淺析煤礦巖石巷道掘進(jìn)的爆破方式

喬順興

摘要：在煤礦巖石巷道掘進(jìn)過(guò)程中，主要是采用爆破方式使巖石破碎。文章主要闡述我國(guó)煤礦巖石巷道的爆破技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了爆破技術(shù)需要不斷完善、科學(xué)管理，使爆破技術(shù)在煤礦巖石巷道掘進(jìn)過(guò)程中能夠取得良好的效果。同時(shí)，也對(duì)今后煤礦巖石巷道掘進(jìn)爆破方式的改進(jìn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤礦巖石巷道；煤礦掘進(jìn)；爆破方式

中圖分類號(hào)：TD236 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0104-02

就目前而言，我國(guó)大多數(shù)煤礦企業(yè)仍然采用鉆眼的爆破方式在巷道掘進(jìn)中進(jìn)行巖石爆破。如果爆破效果不錯(cuò)，將有助于提高之后施工的速度和質(zhì)量，提高施工的效率。因此，國(guó)外的一些煤礦企業(yè)主要關(guān)心對(duì)鉆眼爆破方法的探究，并且不斷對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善。雖然淺眼爆破技術(shù)比較簡(jiǎn)單，容易掌握，并且每個(gè)炮眼能得到較好效果，但是它在循環(huán)過(guò)程中用時(shí)較長(zhǎng)，消耗了較多的輔助作業(yè)時(shí)間，增加了制作成本，效果不理想。因而必須對(duì)爆破技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在煤礦建設(shè)以及生產(chǎn)過(guò)程中使改進(jìn)的爆破方法能起到更顯著的作用。

1 爆破方法的理論和技術(shù)

1.1 爆破的器材

我國(guó)大多數(shù)煤礦的開采深度都比較深，深井作業(yè)時(shí)圍巖所受的應(yīng)力很大，存在圍巖硬度較大、炮眼利用率較低和循環(huán)用時(shí)較長(zhǎng)等問題。目前我國(guó)用于爆破的主要器材有以下幾個(gè)：小直徑管狀炸藥、煤礦系列水膠炸藥和煤礦毫秒雷管、煤礦導(dǎo)爆索、電雷管性能測(cè)試儀以及礦用電雷管發(fā)爆器等，基于我國(guó)爆破技術(shù)的現(xiàn)狀，應(yīng)該對(duì)爆破器材進(jìn)行優(yōu)化與完善。

1.2 爆破方法的應(yīng)用

爆破技術(shù)主要是利用炸藥爆炸瞬間產(chǎn)生的能量對(duì)物體產(chǎn)生沖擊，破壞其原有結(jié)構(gòu)。爆破方法的一般步驟：首先在巖石上鉆出一個(gè)炮孔或藥室，然后在炮孔或者已挖好的藥室中鋪設(shè)炸藥，并放入煤礦導(dǎo)爆索，最后進(jìn)行引爆。

1.2.1 軟巖巷道中爆破方法的應(yīng)用。由于軟巖的巷道硬度系數(shù)小于8，在實(shí)際調(diào)查中顯示，煤礦巷道為軟巖巷道的比較少見。與中硬巖的巷道掘進(jìn)施工存在較大的差別，在軟巖巷道掘進(jìn)中放炮施工主要采用光面爆破法?；趲r石硬度較小的限制，軟的巖石容易在外界條件下發(fā)育結(jié)構(gòu)面，導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度降低以及塑性變形增大，并且?guī)r石容易產(chǎn)生風(fēng)化，之后遇水膨脹。這種巖石巷道在掘進(jìn)時(shí)不難施工，主要的困難是巷道支護(hù)的問題。

