礦山巷道掘進(jìn)爆破的智能布孔設(shè)計(jì)

孔令強(qiáng)，李華茂

（1.河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000；2.南水北調(diào)中線干線焦作管理處，河南 焦作 454000）

掘進(jìn)爆破技術(shù)是我國(guó)礦山開采中經(jīng)常使用的技術(shù)，它具有勞動(dòng)強(qiáng)度較小、掘進(jìn)速度超快且效率較高的優(yōu)勢(shì)，這也正是它被廣泛應(yīng)用在礦山巷道開采中的原因，但是由于受到諸多因素的影響該技術(shù)仍然沒(méi)有鉆爆技術(shù)使用廣泛。因此，本文就礦山巷道掘進(jìn)爆破的智能布孔設(shè)計(jì)做出探究，希望對(duì)相關(guān)施工技術(shù)人員能夠有所幫助。

1 礦山巷道掘進(jìn)技術(shù)的基本概念

礦山巷道掘進(jìn)是指在礦層中開采各類形狀、斷面、縱橫交錯(cuò)的工作，掘進(jìn)工作流程分為主要工序和輔助工序兩種。其中主要工序是指直接在工作面上完成，進(jìn)一步保證整個(gè)掘進(jìn)工作面進(jìn)度的一種工序，它能夠順利進(jìn)行主要由巷道所穿過(guò)的巖石性質(zhì)來(lái)決定。在當(dāng)掘進(jìn)工作進(jìn)行到硬巖時(shí)它的主要工序則包括鉆眼、安放炸藥、放炮、通風(fēng)以及各方面的安全檢查工作，通過(guò)嚴(yán)格檢查進(jìn)一步確保裝巖、巷道支護(hù)準(zhǔn)備就緒。當(dāng)掘進(jìn)工作進(jìn)行到軟巖的時(shí)候主要工序應(yīng)包含開掘巖石、裝巖、支護(hù)等工序。除此之外，還應(yīng)對(duì)爆破方案和爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，這也是提高礦山掘進(jìn)爆破順利進(jìn)行的重要措施。同時(shí)還應(yīng)科學(xué)合理組織爆破工藝流程，進(jìn)一步提高礦山巷道的爆破效果和質(zhì)量，為了使礦山巷道內(nèi)的爆破達(dá)到較好的效果還應(yīng)選擇合理的炸藥，這也正是礦山巷道掘進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。

2 礦山巷道掘進(jìn)爆破智能布孔的設(shè)計(jì)系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)。礦山巷道掘進(jìn)爆破智能布孔的設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括四大類，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)是其中的一種，它主要包括爆破區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)、爆破的設(shè)計(jì)信息、礦山周邊的孔爆破參數(shù)以及相關(guān)輔助性孔爆破參數(shù)，也包括掏槽孔爆破參數(shù)、礦山隧道相關(guān)斷面的參數(shù)以及各類用戶信息等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也是構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)的重要內(nèi)容，通過(guò)這些有效的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)一步構(gòu)成相應(yīng)的圖標(biāo)數(shù)據(jù)，也為礦山巷道掘進(jìn)爆破設(shè)計(jì)施工提供有效的參數(shù)依據(jù)。其中數(shù)據(jù)庫(kù)智能系統(tǒng)給的開發(fā)過(guò)程也包含很多步驟，通常情況下包括爆破系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)運(yùn)行，而數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)客戶的實(shí)現(xiàn)需求來(lái)進(jìn)行，也是實(shí)現(xiàn)各大用戶界面和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的特定功能有效結(jié)合的關(guān)鍵。除此之外，為了更好的滿足施工需求還應(yīng)借助相關(guān)編程工具來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)的初步規(guī)劃，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和調(diào)試，從而最更好的滿足施工設(shè)計(jì)要求。

