地下礦山工程井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)分析

吳 迪，國永田

（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司，河北 唐山 063701）

從施工工藝的角度出發(fā)，對鉆爆法中的井巷掘進(jìn)進(jìn)行分析可知，該方法的爆破工序主要可分為四個方面，即：①鉆孔；②裝藥；③連線；④起爆。而若要想要連續(xù)不斷的推動工作進(jìn)程的，往往需要從各個環(huán)節(jié)進(jìn)行連續(xù)展開，當(dāng)在掘進(jìn)的過程中應(yīng)該尤為注意各個環(huán)節(jié)之間存在的問題，從而最大程度的為掘進(jìn)工作提供保障。在對工作面的巖石進(jìn)行爆破時，若不能取得較好的效果，也就會對井巷掘進(jìn)產(chǎn)生影響。也就要求在展開地下礦山工程施工前，應(yīng)該全面分析爆破技術(shù)，從而提升爆破的效果，最終達(dá)到提升井巷施工速率以及勞動生產(chǎn)效率的目的。

1 工程案例

某礦在鐵礦穿越礦層進(jìn)行施工的過程中，由于較高的圍巖破碎程度，所以炮眼利用率相對較高，但這種情況卻導(dǎo)致在爆破后極易出現(xiàn)過度超挖的情況，不僅增大了掘進(jìn)斷面，而且成型效果較差，進(jìn)而給支護(hù)工作造成了較大的困難，同時也顯著增大了支護(hù)工作的施工成本，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。而通過深入的研究還發(fā)現(xiàn)，在該工程中，所有炮眼的利用率均達(dá)到了預(yù)期要求和效果。

2 井巷掘進(jìn)爆破的技術(shù)特點(diǎn)

平巷、豎井、天井以及硐室等工程的爆破是井巷爆破的主要內(nèi)容。通常情況下，上述不同的爆破方法均是在單自由面的條件下逐漸形成的，受到斷面或掘進(jìn)工作面束縛，且每次爆破的進(jìn)尺均處于1米到3米之間，最終爆破形成了井巷的斷面形狀。為此，這也就要求在同一工作面上應(yīng)該同時布置多個不同的炮眼，從而對爆破率提供保障。

3 炮孔布置形式和起爆順序

3.1 掏槽形式

由于循環(huán)進(jìn)尺的速率直接受到工作面上掏槽孔布置情況的影響，所以掏槽孔的形式直接對炮孔的質(zhì)量產(chǎn)生了顯著影響。其次，輔助孔的作用主要可表現(xiàn)為，可使大量巖石崩落，提升周邊孔的自由面，最終實(shí)現(xiàn)增大巖石爆破的目的。

（1）椎體掏槽。錐形掏槽在豎井掘進(jìn)中較為常用，該掏槽形式的底部各個掏槽孔并不連接，多以圓錐或角錐的形式進(jìn)行排布。在采用圓錐的形式進(jìn)行排布的情況下，多為圓形掘進(jìn)，而以角錐的形式進(jìn)行排布，則在平巷掘進(jìn)的過程中較為常見。當(dāng)炮孔孔底間距介于10厘米到20厘米之間時，且傾斜角介于55度到70度之間時，則應(yīng)該將炮孔的孔口間距設(shè)置在0.4米到1米之間。在此過程中，若巖石爆破難度較大，則應(yīng)該減小孔口間距。

（2）楔形掏槽。在工程施工過程中，若面對巖石為中硬度以上的均質(zhì)巖石，同時斷面尺寸為大于4平方米的井巷掘進(jìn)中，則通常采用楔形掏槽，且應(yīng)該將炮孔孔底之間的間距設(shè)置在10厘米到20厘米之間，同時由于孔口距離和傾角以及孔深存在聯(lián)系，所以炮孔與工作面的夾角應(yīng)該介于60度到75度之間。

（3）龜裂掏槽。龜裂掏槽在中硬以上的巖石中的應(yīng)用較為常見，炮孔數(shù)量應(yīng)該設(shè)置在3個到7 個之間，而炮孔孔底的間距則應(yīng)該設(shè)置在8厘米到12厘米之間，其中，空孔直徑可以和裝藥炮孔的直徑相同，同時也可稍稍大于裝藥炮孔直徑。

（4）桶形掏槽。桶形掏槽在中硬以上的巖石中應(yīng)用的情況較為常見。由于生產(chǎn)中所獲得的槽腔寬度以及體積過大，所以也更有利于輔助孔的爆破。通常情況下，空孔的直徑可以和裝藥炮孔的直徑相同，同時也可大于裝藥炮孔的直徑，但是由于大直徑空孔能夠形成更大的補(bǔ)償空間和自由面，而應(yīng)用更為廣泛。