綜合來(lái)看，在巷道掘進(jìn)時(shí)應(yīng)用光面爆破的方法，而不會(huì)使用鉆眼爆破法，因?yàn)殂@眼爆破方法在爆破時(shí)會(huì)干擾到周圍的巖石，造成進(jìn)行巷道支護(hù)時(shí)很難確保安全。但是，在掘進(jìn)中采用光面爆破法的效果也不會(huì)有堅(jiān)硬巖石中的效果好。因此，應(yīng)該應(yīng)用密度較小、爆炸速度較慢的高效能的炸藥進(jìn)行爆破，并且要嚴(yán)格設(shè)計(jì)裝藥裝置和光爆參數(shù)，才能取到良好的效果。

1.2.2 中硬巖巷道中爆破方法的應(yīng)用。中硬巖的硬度系數(shù)處于8～12之間，經(jīng)調(diào)查研究，我國(guó)的極大多數(shù)煤礦巷道都屬于中硬巖巷道。目前，我國(guó)很多煤礦單位對(duì)中硬巖巷道的掘進(jìn)都比較有把握?；谏羁妆埔约爸毖厶筒郾频募夹g(shù)限制，每次循環(huán)掘進(jìn)大約只能挖到1.8～2m之間，因此，部分煤礦采用預(yù)裂爆破方法進(jìn)行爆破掘進(jìn)，有些采用光面爆破進(jìn)行爆破掘進(jìn)，這兩種爆破方法的爆破要點(diǎn)都是控制超挖。

（1）預(yù)裂爆破方法。預(yù)裂爆破方法是在巖石周邊炮眼先引爆，預(yù)先準(zhǔn)備好貫通爆裂面，爆裂面沿著斷面輪廓。在爆破之前要選擇合適的炸藥類型，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)炮眼直徑以及兩炮眼間的距離，嚴(yán)格把握炸藥的用量，只有這樣才能起到預(yù)裂面的爆破效果。并且使用預(yù)裂爆破方法進(jìn)行巖石巷道掘進(jìn)爆破時(shí)，不會(huì)干擾巷道周圍的巖石，保證圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)裂爆破的爆破參數(shù)應(yīng)該參考普通光面爆破的參數(shù)。

（2）光面爆破方法。光面爆破方法是待開挖到輪廓線時(shí)，應(yīng)該先保留一層1.2倍炮孔間距厚度的巖層，將裝有低威力的小炸藥卷放入炮孔中，并離孔壁有一段距離，爆炸之后可以在孔壁上看見炮孔痕跡。在煤礦巖石巷道中，將錨噴支護(hù)和光面爆破結(jié)合在一起并付諸實(shí)踐，獲得了很好的爆破效果和支護(hù)效果，基于這一技術(shù)良好的爆破效果和優(yōu)越的爆破質(zhì)量，目前這技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于中硬巖巷道掘進(jìn)施工。進(jìn)行錨噴支護(hù)之前必須在煤系地層中采用光面爆破方法。由于光面爆破方法的出現(xiàn)，爆破技術(shù)正朝著科學(xué)的軌道發(fā)展，對(duì)爆破技術(shù)的認(rèn)識(shí)達(dá)到了新的水平。我國(guó)的部分煤礦企業(yè)通過(guò)對(duì)巖石巷道爆破時(shí)爆破參數(shù)的分析，探究了一種新型的光面爆破施工技術(shù)。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的光面爆破施工方法，爆破后巷道的形狀有利于施工，不需要進(jìn)行超挖的操作，取得了良好的爆破效果。

