高效无声破碎剂在煤矿生产中的应用

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1、高效无声破碎剂在煤矿生产中的应用李锡惠（黑龙江省德利能源股份有限公司铁麒煤矿，七台河市茄子河区）一、前言高效无声破碎剂(也称无声炸药、破石剂、裂石剂、静态爆破剂)是中国建筑材料科学研究院发明研制的产品。它是一种粉状高效能安全破碎材料，用水将HSCA调成浆体灌入岩石或混凝土钻孔中，经凝结、硬化发生显著的固体膨胀，可产生大于50兆帕的膨胀压力，对孔壁产生的膨胀大大超过其抗拉强度而使混凝土和岩石破碎。经824小时即可在无振动、无燥声、无飞石、无有害气体的情况下，进行安全破碎或切割作业。 适宜范围：1、不允许和不适宜使用炸药爆破和机械破碎施工的条件下，需要拆除的混凝土工程、岩石松动工程。如禁止出现燃点

2、、明火和高温的储油罐、储气罐、油气管线、炸药库、危险品仓库旁的破碎拆除施工；不允许和不适宜出现飞石的铁路复线、高压输电线、通讯光缆旁施工、机关学校、公共场所及密集民宅旁的破碎施工；不允许和不适宜出现强烈震动的破碎施工，如建筑物保留拆除、边坡险情处理、文物抢救保护工程、不允许和不适宜出现巨大声响和噪声的破碎施工；如城市深夜的破碎施工等。2、城市建筑、大型设备混凝土基础拆除，水利、路桥、隧道等工程需要“静态爆破法”破碎施工的工程。保留部分的岩石和混凝土完整性和结构强度要求不能受到任何损害的破碎拆除。3、普通岩石的破碎和松动，大尺寸竖井，抗滑桩，孔桩的开挖，沟槽沉井的开凿。二、工程概况我矿二采区-4

3、0米标高的通风石门，巷道断面3米，原设计为二水平绞车硐室的回风巷。现因生产需要该巷道做为四片和五片的四个采掘进工作面通风巷，配风量设计1200m/min。该巷道远远不能满足要求，因此，需对该巷道进行扩帮改造。巷道与绞车绕道相联的一端安装有安全监控分站和矿井人员定位分站，均为光缆干线线路，且不能移动，采用爆破施工如果将光缆崩坏，将使两个系统瘫痪，无法正常监测井下瓦斯和人员定位情况，给矿井的安全生产带来很大的隐患；巷道的另一端与回风井相联，回风井内敷有两趟入井高压电缆和两趟矿井主排水管路，采用爆破施工如将崩坏高压电缆和矿井主排水管路，有造成井下停电停风和淹井的重大危险。因此，施工时采用了“高效无声

4、破碎剂”新材料和新工艺。三、高效无声破碎剂技术性能及指标 型号适用温度()膨胀压(MPa)8小时24小时48小时HSCA-I35士5305590HSCA-II25士5204560HSCA-III10士5102555一般破碎设计参数被被破碎物体钻 孔 参 数HSCA使用量(Kg/方)孔径(mm)孔距(cm)孔深轻质岩破碎30-5030-50H8-10中硬质岩破碎30-5030-50105%H10-15岩石切割30-4020-5090%H一面切割5-8二面切割15-16无筋混凝十破碎30-5030-5080%H3-10钢筋混凝土破碎30-5015-30H15-25四、钻孔布局钻孔直径与破碎效果有直

5、接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。根据我国目前静态破碎成熟的经验，钻孔孔径选为42mm。本矿的岩石多为中细砂岩，岩石硬度一般在F：10左右，钻孔按十字网格状布置，钻孔的孔距与排距确定为250300mm。自由面越多，单位破碎岩石量就越大，经济效益也就越好，因此，在布置钻孔时应考虑为下次破碎时形成更多的自由面，提高破碎效果。钻孔布局见附图：五、施工方法及注意事项（一）、钻 孔：1钻孔与掘进施工钻孔方法相同，选用42mm的钻头，钻孔方向可以是水平、向上或向下倾斜，要求钻孔之间必须保持平行，深度一致，否则影响破碎效果。2钻孔内余水和岩石渣应用高压风吹洗干净，孔口旁应干净无土石

6、渣。3、钻孔深度和装药深度：钻孔深度可根据施工要求选择，一般在1至2米较好。装药深度为孔深的100%。（二）、破碎剂灌注程序1、准备本工程选用北京中岩牌高效无声破碎剂，按井下环境温度选择HSCA-II型号，不同型号破碎剂不得随意互用。如果用于破碎钢筋混凝土时,应予先切断部分外围钢筋。破碎剂灌注前准备好以下材料物品：A.药剂 B.洁净冷水 C.塑料拌和桶 D.木质桶竿 E.防护眼镜 F.橡胶手套 G.头盔 H.防护面罩 I.封口器(木楔或铁楔)2、搅拌HSCA是一种粉状材料，使用前须与清洁冷水进行充分混全。即按一包5kg药剂加大约1.51.7升水倒入搅拌容器中，再缓缓倒入一袋5公斤HSCA，用木

7、棍或戴橡胶手套的手搅拌成具有流动性的均匀浆体。3、装填对于多层网格状布置的钻孔，装填应按照先外后里的顺序，两排钻孔装填间隔时间在10分钟，装填孔之前必须将钻孔清理干净，不得有水和杂物。装填向下的钻孔，可将拌好HSCA的浆体迅速灌入孔内，灌孔必须密实，不必堵塞孔口。水平方向或倾斜向上方向的钻孔要用干稠的胶泥状HSCA搓成条塞入孔中并捣实。搅拌后的HSCA浆体必须在10分钟内充填在孔内，否则，流动性及破碎效果降低。水平方向和向上方向的钻孔，也可采用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，按一个操作循环所需要的药卷数量，放在盆中，倒入洁净水完全浸泡，30-50秒左右药卷充分湿润、完全不冒气泡时，取出

8、药卷从孔底开始逐条装入并捅紧，密实地装填到孔口。即“集中浸泡，充分浸透，逐条装入，分别捣实”。孔口留五厘米用黄泥封堵保证水分药剂不流出。4、高效无声破碎剂(HSCA)养护：春、夏、秋季和在井下施工时不必养护。5 、岩石刚开裂后，可向裂缝中加水，支持药剂持续反应,可获得更好效果。（三）使用破碎剂时，必须严格遵守以下警告：1、在搅拌或填充时要戴橡胶手套和防护眼镜。2、操作中，不可将面部直接近距离对着已装药的钻孔。完成后，应及时打入封口器，盖上草垫或棕垫，远离装灌点。3、施工现场应备好清水和毛巾，灌浆时到裂纹发生前，施工员必须戴防护眼镜并不得对孔直视，以防万一发生喷浆伤害眼晴，碰到皮肤或眼睛要立即用水冲洗，冲孔时如药剂溅入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗，到院就医。六、结束语使用高效无声静态破碎剂对坚硬岩石进行破碎，施工中无震动，无冲击波，无飞石，保证了施工安全和工期，取得了较好的效果。静态破碎施工成本相对稍高，而且静态破碎剂产生的能量不如炸药爆破所产生的能量大，但是在某些特殊情况下采用静态破碎技术是十分经济可行的。在煤矿井下局部改造工程需要爆破施工的地点，既可以保证周围重要设施、设备和人员的安全，又能保证正常施工不影响安全生产。在施工中应根据工程地质条件及岩体边界条件的不同，通过现场试验，调整选用适宜的施工参数。2009年6月