（2）知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是礦山巷道掘進(jìn)爆破智能布孔設(shè)計(jì)的另外一個(gè)系統(tǒng)，其工作原理可從以下幾個(gè)知識(shí)庫(kù)對(duì)需要的知識(shí)進(jìn)行提取，包括礦山巷道掘進(jìn)爆破智能方案設(shè)計(jì)，其他相關(guān)的國(guó)家行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)、理論成果以及較為典型的爆破實(shí)際案例知識(shí)庫(kù)，甚至還包括各類專家的多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)。而這些知識(shí)庫(kù)的形成和構(gòu)建都是由推理規(guī)則和知識(shí)規(guī)則有效結(jié)合而構(gòu)成的，他們所表達(dá)的含義可以是事實(shí)的判斷，也可以把他當(dāng)成問(wèn)題求解的過(guò)程中所需要的具體行動(dòng)。通過(guò)一定的識(shí)別功能、判斷功能以及相關(guān)決策功能來(lái)形成知識(shí)獲取機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，可見數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)智能系統(tǒng)在礦山巷道掘進(jìn)爆破智能布孔的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的作用和價(jià)值。

（3）推理機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。在礦山巷道掘進(jìn)爆破的智能布孔設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了利用上述相關(guān)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)獲取知識(shí)，還應(yīng)針對(duì)當(dāng)下巷道掘進(jìn)爆破中的問(wèn)題，做出相應(yīng)的理論推理和優(yōu)化策略，并對(duì)推理過(guò)程中所遇到的諸多問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行求解驗(yàn)證，還應(yīng)及時(shí)做好數(shù)據(jù)且將這些數(shù)據(jù)添加到推理機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)中，進(jìn)一步將花時(shí)間所推理出來(lái)的相關(guān)理論依據(jù)和結(jié)論，利用用戶界面實(shí)施向廣大用戶及時(shí)完整有效的傳達(dá)，這也是推理機(jī)構(gòu)的基本用途和存在價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代礦山巷道掘進(jìn)爆破的智能布孔設(shè)計(jì)也得到優(yōu)化，系統(tǒng)中的每一項(xiàng)工作幾乎都是需要利用推理機(jī)構(gòu)來(lái)高效順利完成的，只有這樣才能使智能布孔設(shè)計(jì)形成測(cè)試、反饋、修正、再測(cè)試的目的。

3 掘進(jìn)爆破布孔設(shè)計(jì)方案的確定

（1）礦山巷道掘進(jìn)爆破的機(jī)械設(shè)備機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)。為了更好的確定掘進(jìn)爆破布孔設(shè)計(jì)方案，我們還應(yīng)對(duì)礦山巷道掘進(jìn)爆破的機(jī)械設(shè)備機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行分析。首先，施工人員在礦山巷道掘進(jìn)爆破施工過(guò)程中，所設(shè)計(jì)的工藝流程也比較繁瑣，主要工序包括鉆眼、裝運(yùn)、爆破，而巷道的掘進(jìn)速度又與鉆眼方式和裝運(yùn)設(shè)備是否合理有關(guān)，鉆眼選擇恰當(dāng)且裝運(yùn)的機(jī)械設(shè)備選擇合理就會(huì)提高掘進(jìn)速度，反之選擇不當(dāng)?shù)你@眼方式和裝運(yùn)設(shè)備就會(huì)降低使用的進(jìn)程，為此，施工人員在礦山巷道掘進(jìn)爆破施工過(guò)程中必須對(duì)爆破的機(jī)械設(shè)備機(jī)器生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行分析。其次，施工人員在對(duì)礦山巷道進(jìn)行鉆眼時(shí)經(jīng)常使用的工具是氣腿鑿巖機(jī)，該鉆眼工具的型號(hào)主要有以下幾種，YT—28型、YTP26型、7655型，但是由于該鉆眼工具鉆孔的深度往往比較淺且鉆速較低，這樣很難提高整個(gè)礦山巷道掘進(jìn)爆破的進(jìn)程，同時(shí)由于該鉆眼工具的輸出功率較小，所以很難提高巷道掘進(jìn)的工作效率。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，礦山巷道的掘進(jìn)技術(shù)也在發(fā)生翻天覆地的變化，很多工具在性能上都要比氣腿鑿巖機(jī)具有很大的優(yōu)勢(shì)，主要可以表現(xiàn)在以下幾方面，它不僅成本低廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且功能效率較高，同時(shí)他們的巷道掘進(jìn)速度也是相當(dāng)快的，且礦山巷道的掘進(jìn)質(zhì)量從整體上來(lái)看也是十分優(yōu)質(zhì)的，所以這種新興起的設(shè)備很有可能取代氣腿鑿巖機(jī)。

