井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的探討

【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，井巷掘進(jìn)爆破也越來越受到人們廣泛應(yīng)用，以下文章根據(jù)筆者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了提高井巷掘進(jìn)爆破效率的相關(guān)技術(shù)對(duì)策，以促進(jìn)煤礦井巷鉆爆法掘進(jìn)速度的提高，希望對(duì)廣大同行提供一些幫助。

【關(guān)鍵詞】井巷掘進(jìn)；爆破技術(shù)；探討

引言

采用鉆爆法的井巷掘進(jìn)，就其施工工藝來看，主要有鉆（眼）、爆（破）、裝（巖）、運(yùn)（輸）、支（護(hù)）五大工序。各工序周而復(fù)始地進(jìn)行，使得工作面向前推進(jìn)。但是，掘進(jìn)過程中矛盾的各方面，什么是影響井巷掘進(jìn)速度的主要因素呢？筆者根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，如果工作面的巖石爆不下來，爆破效率不高，井巷的掘進(jìn)速度就難以提高。因此，研究、總結(jié)和發(fā)展爆破技術(shù)，提高爆破效率，對(duì)加快井巷施工速度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降本增效等具有重要意義。

1、如何提高掘進(jìn)的爆破效率

1.1所謂爆破效率，主要是指炮眼利用率和井巷成形的規(guī)整度。井巷掘進(jìn)爆破效率低的主要表現(xiàn)是：炮眼利用率低，爆破后留有殘眼達(dá)20%以上，遇砂巖.火成巖時(shí)甚至超過40%；巷道超、欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重，成形不規(guī)整。

1.2如何提高爆破效率，途經(jīng)當(dāng)然很多，如根據(jù)不同巖性、掘進(jìn)斷面和循環(huán)進(jìn)度，通過合理地選擇掏槽方式，確定合適的裝藥量和裝填結(jié)構(gòu)，安排合適的起爆順序，注意炮眼封堵質(zhì)量和精心施工等是提高爆破效率的主要技術(shù)措施。

1.3工程實(shí)例：

實(shí)例一：某礦掘進(jìn)隊(duì)在某石門穿越煤層施工中，由于圍巖較為破碎，雖然炮眼利用率可達(dá)90%以上，但爆破后超挖現(xiàn)象較嚴(yán)重，掘進(jìn)斷面增加lm2以上，成形不理想，給支護(hù)帶來困難和造成支護(hù)材料的浪費(fèi)。經(jīng)原因分析認(rèn)為，炮眼利用率達(dá)到預(yù)期的效果，說明在本段圍巖中采用三角錐形掏槽是可行的，超挖主要是周邊眼間距偏大和裝藥過量造成的。找出原因后，及時(shí)修改了爆破圖表，將周邊眼間距從600mm縮至400mm，裝藥量從450g/眼減至150g/眼，在總裝藥量節(jié)約的前提下，取得了較高的爆破效率，并控制了超挖，規(guī)整了成形，為錨噴支護(hù)創(chuàng)造了必要條件。

實(shí)例二：某礦掘進(jìn)隊(duì)在某石門穿越火成巖施工中，由于圍巖堅(jiān)硬，雖然火工品消耗量大增，但炮眼利用率僅40～50%，且欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重。經(jīng)原因分析，認(rèn)為：（1）在堅(jiān)硬巖中采用三角錐形掏槽已不適應(yīng)；（2）全斷面（5.6m2）布置21個(gè)炮眼偏少；（3）周邊眼鉆眼質(zhì)量差（未打在設(shè)計(jì)輪廓線上）；（4）未利用聚能效應(yīng)爆破；（5）炮泥充填長(zhǎng)度不足，封堵不密實(shí)。為此，重新編制了爆破圖表。考慮工人鉆眼技術(shù)水平，改三角錐形掏槽為六眼楔形掏槽，且在中部加兩個(gè)垂直空眼；按5個(gè)/m2炮眼，全斷面共布置28個(gè)炮眼。同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)，周邊眼嚴(yán)格打在設(shè)計(jì)輪廓線上，眼距控制在350mm。嚴(yán)格把好藥卷裝填方向，利用聚能效應(yīng)實(shí)現(xiàn)聚能爆破；每個(gè)眼的炮泥分次堵塞，堵塞長(zhǎng)度大于300mm并充填密實(shí)。采取上述一系列措施后，爆破效率大大提高，炮眼利用率可達(dá)85%以上，消除了欠挖現(xiàn)象且成形良好。

1.4通過上述二例分析，有如下二點(diǎn)需要在掘進(jìn)爆破中注意的：

一是技術(shù)人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際編制合格的爆破圖表，如巷道穿過多種巖層，則應(yīng)選用兩種（或兩種以上）穿過量大的主要巖層，分別編制爆破圖表，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)，經(jīng)過若干循環(huán)的爆破實(shí)踐。然后根據(jù)實(shí)測(cè)取得的爆破參數(shù)對(duì)圖表進(jìn)行修改完善，使之真正成為指導(dǎo)和檢查鉆眼爆破工作的技術(shù)規(guī)程。

二是參加掘進(jìn)爆破的工人，必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》和爆破圖表的規(guī)定作業(yè)，消除隨意打眼、隨意裝藥、隨意放炮的現(xiàn)象，保證安全和快速施工。