（5）螺旋掏槽。炮孔與空孔的距離依次增加被稱之為螺旋掏槽，螺旋掏槽的直徑依次為1到1.8倍、2到3.5倍、3到4.5倍以及4到5.5倍，并且起爆順序按照炮孔依次起爆，槽腔的體積也呈現(xiàn)出逐漸擴(kuò)大的趨勢。若面對的巖石硬度過大，則可采取增大空孔直徑的方式來增大補(bǔ)償空間以及自由面。

3.2 掘進(jìn)炮孔的起爆順序

在進(jìn)行起爆的過程中，為了對爆破效果以及安全提供保證，通常需要將掘進(jìn)的炮孔按照合理順序進(jìn)行起爆，究其原因，主要是因?yàn)楹笃鸨诳啄軌驅(qū)ο绕鸨诳姿纬傻淖杂擅孢M(jìn)行充分的利用。

4 井巷掘進(jìn)爆破的相關(guān)參數(shù)

目前，井巷掘進(jìn)爆破的相關(guān)參數(shù)主要可包括炮孔直徑、炮孔數(shù)量、炮孔深度、炮孔孔距以及與之相關(guān)的填塞長度等如下。

（1）炮孔直徑。通過研究發(fā)現(xiàn)，炮孔直徑是對爆破效果直接產(chǎn)生影響的參數(shù)，若直徑較大，則會導(dǎo)致相應(yīng)炸藥裝填量的增加，進(jìn)而形成集中爆破，不僅提升了爆破穩(wěn)定性，而且提高了爆破速度。

（2）炮孔數(shù)量。在某些工程項(xiàng)目中，為了節(jié)約或減少鉆眼時間，實(shí)際炮孔布置數(shù)目少于設(shè)計(jì)炮孔布置數(shù)目，每平方米大約在3個到3.8 個之間。在這種情況下，雖然在一定程度上節(jié)約了時間，但炮孔的使用率卻較低，并且巷道成型效果也較差。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，全斷面每平方米應(yīng)該按照5個炮孔進(jìn)行設(shè)置，而在這種情況下，炮孔的利用率可達(dá)到90%以上，并且炮孔數(shù)量和利用率成正比。

（3）炮孔深度。在爆破參數(shù)中炮孔深度起到了非常重要的作用，直接對井巷掘進(jìn)的每一個環(huán)節(jié)均產(chǎn)生了影響，比如：爆破效果、掘進(jìn)速度以及材料消耗等。而為了在單位時間內(nèi)對掘進(jìn)效率進(jìn)行提升，不僅應(yīng)該對技術(shù)條件進(jìn)行改進(jìn)，而且應(yīng)該對工作管理進(jìn)行改善，而在對巖層條件、作業(yè)方法和設(shè)備能力等進(jìn)行綜合考慮的情況下，應(yīng)該將炮孔深度設(shè)置在1.5米到2米之間[1]。

（4）炮孔孔距。在確定井巷斷面尺寸和巖石性質(zhì)的情況下，應(yīng)該對炸藥的消耗量、填藥量、單排炮孔數(shù)量、炮孔深度、直徑進(jìn)行確定，同時在選擇好炸藥消耗量后對輔助孔進(jìn)行均勻布置，還應(yīng)該對對炮孔孔距、數(shù)量和裝藥系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而最終確定最為合理的孔距、數(shù)量和裝藥系數(shù)。在進(jìn)行輔助孔的設(shè)計(jì)時，應(yīng)該將孔距設(shè)置在400到600毫米之間。

（5）填塞長度。堵塞炮泥可顯著提升炮孔利用率，增加能量利用率，提高掘進(jìn)爆破效率。填塞長度與炮孔直徑、填藥長度存在息息相關(guān)的聯(lián)系，通過實(shí)踐檢驗(yàn)證明，每個炮孔應(yīng)該分次堵塞炮泥，且填充長度應(yīng)該大于300毫米，或者炸藥長度的0.35~0.5 倍，并且盡量充實(shí)，從而提升爆炸能量利用率。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國礦山井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的不斷發(fā)展，在施工過程中，應(yīng)該根據(jù)礦井地質(zhì)條件和井巷掘進(jìn)設(shè)計(jì)要求，充分利用好各種技術(shù)，做好爆破準(zhǔn)備，并進(jìn)行合理爆破，從而良取得較好的爆破效果。

[1]吳俊一.淺談爆破在井巷掘進(jìn)中的應(yīng)用效率及對策[J].中國科技博覽,2014(15):361-361.