巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)優(yōu)化與快速掘進(jìn)技術(shù)

雷航超

（山西省陽泉市大陽泉煤炭有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的過程中，巖巷的掘進(jìn)在建設(shè)和生產(chǎn)的過程中一直都占據(jù)著非常重要的地位，巖巷掘進(jìn)技術(shù)水平的高低直接關(guān)系到完成一道工序所要用的時間和工序之間的銜接是否能夠更加順暢地進(jìn)行。但是傳統(tǒng)地巖巷道掘進(jìn)技術(shù)多數(shù)存在著技術(shù)不過關(guān)、適應(yīng)性差和設(shè)備更新?lián)Q代地速度過慢等一系列的缺點，嚴(yán)重地阻礙了巖巷技術(shù)這些年的發(fā)展。本文主要通過對巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)的優(yōu)化和快速掘進(jìn)技術(shù)的分析來更好地為大家提供參考性的意見和建議。

1 工程概況

在山西陽煤五礦，巖巷掘進(jìn)的工程量非常大，因此在優(yōu)化掘進(jìn)爆破參數(shù)上也有很大的好處。目前國內(nèi)在煤礦巖巷掘進(jìn)的過程中，主要還是采用的鉆眼爆破的施工工藝和施工方法[1]。一定要讓爆破參數(shù)的設(shè)計直接跟井巷掘進(jìn)的工程質(zhì)量結(jié)合起來，這樣才能夠進(jìn)一步加快巷道掘進(jìn)的速度，在對整個煤礦巷道進(jìn)行優(yōu)化的過程中，尤其要對巖巷掘進(jìn)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，只有這樣才能夠最終提高巖巷的掘進(jìn)速度和質(zhì)量。

2 巷道的條件

該巷道為礦井中集中的運輸大巷，將負(fù)擔(dān)整體礦井的運輸任務(wù)先對巷道的穿層進(jìn)行掘進(jìn)施工，巷道斷面為半圓拱型的橋面，整體的施工采用的史錨網(wǎng)噴的支護方式，巷道的寬度為4 500 mm，純高度為3 600 mm，凈斷面積為14.32 m2。在整體掘進(jìn)的過程中尤其需要穿過細(xì)砂巖、中砂巖、泥巖和其他類型的巖層，然后再根據(jù)整體礦山建設(shè)的計劃來更好地對巷道進(jìn)行掘進(jìn)處理。

3 爆破的參數(shù)

3.1 孔網(wǎng)的布置

在對爆破的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的過程中，尤其要特別重視對孔網(wǎng)的布置。要注意再掏遭眼的中心設(shè)置1個二次的掏槽孔，而且需要在內(nèi)部裝入少量的炸藥，這樣才能夠更好地擴大槽腔本身的體積，從根本上解決炮眼利用率低的問題。在對輔助眼和周邊眼進(jìn)行布置的過程中，尤其需要擴大掏槽的布置。在布置的過程中要以遵循每一炮以最小的抵抗線和近似相等的原則來進(jìn)行布置。同時在布置的過程中還要兼顧巖石的數(shù)量和巷道的輪廓。同時注意在周邊采用定向爆破的技術(shù)進(jìn)行加工，整體的間距大約在500～600 mm左右。

3.2 爆破網(wǎng)絡(luò)

此次設(shè)計的過程中，全面起始爆破的時間不會大于130 ms，一般都是采用5段雷管的方式進(jìn)行正式地起爆，并用炮泥將炮眼完完全全地填滿，注意把整體封堵的長度控制在500 mm左右，之后需要根據(jù)以上的原則按照如下的原則進(jìn)行炮眼的布置，整體過程如圖1所示。

在對爆破的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化之后，炸藥和雷管的消耗量分別降低了16%和8%，炮眼的利用率分別提高了29%和205%。

4 巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化炮孔的直徑

在對巖巷道的炮孔直徑進(jìn)行優(yōu)化的過程中，先要讓煤礦開采的人員對巖體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體地分析，并更好地調(diào)查清楚巖體實際地情況，這樣才能夠選擇合理地炮孔直徑。因為炮孔直徑的擴大有利于藥卷直徑地改善，從而能夠提高爆炸的安全性和穩(wěn)定性，從而更好地保證爆破的速度。但是如果炮孔直徑過大的話難免會因此出現(xiàn)炮孔分布不均勻的情況，這樣就會使得鉆孔的速度降低，最終影響開采的速度。只有在爆破的過程中合理地減小炮孔的直徑，才能夠在最終提高爆破的力度[2]。在鉆眼的過程中，炮孔內(nèi)部可能會因為碎渣的遺留而影響炮孔內(nèi)部的裝藥量，最終使得巖巷掘進(jìn)工作不能夠順利地得以進(jìn)行。根據(jù)以往研究的經(jīng)驗，只要把鉆頭的直徑減小1.0 mm，那么平均的轉(zhuǎn)速就會提高5%左右。

