月份，通过竞标淄矿集团与里能集团签定了收购合同，并于2008 年 12 月 10 日正式移交给淄矿集团管理，接管后规划生产能力由原来的45 万 t/a 提高到 120 万 t/a。扩大产能涉及到巷道的扩帮修复，其中重点工程为－240 井底车场，－240 轨道暗斜井，－400 井底车场，－400 轨道大巷等巷道的修复。巷道掘进工程需将原有13.65m2的直墙巷道拱顶断面扩大到 23.3 m2左右。断面扩大面积约9.65 m2。所需破除的岩石多为硬度较高的细砂岩、粉砂岩等，传统的机械破除法效率低、劳动强度大，故不适用于新河煤矿的巷道掘进工程。又因审批程序等原因，炸药使用受到限制，炸药爆破法无法得到应用。因此为提高施工效率，缩短巷道掘进工期，新河煤矿与山东科技大学合作，在巷道掘进工程中应用一种非爆破破岩技术——静态爆破法。 2. 静力破碎剂简介 静态爆破是近年来发展迅速的一种破碎岩石和混凝土的新方法，就是利用灌装在炮孔中的静力破碎剂的水化反应，使晶体变形，产生体积膨胀，从而缓慢的产生巨大膨胀压力并施加孔壁，当压力在孔壁上引起的拉应力大于混凝土或岩石的抗压强度时，混凝土或岩石即被破碎解体。 2.1 静力破碎剂的组成成分 静力破碎剂主要由氧化钙（CaO）和无机盐化合物组成（俗称“粉剂”），并加少量有机复合添加剂（俗称“水剂”，分 A 型，B 型两种）以控制水化反应速度。氧化钙与水作用后，生成氢氧化钙: CaO+H2O=Ca(OH)2+64.9 千焦 2.2 静力破碎剂的作用原理 将静力破碎剂与水混合装入岩石或混凝土事先布眼的钻孔内后，被破碎物体就会经历出 2 现裂缝、裂缝传播、裂缝扩大三个过程。灌入混凝土和岩石的钻孔中，可产生 50MPa（坚固系数 f=15 的花岗岩的抗拉强度为 2.1~ 5.7MPa,抗剪强度为 5...