在煤礦巖石巷道掘進(jìn)過(guò)程中，預(yù)裂爆破方法和光面爆破方法都能使施工順利進(jìn)行，不僅能節(jié)約成本，而且能增加經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.3 硬巖巷道中爆破方法的應(yīng)用。巷道中硬巖的硬度系數(shù)大于或等于12，經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，我國(guó)進(jìn)行硬巖巷道掘進(jìn)的煤礦企業(yè)很少。對(duì)于硬巖巷道的掘進(jìn)，可以采用爆破掘進(jìn)的方法。這類巖石硬度較大，進(jìn)行爆破時(shí)，雷管的延遲時(shí)間較短，因此進(jìn)行爆破時(shí)應(yīng)該使用威力小的炸藥。在對(duì)硬巖巷道掘進(jìn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鑿巖的時(shí)間較長(zhǎng)，工作效率較低。爆破掘進(jìn)時(shí)真正的難點(diǎn)是掏槽，掏槽的要求較高，巷道掘進(jìn)時(shí)主要采用錐形掏槽和楔形掏槽。在實(shí)際工作中，楔形掏槽更適宜現(xiàn)場(chǎng)操作，有三種楔形形式：?jiǎn)涡ㄐ?、雙楔形以及三楔形。在掘進(jìn)施工時(shí)，采用中心孔向往拋?lái)芬蕴涂詹垌敳康膸r石。這技術(shù)不僅提高了炮孔的利用率，而且也提高了單循環(huán)的進(jìn)尺，爆破效果有了較明顯的改進(jìn)。

2 爆破技術(shù)的改進(jìn)

基于我國(guó)煤礦的開采現(xiàn)狀，必須加強(qiáng)對(duì)巖石巷道爆破方法的研究并且改進(jìn)現(xiàn)有爆破方法，推廣配套技術(shù)。根據(jù)煤礦巷道的具體條件，應(yīng)該采取措施改進(jìn)目前的巖石巷道掘進(jìn)的爆破技術(shù)。

2.1 爆破器材的改進(jìn)

加強(qiáng)對(duì)爆破材料的改進(jìn)必須先加大對(duì)爆破材料的研究力度，既要保證炸藥爆炸時(shí)的安全，也要增加炸藥爆炸時(shí)的威力。與此同時(shí)加強(qiáng)對(duì)爆破器械的改進(jìn)，主要是加強(qiáng)對(duì)鑿巖機(jī)的研究，使新型的鑿巖機(jī)既能減少打眼的時(shí)間，還能起到降低噪音的效果。先進(jìn)的鑿巖機(jī)還可以減小工人作業(yè)的強(qiáng)度，也會(huì)大大提高巷道掘進(jìn)的效率。

2.2 完善爆破技術(shù)

對(duì)現(xiàn)有的爆破技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)并完善，加強(qiáng)爆破技術(shù)的創(chuàng)新都能有效地緩解我國(guó)目前煤礦巷道掘進(jìn)爆破方式中存在的短板問題。鉆研爆破方法、預(yù)裂爆破方法和光面爆破方法都具有各自的缺點(diǎn)，應(yīng)該針對(duì)這些缺點(diǎn)進(jìn)行探討，完善這幾種爆破方法，推廣效果比較好的爆破技術(shù)。在改進(jìn)原有爆破技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)新的爆破技術(shù)。

2.3 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

目前在工程上計(jì)算機(jī)已被廣泛應(yīng)用。煤礦可以根據(jù)自身情況應(yīng)用適宜的爆破參數(shù)及器材，利用計(jì)算機(jī)制圖（爆破圖表），根據(jù)爆破圖表進(jìn)行實(shí)踐，還可以使用計(jì)算機(jī)優(yōu)化圖表設(shè)計(jì)，進(jìn)行爆破模擬并診斷效果，提高爆破技術(shù)的管理水平。

3 結(jié)語(yǔ)

在煤礦巖石巷道掘進(jìn)過(guò)程中采用不同的爆破方法將會(huì)產(chǎn)生不同的爆破效果。目前我國(guó)的掘進(jìn)爆破方法存在爆破效率低、循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)等問題，不僅影響了巖石巷道的掘進(jìn)速度，而且制約了礦井的高效生產(chǎn)。因此，我國(guó)必須加強(qiáng)對(duì)巖石巷道爆破技術(shù)的改進(jìn)并加以完善，降低輔助作業(yè)時(shí)間，提高炮眼利用率，從而提高煤礦巖石巷道的掘進(jìn)

效率。

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