中深孔光面爆破在煤礦掘進中的應(yīng)用

李明樂

摘要：我國是人口大國，是世界上人口最多的國家，煤炭行業(yè)也是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，作為我國支柱性產(chǎn)業(yè)，在進入新時期后，其施工技術(shù)獲得快速發(fā)展，為企業(yè)發(fā)展和行業(yè)進步提供了基礎(chǔ)保障。中深孔光面爆破技術(shù)應(yīng)用于煤礦掘進中，可以切實提升施工的效率和質(zhì)量，為施工人員提供安全保障。本文主要針對中深孔光面爆破在煤礦掘進中的應(yīng)用進行分析和闡述，希望給予我國相關(guān)企業(yè)以參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：巖巷掘進；爆破效率；影響因素；技術(shù)措施

引言

目前巖巷掘進施工中應(yīng)用較多的一種技術(shù)是深孔爆破技術(shù)，中深孔爆破技術(shù)在大斷面巖巷掘進中的應(yīng)用，有效提高了炮眼利用率，由于其作業(yè)時間短，單循環(huán)進尺高，被廣泛認可，但是也存在一定缺陷，比如：對圍巖損壞程度大，需要加強支護等。為了提高杜兒坪礦巖巷掘進速度，在不改變掘進方法等條件下，綜合考慮各影響因素，通過合理設(shè)計爆破參數(shù)以及施工措施等，避免出現(xiàn)深孔爆破后的弊端，提出使用中深孔光面爆破技術(shù)，取得了顯著的效果。由此看來，巖巷掘進施工的質(zhì)量的優(yōu)劣，與掘進方法息息相關(guān)，爆破效果與爆破參數(shù)和施工技術(shù)措施也有著緊密的關(guān)系，如何有效應(yīng)用中深孔光面爆破，在巖巷施工中實踐，是能夠很好提高工程效率。

一、中深孔光面爆破技術(shù)簡述

（1）技術(shù)原理。以爆破的方式開展煤礦掘進施工的形式較多，其中中深孔光面爆破屬于全新的技術(shù)，并且在具體應(yīng)用中獲得良好的效果。該技術(shù)的主要原理為：對所有炮眼進行同時引爆，并且在爆破中，由于炮眼之間的相互作用，會產(chǎn)生疊加的沖擊力，沖擊波在之間擴散中會引發(fā)重疊效應(yīng)，進而提升爆破的威力和強度。同時，當沖擊破作用于巖體中，以爆眼為中心點就出現(xiàn)大量裂縫，沖擊效果不斷擴大，進而產(chǎn)生全面爆破的效果。（2）應(yīng)用要點。該技術(shù)在煤礦掘進中應(yīng)用，由于其自身特點和應(yīng)用范圍的優(yōu)勢，已經(jīng)獲得各大煤礦企業(yè)的認可。但是在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，需要注意以下幾點：首先，技術(shù)人員需要對現(xiàn)場進行勘察，掌握現(xiàn)場的具體情況，合理設(shè)置各個爆破點的距離；其次，裝藥是該技術(shù)應(yīng)用的重點環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要確保各個爆破點藥量一致；最后，引爆方式要結(jié)合具體情況科學選定，保證各個爆破點同時引爆，優(yōu)化爆破效果。

二、巖巷掘進中爆破效率的影響因素

（一）掏槽爆破的影響

巖巷爆破掘進施工中的重要施工工序為掏槽，掏槽質(zhì)量的好壞會對整個爆破效果產(chǎn)生直接影響，而掏槽方式與具體掏槽參數(shù)又是影響掏槽效果的主要因素。因此，在實施爆破作業(yè)中，必須依據(jù)圍巖地質(zhì)情況與掘進工作面大小情況科學、合理確定掏槽方式與具體掏槽參數(shù)。