（2）中深孔掘進(jìn)爆破技術(shù)。為了解決傳統(tǒng)舊式淺孔爆破對(duì)礦山巷道造成不利影響，我們可以采取中深孔掘進(jìn)爆破技術(shù)來(lái)降低影響。首先，它主要是對(duì)礦山巷道掘進(jìn)爆破的深度在5米左右的爆破方式，這在一定程度上可以減少對(duì)巷道的影響。而為了進(jìn)一步提高礦山巷道掘進(jìn)爆破的成形效果，我們還可以適當(dāng)增加巷道周邊的孔眼數(shù)量，以此來(lái)提高爆破效果。而適當(dāng)增加爆破深度和孔眼數(shù)不僅可以縮短巷道鉆眼的時(shí)間，同時(shí)也可以大幅度提高設(shè)備的使用效率和工作效率。與此同時(shí)，對(duì)于礦山巷道掘進(jìn)爆破布孔設(shè)計(jì)方案還應(yīng)根據(jù)不同布孔的計(jì)劃來(lái)進(jìn)行，我們可以將巷道爆破工作的孔眼分為周邊眼、輔助眼和掏槽眼。其中，掏槽眼的方式非常適用于我國(guó)目前現(xiàn)有礦山爆破條件，它相比直眼掏槽方式所呈現(xiàn)的效果更為顯著。其次，施工人員炮眼的數(shù)量還應(yīng)結(jié)合實(shí)際礦山巷道掘進(jìn)爆破的情況，以免對(duì)巷道造成不必要的影響，而對(duì)于不同礦山巷道的斷面尺寸或者形狀，也要進(jìn)行合理安插炮眼數(shù)目，從而全面提高礦山巷道掘進(jìn)爆破的效率和質(zhì)量。同時(shí)施工人員還應(yīng)滿足礦山巷道基本輪廓的設(shè)計(jì)，并在現(xiàn)有的施工需要基礎(chǔ)之上設(shè)置炮眼。這樣才能提高炮眼的利用率使其利用率高于80%，在確定好炮眼的數(shù)目之后還應(yīng)確定炮眼中炸藥的數(shù)量，而炸藥的使用量應(yīng)結(jié)合實(shí)際礦山巷道的斷面尺寸和位置，通常情況，倘若巷道內(nèi)部的斷面較小，則需要注重炮眼深度以及炮眼的尺寸大小，從而提高炸藥爆破性能使其發(fā)揮作用，有效避免浪費(fèi)過(guò)多的炸藥。除此之外，施工人員還應(yīng)注意礦山巷道內(nèi)部的巖石性質(zhì)、鉆眼機(jī)械以及巷道的尺寸，倘若這些環(huán)節(jié)不注意都會(huì)對(duì)炮眼的深度造成影響，為此，必須對(duì)這些環(huán)節(jié)強(qiáng)化管理，從而提高整個(gè)礦山巷道掘進(jìn)爆破的效率和質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在礦山巷道掘進(jìn)爆破過(guò)程中，智能布孔技術(shù)起到了決定性的作用，同時(shí)也是提高掘進(jìn)爆破工作效率的重要途徑。只有將理論和實(shí)踐數(shù)據(jù)有效結(jié)合起來(lái)，才能形成一套科學(xué)且高效的巷道掘進(jìn)爆破智能系統(tǒng)，這也正是取得良好爆破效果的重要方式，也可以解決施工和巷道爆破很難同步進(jìn)行的問(wèn)題，從而使礦山巷道掘進(jìn)爆破智能布孔設(shè)計(jì)發(fā)揮作用和價(jià)值。