巖巷掘進中深孔爆破技術(shù)在杉木樹煤礦的應(yīng)用

羅江云++陶彥建++周軍++趙勇++唐明++朱峰

摘 要：針對杉木樹煤礦巖巷掘進淺眼多循環(huán)爆破存在成巷質(zhì)量差、單進低等問題，提出采用中深孔爆破技術(shù)，從而實現(xiàn)提高單進水平的目的。經(jīng)應(yīng)用，單循環(huán)進尺從1.5 m提高至2 m。

關(guān)鍵詞：巖巷掘進 中深孔爆破技術(shù) 推廣應(yīng)用

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0081-04

長期以來，芙蓉集團杉木樹煤礦巖巷掘進中采用淺眼多循環(huán)爆破技術(shù)，采用該技術(shù)存在諸多弊端。淺眼多循環(huán)掘進過程中工藝轉(zhuǎn)換次數(shù)多，輔助作業(yè)時間增加，例如放炮排煙時間、排矸次數(shù)及排矸時間、工作面設(shè)備材料及其他工序準備時間等；而且材料消耗量大，成本高，工效低等，還增加了工人的勞動強度；炮眼利用率低、單循環(huán)進尺低，一般循環(huán)進尺為1.4～1.5 m（炮眼深度為1.6～1.8 m）。因此，在巖巷掘進爆破施工中，采用中深孔爆破技術(shù)具有極其重要的意義。

1 工程概況

1.1 巷道技術(shù)特性

N24+250 m補作運輸巷，承擔(dān)運輸杉木樹煤礦N24和N26采區(qū)矸石、材料、設(shè)備的任務(wù)，為永久性巷道，設(shè)計全長為205 m，斷面為直墻半圓拱，墻高1.6 m，掘進高3.4 m，掘進寬3.6 m，掘進斷面為10.85 m2。

1.2 地質(zhì)條件

N24+250 m補作運輸巷施工層位位于宣威組中下部，巖性以細砂巖為主，夾泥巖及煤線，距2+3#煤層底板法線距離約38 m。巖石硬度系數(shù)（f）為4～8，巖層層理發(fā)育程度為Ⅱ～Ⅲ，巖層節(jié)理發(fā)育程度為Ⅱ～Ⅲ。

2 設(shè)備配置及爆破材料

掘進打眼采用7655型氣腿式鑿巖機，鉆釬為長2.2 m，直徑為25 mm的中空六角鋼釬。炸藥為Ⅲ級煤礦乳化炸藥，每條炸藥長為200 mm，重量為200 g/條，雷管為1、3、5段毫秒雷管。

3 中深孔爆破方案設(shè)計

3.1 中深孔爆破掏槽方式的選擇

為了使爆破取得最佳掏槽效果和提高炮眼利用率，必須選擇合適的掏槽形式，以便合理分配炸藥能量，掏槽眼的爆破效果與巷道掘進進尺密切相關(guān)。目前實際應(yīng)用中主要采用斜眼掏槽和直眼掏槽兩種方式。

斜眼掏槽的特點是炮孔軸線與掘進工作面斜交。目前，斜眼掏槽仍是國內(nèi)煤礦巖巷掘進普遍采用的掏槽方式。此種掏槽方式具有所需炮孔少、易將巖石向外拋出、形成更有效的自由面及位置和傾角的誤差對掏槽效果的影響較小、施工方便等特點。

但也存在以下主要缺點：（1）掏槽眼與工作面的夾角在55～75°范圍，炮孔深度受巷道斷面寬度的限制，不利于中深孔爆破技術(shù)實施；（2）掏槽后爆孔提供的抵抗線大小不同，使得爆破后工作面起伏較大，不利于下一循環(huán)鉆眼爆破工作。

直眼掏槽是指掏槽眼與工作面掘進方向平行，有意識將一定數(shù)量鉆孔不裝藥，炮眼利用率低，炮孔間距小，炮孔裝藥長度系數(shù)一般為0.7～0.8。具有的優(yōu)點如下：（1）由于炮孔軸線垂直工作面布置，當(dāng)炮孔深度改變時，掏槽布置可不變，易于工人掌握和實現(xiàn)平行作業(yè)；（2）炮孔深度不受巷道斷面寬度限制；（3）巖石拋擲距離小，爆堆集中，不易崩壞巷道內(nèi)的設(shè)備和支護。因此，中深孔爆破常采用直眼掏槽方式。

