1、概述

隨著經濟社會的發展和工程技術的不斷改進，工程建設過程中的質量性和效率性要求逐步增強，為了更好地適應多種環境下的施工要求，需要進一步改進工程施工爆破方法，積極采用新型的材料進行施工。井下擴巷破巖開挖是煤礦井下工程建設中經常遇到的一項工作，新星煤業公司811回采工作面，在回采期間遇到了斷層構造，為確保該工作面順利通過斷層構造，該公司將高效無聲破碎劑引入到工程中。高效無聲破碎劑是井下擴巷破巖開挖中的一種重要的輔助性材料，具有運輸保管方便、使用便捷和安全有效等特點，大大的提高了擴巷破巖開挖工程建設的效率，有力的保障了工程的順利進行。在高效無聲破碎劑的使用過程中，從其碎石機理入手，嚴格控制高效無聲破碎劑在破巖開挖工作中的施工程序，保證施工的安全性。

2、破碎機理及特點

高效無聲破碎劑在巖石破碎中發揮著重要的作用，依據化學反應實現巖石破碎的目的。無聲破碎劑通過與水發生化學反應，形成固相體積增大的結晶，結晶生長力作用在孔壁上，施加壓縮應力，當與壓縮應力成垂直方向的張拉應力超過了巖石物體的極限強度時，巖石發生龜裂。隨著無聲破碎劑的膨脹壓不斷增長，巖石的裂縫不斷擴大，直到破碎。常規施工方法是將無聲破碎劑HSCA加水拌成漿體，填充在巖石鉆孔中，在常溫下可產生30MPa以上的膨脹壓，經6～10h將巖石破碎。破碎劑HSCA在施工時，無震動、噪音、毒氣，也不是危險品，得到了較大范圍的使用，被成為高效無聲破碎劑。

高效無聲破碎劑與其他的破碎劑相比，具有以下優點：

（1）從高效無聲破碎劑的外在形態及其安全性來說，高效無聲破碎劑不會發生振動現象，并且在其發生反應的過程中不會釋放毒氣，保障了施工的安全性。

（2）高效無聲破碎劑相對穩定，便于運輸，并且較容易保管，使用起來安全方便。

（3）從高效無聲破碎劑的使用情況來看，高效無聲破碎劑是通過與水反應，達到巖石破碎的目的，不會產生較大的噪音和污染，具有較好的環保性。

3、高效無聲破碎劑的應用

3.1破巖開挖施工實例

新星煤業公司811回采工作面在過E2地質異常區時，工作面砂巖為中硬巖石，為保證工作面通過異常構造區，需破碎巖石。

考慮到破碎劑的井下應用環境條件及以前施工時破碎劑的使用效果，選擇HSCA破碎劑對工作面巖石進行破碎。HSCA破碎劑鉆孔設計的孔徑43mm，孔間距為300mm，鉆孔深度為1800mm，鉆孔水平傾角為80°。此外，在該工作面破巖開挖過程中，為了提高破碎效果，根據HSCA破碎劑的現場使用效果隨機調整施工鉆孔個數，鉆孔應盡可能與巖石節理方向垂直。

3.2應用流程

在811工作面過構造破巖開挖過程中，使用高效無聲破碎劑進行破碎巖石時，需要經過以下工程環節，即鉆孔環節、攪拌環節、灌孔環節、開裂環節。為了確保高效無聲破碎劑在擴巷和基礎開挖中應用的安全性和可靠性，每個環節都必須進行嚴格、規范的管理和控制。

3.2.1鉆孔環節

鉆孔環節是利用高效無聲破碎劑進行破巖開挖的首要環節。在鉆孔環節中，首先在工作面巖石區域使用7655風鉆施工裝藥孔，鉆孔施工完畢裝入破碎劑，膨脹8h后采用采煤機進行截割通過。在鉆孔過程中，與工程無關的人員不得進入施工現場，確保安全。剛鉆完孔和剛沖孔的鉆孔，孔壁溫度較高，應確定溫度正常符合要求并清洗干凈后才能繼續裝藥。

發生沖孔是正?，F象，也是不可預見和不可完全控制的現象。沖孔產生的原因較多，大致有以下幾種：①操作人員操作不當，包括藥劑已經發熱冒氣仍在灌裝等，裝填不密實有空氣隔層等；②溫度控制不當，氣溫高時，拌和水、藥劑、鉆孔孔壁溫度控制不當、抑制劑藥量不夠，致使藥劑反應過快等；③布孔設計不當，孔距及抵抗線過大、孔壁光滑等；④鉆頭選用不當，鉆孔直徑過大等。

沖孔時藥劑溫度較高且有腐蝕性，沖入眼內可能會對角膜造成嚴重損害。為防止傷人事故，操作人員必須戴符合國家安全標準生產的防沖擊防塵PVC護目鏡進行操作。

3.2.2攪拌環節

攪拌環節也是高效無聲破碎劑在破巖開挖中應用的必要環節。HSCA破碎劑要放在干燥場所，切勿受潮。破碎劑灌充完后，在破碎劑發生作用的8h內對施工現場進行警戒封鎖，閑雜人員不得入內。首先按HSCA破碎劑與水的重量比為28%～35%的比重進行配比，將水倒入容器中，然后加入破碎劑，用機械或人工戴橡膠手套攪拌成具有流動性的均勻漿體。

填孔之前必須將孔清理干凈，不得有水和雜物。充填作業方法采用漿體直接灌入孔內，灌孔必須密實。水平或傾斜藥孔要用干稠的膠泥將破碎劑搓成條塞入孔中并搗實。裝孔順序為由上向下填裝。攪拌后的破碎劑漿體必須在10min內充填在孔內，否則流動性及破碎效果降低，破碎劑裝入鉆孔長度不小于1500mm。

3.2.3灌孔環節

在藥劑灌入鉆孔直到巖石開裂前，不可將面部直接近距離面對已裝藥的鉆孔。藥劑灌裝前，為保護支架立柱不受損傷，在支架頂梁與電纜槽之間吊掛皮帶進行隔絕，非施工人員遠離灌裝點。觀察裂隙發展情況時應更加小心。此外施工現場專門備好清水和毛巾，沖孔時如藥劑濺入眼內和皮膚上，立即用清水沖洗。情況嚴重者立即送往醫院清洗治療。同時，灌裝操作人員必須配戴防護眼鏡（防塵防沖擊型PVC護目鏡），必須穿上防爆服、戴防爆頭盔，以確保安全。

3.2.4開裂環節

開裂環節是破巖開挖的一項關鍵性環節，在巖石產生裂隙后需要利用采煤機進行截割。使用HSCA破碎劑使巖石產生裂隙后，采用采煤機直接截割通過。采煤機正常割煤期間，如截割至破碎劑使用區域，采煤機司機也必須穿防爆服、戴防爆頭盔、戴護目鏡，同時必須撤至滾筒前后5m以外安全區域，其他無關人員一并撤離此區域，待觀察工作面無異常后，方可及時移架、頂溜。

4、結語

高效無聲破碎劑以其特有的便捷性、穩定性、安全性和低污染性，在破巖開挖過程中發揮著越來越重要的作用。從811工作面過斷層構造的破巖開挖實例來看，高效無聲破碎劑使用效果的好壞取決于相應的操作環節和安全防護措施的落實情況，為了更好的促進高效無聲破碎劑在破巖開挖過程中應用，需要進一步立足于高效無聲破碎劑的使用安全以及破巖開挖的工作實際，加強技術和理論創新，提高高效無聲破碎劑的使用效果，為工程建設的又好又快發展創造良好的技術條件。

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