2、提高掘進(jìn)爆破效率的參數(shù)選擇

如何實(shí)現(xiàn)“簡(jiǎn)易光爆”，使斷面基本達(dá)到設(shè)計(jì)輪廓要求，超、欠挖少，穩(wěn)定圍巖，以利支護(hù)，尤其是以利于錨噴支護(hù)的推廣應(yīng)用。筆者根據(jù)多年的工作實(shí)踐，結(jié)合上述實(shí)例，提出提高掘進(jìn)爆破效率的參數(shù)選擇建議，供參考：

2.1炮眼數(shù)目的確定。掘進(jìn)工人往往為節(jié)省鉆眼時(shí)間，實(shí)際工作中炮眼布置數(shù)目偏少（僅為3～3.8個(gè)/m2），造成炮眼利用率低，巷道成形不好。據(jù)實(shí)踐資料全斷面按5個(gè)/m2布置炮眼，炮眼利用率可達(dá)90%左右，且炮眼數(shù)目增加，炮眼利用率就提高。因此，綜合考慮既節(jié)省時(shí)間又能提高炮眼利用率，全斷面炮眼按4～5個(gè)/m2布置較為合理。

2.2周邊眼距和最小抵抗線的確定及周邊眼位的布置。合理布置炮眼，首先要確定周邊眼距（一般應(yīng)控制在350-400mm范圍內(nèi)）和最小抵抗線（一般應(yīng)在400～550mm范圍內(nèi)選?。?。周邊眼應(yīng)布置在設(shè)計(jì)輪廓線上，眼底向外偏50～100mm為宜。

2.3掏槽方法的選擇。掏槽是井巷全斷面爆破能否取得好效果的關(guān)鍵步驟，井巷掘進(jìn)目前多采用淺進(jìn)度多循環(huán)，巷道斷面基本上為中、小斷面，巖性以f<8最多，f<4次之，f<10再次之，f>10最少?？紤]施工方便、適用等因素，當(dāng)f<4時(shí)，采用三角錐形掏槽；當(dāng)f<8時(shí)，采用四眼楔形中部加一個(gè)垂直空眼掏槽；當(dāng)f<10時(shí)，采用六眼楔形中部加二個(gè)垂直空限掏槽；當(dāng)f>l0時(shí)，可采用復(fù)式楔形掏槽，即內(nèi)楔由2～4個(gè)眼構(gòu)成，眼深較小，裝藥量也較少，它最先起爆掏出小槽，外楔眼隨后起爆擴(kuò)大，并加深掏槽。要求掏槽眼比其它眼深200mm，眼底距控制在200mm左右，垂直空眼比掏槽眼深50mm，掏槽眼與工作面交角以70°為宜，且布置在巷道斷面的中下部。

2.4炮眼深度的確定。根據(jù)井巷巖層條件、鉆眼設(shè)備能力和掘進(jìn)的作業(yè)方式，同時(shí)考慮掏槽眼、輔助眼。周邊眼和底眼采用連續(xù)裝藥后有足夠的長(zhǎng)度（>300mm）充填炮泥，炮眼深度應(yīng)在1.5～2m為宜。

2.5裝藥量的確定。掏槽眼必須有足夠的裝藥長(zhǎng)度，以保證能較好地破碎炮眼口附近的巖體，否則會(huì)出現(xiàn)“掛門簾”現(xiàn)象。但裝藥切忌超過許可的裝藥率和集中度，裝藥多了不但不能提高爆破效果，反而降低爆破效果，這一點(diǎn)必須引起注意。因此，掏槽眼、輔助眼和底眼的裝藥系數(shù)分別以0.6～0.8、0.4～0.6和0.5～0.7為宜；周邊眼的裝藥量與巖性和藥卷直徑等因素有關(guān)，一般以150-300g/m為宜。

2.6要注意利用“聚能效應(yīng)”，低瓦斯工作面采用反向爆破時(shí)，要求藥卷聚能穴方向一律朝向眼口；高瓦斯工作面采用正向爆破時(shí)，要求藥卷聚能穴方向一律朝向眼底。

2.7堵塞炮泥對(duì)提高炮眼利用率作用甚大。試驗(yàn)表明，每個(gè)眼的炮泥應(yīng)分次堵塞，充填長(zhǎng)度必須大于300mm，而且充填的越密實(shí)越好，這樣可以使炸藥起爆時(shí)在封堵密實(shí)的炮眼內(nèi)形成一個(gè)高壓密封室，使炸藥的能量充分對(duì)巖石破壞。因此，要舍得裝填炮泥。

3、結(jié)束語(yǔ)

只要工程技術(shù)人員加強(qiáng)爆破理論、爆破技術(shù)和爆破安全知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)真編制、及時(shí)修改和完善爆破圖表。掘進(jìn)工人認(rèn)真執(zhí)行炮眼布置（眼距、眼深、最小抵抗線）、藥量控制、裝藥結(jié)構(gòu)、炮泥充填、起爆方式等規(guī)定，就一定能使爆破效率提高，使爆破的井巷成形規(guī)整，避免超、欠挖量，減輕爆震對(duì)圍巖的破壞，以利于巷道維護(hù)、省工省料，從而提高井巷掘進(jìn)速度，較大幅度地降低成本，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]《井巷工程》1989年.中國(guó)礦業(yè)大學(xué).煤炭工業(yè)出版社

[2]《煤礦安全規(guī)程》2010年版.國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局