直眼掏槽的主要缺點：（1）工藝和技術(shù)比較復(fù)雜，要求鉆孔質(zhì)量高，炮孔參數(shù)控制嚴格，對巷道成形效果影響大；（2）施工的炮孔數(shù)量多，炸藥消耗量大。

根據(jù)上述兩種掏槽方式的缺陷，為充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點，我們采用一種新型準直眼掏槽方式，如圖1所示。

圖1中，1#～6#孔為準直眼掏槽炮孔，炮孔稍微傾斜，1#～6#孔作為主要掏槽炮孔，水平方向與掘進工作面夾角為80～85°，垂直方向與掘進工作面夾角為90 °；7#孔作為輔助掏槽炮孔，水平方向與掘進工作面夾角為90 °，垂直方向與掘進工作面夾角為70～75 °。1#～7#孔裝炸藥量相同，使用1段雷管，同時起爆。7#孔的布置既避免了準直眼1#～6#孔終孔距離大，炸藥不集中，在起爆過程中，出現(xiàn)槍炮現(xiàn)象，同時又在爆破后增大了槽腔，為后爆炮孔提供了更大爆破自由面。

準直眼掏槽的優(yōu)點包括：（1）準直眼與自由面僅少許傾斜，掌子面提供的自由面得到充分利用，提高了爆破效果；（2）較直眼掏槽法大大減少了掏槽孔數(shù)量，擴大了槽腔體積，為后續(xù)炮孔爆破提供了更大的自由面和補償空間；（3）較斜眼掏槽法與自由面的夾角增大，爆破時巖石拋擲距離小，爆堆集中，對巷道內(nèi)的設(shè)備和支護破壞小。

3.2 爆破參數(shù)的確定

充分考慮安全、施工等因素，炮眼深度設(shè)計為2.0～2.2 m，單循環(huán)進尺預(yù)計為1.8～2.0 m。炮眼布置見圖2所示。

掏槽眼爆破是以爆破漏斗的形式形成自由面，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造更為有利的條件，其a=400 mm，b=1600 mm，B=684，準直眼傾斜角度為75～80 °，炮眼深度為2.2 m，掏槽眼比其他炮眼深0.2 m。

輔助眼和周邊眼的作用主要是用來繼續(xù)擴大掏槽，并最后形成巷道輪廓。它們的布置一般應(yīng)以每一炮眼的最小抵抗線近似相等為原則，同時兼顧爆落的塊度和巷道輪廓整齊的要求。周邊眼分為拱部周邊眼、邊墻周邊眼和底部周邊眼，其眼距不能過大，一般為400～500 mm，周邊眼與巷道輪廓線距離為100 mm，當(dāng)巖石比較堅硬時，應(yīng)縮小周邊眼與巷道輪廓線之間的距離，以保證巷道不欠挖，超挖量少。在周邊眼與掏槽眼之間布置輔助眼，方向基本上垂直于工作面，掏槽眼以上輔助眼層間距為400～500 mm，眼間距為600～800 mm；掏槽眼以下及兩邊輔助眼層間距為300～400 mm，眼間距為400～500 mm；輔助眼與周邊眼、掏槽眼之間距離，一般為350～500 mm。

3.3 裝藥、連線與起爆

（1）裝藥結(jié)構(gòu)：裝藥采用正向起爆，爆破總延時不大于130 ms。每個炮眼至少使用一條水炮泥，并用黏土炮泥填實，封泥長度0.5 m以上。根據(jù)炮眼作用、位置確定每個炮眼炸藥量。炸藥量見表1所示。endprint

（2）連線方式：所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接，每一個接頭應(yīng)接牢、接實，以減少接頭電阻，接頭要懸空，不可觸地，放炮母線要完好，不能有破損，網(wǎng)路連接好，母線與起爆器要接牢。

（3）起爆：起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時，要看到起爆器上的指示燈亮起10～20 s后，才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。

3.4 其他注意事項

（1）施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼，確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小，嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼，同時注意眼底位置不要靠的太近。

（2）爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破，可適當(dāng)減少炮眼數(shù)；硬巖中爆破時，可減少炮眼間距，但不小于300 mm，可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。

（3）與掏槽眼以上的輔助眼相比，掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大，且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。

（4）裝炸藥時必須將炸藥推到眼底，并將其搗實。

（5）炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料，防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。

（6）掘進過程隨時對爆破效果進行觀察，及時調(diào)整爆破參數(shù)。

4 結(jié)語

（1）炮眼利用率提高，炮眼利用率最高可達92%。

（2）循環(huán)進尺提高，循環(huán)進尺最高可達1.95 m。

（3）實現(xiàn)了安全作業(yè)，相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害，同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。

（4）相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度，為安全和生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻

[1] 王文龍.鉆眼爆破[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1984.