（二）炮眼深度的影響

當前炮眼深度是影響整個鉆爆工作實際效果的主要因素，若炮眼深度布設(shè)合理，將會產(chǎn)生很好的爆破效果，反之，必然會導致爆破效果較差，最終影響巷道掘進施工。當前，可參照下列幾種方法來科學、合理確定炮眼深度：以循環(huán)進尺為中心進行確定，這樣可最大限度地確保實現(xiàn)循環(huán)作業(yè)；以可達到最高掘進速度與消耗工時最短為中心來確定，可具體到每米工時消耗與具體鉆眼速度情況進行確定，這樣可實現(xiàn)高產(chǎn)、高效；依據(jù)科學理論分析與準確的試驗檢驗確定出最佳炮眼深度。炮眼裝藥量應(yīng)滿足兩個原則：第一，確保炮眼連心線在爆破后形成裂痕，即巖石抗拉強度小于眼壁上的初始拉力；第二，巖石的抗壓強度必須大于眼壁上的初始壓力，保證圍巖無過度壓縮性破壞。為了確保爆破時水炮泥充分發(fā)揮作用并形成水霧，首先周邊眼采用反向裝藥，炸藥填充時采用水炮泥，炮孔采用炮泥封孔，中間留有一段空氣柱，爆破時，水炮泥所形成的沖擊波在發(fā)揮作用時由于空氣柱的存在導致沖擊波強度減弱，因此圍巖破碎程度較小。

三、中深孔光面爆破在煤礦掘進施工中的具體應(yīng)用

（一）做好準備工作

在煤礦掘進施工中應(yīng)用中深孔光面爆破技術(shù)，其對提升企業(yè)生產(chǎn)效率、確保生產(chǎn)安全具有積極意義，因此，為了保證該技術(shù)的有效實施，相關(guān)技術(shù)人員需要做好準備工作，提升操作人員的責任意識和安全意識，具備扎實和熟練的操作技能，確保該技術(shù)的合理應(yīng)用。例如在硅質(zhì)泥巖應(yīng)用中深孔光面爆破技術(shù)之前，需要結(jié)合其巖層特點，即：難以鉆進、巖性堅硬，在爆破后會出現(xiàn)較為破碎的巖渣，企業(yè)需要針對其巖層性質(zhì)做好準備工作。

（二）確定炮眼密集系數(shù)和周邊炮眼間距

多種是實踐經(jīng)驗和理論研究分析得到，0.8到1.0之間是光面爆破炮眼密集系數(shù)的最合適的取值。這是基于雙孔、雙自由面爆破模型試驗得出的，首先要確保平整的炮眼斷面，以及明確標準的炮眼利用率指標，加大對光爆炮眼密集系數(shù)的合理性分析進，實踐中增大光爆炮眼密集系數(shù)，直到巷道曲率半徑足夠大時，且破壞力逐漸減少時，此時的光面層的厚度為最厚的。反之，減少系數(shù)，巷道曲率半徑拱頂曲率小，減少橫向和縱向的跨度，則對破壞力要求則會增大。

（三）確定裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥是中深孔光面爆破技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要準確以及合理的確定裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，在制定裝藥參數(shù)的過程中，技術(shù)人員要對以下因素進行綜合考慮和權(quán)衡：首先，要確保周圍巖層的穩(wěn)定性和完整性，通過各種有效途徑提升巖層的抗壓能力，盡量減少爆破對巖層的破壞；其次，為了優(yōu)化爆破效果，技術(shù)人員要保證在引爆炮眼后，巖壁所具備的拉力要大于巖層抗壓能力；最后，如果技術(shù)人員選擇引入炸藥反向填充方式，需要在將水泡泥填充到爆破孔中，并且封閉孔口。

結(jié)語

綜上所述，a）由于在一定條件下才能更好地實施掏槽爆破，該種爆破對破碎巖石條件有一定要求，因此要想使中深孔掏槽爆破取得成功且能有效利用炮眼、獲得良好的爆破效果，選用的掏槽方式必須科學、合理，且實際裝藥量應(yīng)適中；b）炮眼深度有一個最佳值，在確定炮眼深度時，應(yīng)本著在能有效提高巷道掘進效率的基礎(chǔ)上充分結(jié)合現(xiàn)場實際情況科學、合理確定炮眼深度。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)深孔爆破取得的爆破效果一般要比淺孔爆破取得的爆破效果好；c）對于光面爆破而言，其實際爆破效果易受周邊眼布置參數(shù)的影響，應(yīng)科學布設(shè)周邊眼參數(shù)，在盡量少打眼的情況下，實現(xiàn)光爆要求；d）經(jīng)大量試驗發(fā)現(xiàn)，光爆效果的好壞在很大程度上也會受到周邊眼實際起爆時差的影響，對此，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量讓周邊眼實現(xiàn)同時起爆，這樣能取得更好的爆破效果。

參考文獻：

[1]楊仁樹，胡坤倫，肖同社，等.提高煤礦深部巖巷掘進爆破效率的試驗研究[J].煤礦爆破，2016（3）：70-73

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016

[3]李紅勛，宋建偉.中深孔爆破技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016