圖1 巷道炮眼的位置（mm）

4.2 優(yōu)化炮泥填塞的長度

在對巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，尤其要注意對炮泥填塞長度的計算，計算炮泥在炮孔中運作的時間顯得尤為重要。這樣相關(guān)的施工人員才能夠在運作的過程中提供更加準(zhǔn)確的鉆眼長度，也能夠更好地提高炮泥填塞的準(zhǔn)確性，并在最終使得爆破的質(zhì)量得以保證。在整體優(yōu)化的過程中，一定要合理地對炮泥的長度進(jìn)行優(yōu)化，才能夠更好地把握氣體爆破的契機，從而真正使得想要爆破的巖體在炸藥的作用下更加充分地被破碎，使得最終爆破的結(jié)果能夠變得理想。

在進(jìn)行煤礦巖巷掘進(jìn)的過程中，尤其要注意選擇用適當(dāng)?shù)墓秸页鱿嚓P(guān)的臨界點，然后在堵塞物沖出炮的一瞬間做好相關(guān)的措施，預(yù)防整個巖體發(fā)生劇烈的破碎反應(yīng)。精確的計算在優(yōu)化的過程中也顯得非常重要。在進(jìn)行計算的過程中，尤其要注意考慮到巖體中瑞利波和縱波地速度，同時也要特別注意最小抵抗線地作用。先確定巖石破碎成塊所需要地時間，然后再在確定堵塞物運行所需要地時間的基礎(chǔ)上找出炮泥填塞地長度。

5 影響快速掘進(jìn)技術(shù)的因素

5.1 土質(zhì)構(gòu)造

在整體掘進(jìn)地過程中，煤巖地堅硬程度、礦區(qū)地構(gòu)造、頂部和底部板塊的穩(wěn)定性等都會影響刀掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)揮。而這些因素大多都和地質(zhì)構(gòu)造有著非常大的關(guān)系。如果頂部的板塊比較穩(wěn)定而堅固，而且在采掘的過程中，頂部的間距業(yè)比較大的話，那么整體支護的過程中就會有很好的基礎(chǔ)，從而提高掘進(jìn)的效率。

5.2 施工工藝

在整體煤礦施工的過程中，落伍的設(shè)備也會影響掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致很多新型的支護工藝沒有得到充分的利用?，F(xiàn)階段很多國內(nèi)的大型煤礦公司仔施工的過程中雖然棚戶的強度和斷面都比較大，非常有利于通風(fēng)、裝配和運輸，但是整體斷面的施工實施起來難度本身又不低，因此在施工的過程中就顯得非常困難，總體而言就會影響到巖巷掘進(jìn)的速度。

6 加快掘進(jìn)技術(shù)的措施

1）提高機器配置和質(zhì)量。從整個裝運循環(huán)過程來看，裝巖運輸?shù)臅r間已經(jīng)超過了整體運輸時間的一半以上。因此廣大施工單位必須通過使用新型的挖斗裝巖機器來更好地提升掘進(jìn)技術(shù)。此外，也可以通過改變機器設(shè)備的配置數(shù)量和提高機器運作的效率來從根本上保證裝巖地區(qū)隨時都能夠有空車，這樣即使掘進(jìn)的工程到了后期，也是可以順利展開的。尤其需要在合理確定調(diào)車場位置的基礎(chǔ)上，確保整體運輸?shù)墓ぷ髂軌蜻B續(xù)多次的進(jìn)行，從而使得整體施工的質(zhì)量能夠更上一個檔次[3]。在真正工作的過程中，也需要真正研究出一條合適的路線，這樣才能夠保證整體的運輸工作能夠在規(guī)定的路線上順利地完成，并得以最大限度的縮小運輸循環(huán)的周期。

2）注意爆破工程中的安全。在施工的過程中，相關(guān)的單位尤其要注意整體爆破工程中的安全性。在整體爆破過程中尤其需要合理地配置爆炸藥物的量，而且需要在爆破的過程中采用安全防范的措施，只有這樣才能夠?qū)⒈剖鹿实陌l(fā)生率降到最低。在對雷管進(jìn)行采購和使用的過程中，相關(guān)的人員要盡可能地注意控制雷管的質(zhì)量和雷管使用地時間，并在設(shè)置雷管地過程中全方位地兼顧到炮眼地位置、鉆頭地直徑和傾斜角等參數(shù)，這樣才能夠從根本上提高爆破地質(zhì)量。在對雷管進(jìn)行安裝的過程中，相關(guān)人員一定要嚴(yán)格按照施工地圖紙進(jìn)行安裝，確保每個雷管地位置都精確到位。在起爆地過程中，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)地順序進(jìn)行起爆工作。

7 結(jié)語

研究掘進(jìn)技術(shù)和優(yōu)化爆破參數(shù)的根本目的都是為了讓整個掘進(jìn)工程能夠更加順利地進(jìn)行，并全面地運用完整的施工組織方式。此外，不管是在掘進(jìn)還是在爆破的過程中，我們一定要注意安全作業(yè)。