[2] 單仁亮，周紀軍，黃寶龍，等.巷道掏槽爆破影響因素分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（2）：25-27，54.

[3] 朱永.中深孔準直眼掏槽爆破技術(shù)與應(yīng)用研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2008.

[4] 單仁亮，朱永，黃寶龍，等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011（2）.endprint

（2）連線方式：所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接，每一個接頭應(yīng)接牢、接實，以減少接頭電阻，接頭要懸空，不可觸地，放炮母線要完好，不能有破損，網(wǎng)路連接好，母線與起爆器要接牢。

（3）起爆：起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時，要看到起爆器上的指示燈亮起10～20 s后，才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。

3.4 其他注意事項

（1）施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼，確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小，嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼，同時注意眼底位置不要靠的太近。

（2）爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破，可適當(dāng)減少炮眼數(shù)；硬巖中爆破時，可減少炮眼間距，但不小于300 mm，可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。

（3）與掏槽眼以上的輔助眼相比，掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大，且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。

（4）裝炸藥時必須將炸藥推到眼底，并將其搗實。

（5）炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料，防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。

（6）掘進過程隨時對爆破效果進行觀察，及時調(diào)整爆破參數(shù)。

4 結(jié)語

（1）炮眼利用率提高，炮眼利用率最高可達92%。

（2）循環(huán)進尺提高，循環(huán)進尺最高可達1.95 m。

（3）實現(xiàn)了安全作業(yè)，相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害，同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。

（4）相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度，為安全和生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻

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[4] 單仁亮，朱永，黃寶龍，等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011（2）.endprint

（2）連線方式：所有炮眼雷管采用大串聯(lián)連接，每一個接頭應(yīng)接牢、接實，以減少接頭電阻，接頭要懸空，不可觸地，放炮母線要完好，不能有破損，網(wǎng)路連接好，母線與起爆器要接牢。

（3）起爆：起爆前必須進行電路導(dǎo)通檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時解決。起爆時，要看到起爆器上的指示燈亮起10～20 s后，才能起爆。絕對不能在起爆器充電不足時進行起爆。預(yù)期爆破效果見表2。

3.4 其他注意事項

（1）施工中要根據(jù)爆破圖要求嚴格執(zhí)行畫弧導(dǎo)向打眼，確保打眼質(zhì)量。特別注意掏槽眼距不要縮小，嚴格按爆破圖表規(guī)定尺寸打眼，同時注意眼底位置不要靠的太近。

（2）爆破參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖石硬度系數(shù)適當(dāng)進行調(diào)整。軟巖中爆破，可適當(dāng)減少炮眼數(shù)；硬巖中爆破時，可減少炮眼間距，但不小于300 mm，可采用增加裝藥量以達到最好爆破效果。

（3）與掏槽眼以上的輔助眼相比，掏槽眼以下及兩邊的輔助眼炮眼密度大，且炮眼裝藥量比掏槽眼以上的輔助眼多1條炸藥。

（4）裝炸藥時必須將炸藥推到眼底，并將其搗實。

（5）炸藥必須使用同廠、同批、同型號的爆破材料，防止使用不同炸藥造成拒爆現(xiàn)象。

（6）掘進過程隨時對爆破效果進行觀察，及時調(diào)整爆破參數(shù)。

4 結(jié)語

（1）炮眼利用率提高，炮眼利用率最高可達92%。

（2）循環(huán)進尺提高，循環(huán)進尺最高可達1.95 m。

（3）實現(xiàn)了安全作業(yè)，相對減少了炮煙對井下作業(yè)人員的傷害，同時避免了井下作業(yè)人員為盲目提高月進尺而忽略頂板等方面的安全危害。

（4）相對降低了井下作業(yè)人員的勞動強度，為安全和生產(chǎn)提供了保障。

參考文獻

[1] 王文龍.鉆眼爆破[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1984.

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[4] 單仁亮，朱永，黃寶龍，等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011（2）.endprint