巖巷爆破掘進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

王新

摘? ? 要：爆破技術(shù)是巖巷掘進(jìn)中經(jīng)常用到的一種技術(shù)手段。對于巖巷掘進(jìn)爆破作業(yè)而言，影響其爆破效率與爆破質(zhì)量的因素多種多樣。本文淺析巖巷爆破掘進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：爆破;巷道掘進(jìn);孔深

1? 引言

巖巷掘進(jìn)是煤礦開采中的一項(xiàng)重要工作，其掘進(jìn)效率的高低將直接影響煤礦開采效率，而當(dāng)前國內(nèi)巖巷掘進(jìn)速度普遍偏低，很多礦井還在應(yīng)用淺眼爆破技術(shù)，炮眼利用率低，爆破效果差，實(shí)際循環(huán)進(jìn)尺小，而若采用楔形掏槽方式實(shí)施爆破，實(shí)際裝藥量易偏大，會(huì)造成爆堆風(fēng)散，且可能崩壞支架與相關(guān)設(shè)備。同時(shí)若周邊眼參數(shù)布設(shè)不科學(xué)、不合理，易出現(xiàn)嚴(yán)重超、欠挖或嚴(yán)重破壞圍巖的現(xiàn)象，后期支護(hù)較困難，會(huì)增大支護(hù)費(fèi)用。

2? 工程概況

某煤礦9#煤、10#煤大部分已被臨近的小煤窯開采多年，而該礦9#煤、10#煤、11#煤平均層間距僅2.5m、4.6m，導(dǎo)致11#煤頂板的不同程度地遭到損毀，局部破碎嚴(yán)重。某煤礦11#煤層六盤區(qū)南翼軌道巷設(shè)計(jì)服務(wù)年限8年以上，承擔(dān)著該盤區(qū)材料運(yùn)輸?shù)闹厝?。該條巷道的早日完工對于六盤區(qū)的生產(chǎn)具有重要的作用。受小煤窯采空區(qū)影響，該巷在掘進(jìn)過程中遭遇頂板破碎、冒落，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)速度。11#煤六盤區(qū)軌道巷原采用2.0m、2.5m孔深爆破掘進(jìn)，單循環(huán)進(jìn)尺分別為1.7m、2.3m，日進(jìn)尺分別為3.4m、4.6m?？紤]到巷內(nèi)采用出渣效率高的耙矸機(jī)加遛子出渣方式，為提高掘進(jìn)速度，在原成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，礦方提出了3.0m孔深爆破方案。

3? 快速爆破掘進(jìn)方案設(shè)計(jì)

3.1? 炮眼布置

3.1.1? 炮眼布置方式的確定

（1）掏槽眼的布置。當(dāng)前，在我們?nèi)粘Ｗ鳂I(yè)中常見的掏槽方式大致可分為三種：斜眼掏槽、直眼掏槽以及混合掏槽。斜眼掏槽適應(yīng)性強(qiáng)，它在很多巖石巷道中都適用，其所掏炮眼與工作面間的夾角通常在55°～70°之間，且?guī)r石越堅(jiān)硬實(shí)際夾角也應(yīng)越小。眼間距應(yīng)控制在300mm～500mm之間，堅(jiān)硬巖石應(yīng)選用小值。炮眼深度應(yīng)比其它炮眼更深一些，眼底間距應(yīng)控制在100mm～200mm之間，且不應(yīng)打透。直眼掏槽也有一些自身特點(diǎn)，此種掏眼應(yīng)布設(shè)空眼來充當(dāng)自由面，且應(yīng)讓掏槽眼彼此平行，其在中深孔爆破及深孔爆破中應(yīng)用較多，且所爆破的巖石塊度應(yīng)相對較均勻。在實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)應(yīng)依據(jù)相關(guān)次序依次起爆與空眼相近的炮孔，并逐步向四周擴(kuò)展。掏槽眼最好應(yīng)布置于軟巖層中，且應(yīng)讓各炮眼必須平行，炮眼與炮眼間的間距也應(yīng)盡量相等。此外混合掏槽在本質(zhì)上也屬于一種直眼掏槽，只是應(yīng)應(yīng)用斜眼來擴(kuò)大槽孔，且斜眼與工作面間的夾角最好應(yīng)控制在75°～85°之間，這樣與直眼掏槽相比，可大幅減輕鉆眼作業(yè)量。（2）輔助眼、周邊眼。輔助眼包括視斷面大小有三圈眼、二圈眼，主要是用來繼續(xù)擴(kuò)大掏槽，輔助眼間距為600mm，布置在掏槽眼與周邊眼之間，方向基本垂直于工作面，保證爆落下來的巖塊均勻，為裝巖創(chuàng)造有利的條件。周邊眼直接決定巷道輪廓成形的好壞，一般周邊眼眼口距離巷道周邊50mm～100mm，巖石愈堅(jiān)固，靠周邊應(yīng)愈近，周邊眼間距不宜過大，一般為350mm～500mm，以利于保證巷道斷面輪廓，盡量減少刷幫或噴漿量。輔助眼和周邊眼的眼底應(yīng)盡量落在同一深度的平面上，這樣爆出來的工作面平整，有利于下一次打眼。

3.1.2? 炮眼深度的確定

經(jīng)長期實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)有很多因素都會(huì)影響炮眼深度，這些因素主要為：巖石性質(zhì)情況、巷道斷面大小、鑿巖機(jī)械性能、作業(yè)人員素質(zhì)的高低以及采用的作用方式等，在實(shí)際確定炮眼深度時(shí)，我們應(yīng)綜合考慮這些因素，以確定出最合適的炮眼深度。（1）參照鑿巖機(jī)械來確定炮眼深度。所布設(shè)的炮眼深度首先應(yīng)適應(yīng)于鑿巖機(jī)械，如對于氣腿式鑿巖機(jī)而言，隨鉆眼深度的逐步加深，鉆眼速度會(huì)迅速下降，尤其是在炮眼深度大于3m時(shí)表現(xiàn)最為明顯，因此在使用普通氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼時(shí)，所布設(shè)的炮眼深度最好應(yīng)小于3m。（2）依據(jù)循環(huán)作業(yè)方式來確定炮眼深度。要想把炮眼深度設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適應(yīng)于循環(huán)作業(yè)方式，確保正規(guī)循環(huán)作業(yè)能順利進(jìn)行，并應(yīng)有利于實(shí)施安全管理，可布設(shè)為各班都單獨(dú)完善一個(gè)循環(huán)，這樣各班的作業(yè)任務(wù)會(huì)更具體，對組織工作與安全管理工作十分有利。

3.2? 炮眼裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)的選擇

對掏槽眼、輔助眼以及周邊眼實(shí)際應(yīng)裝多少藥量，可依據(jù)巖石硬度系數(shù)情況來定。通常掏槽眼各炮眼實(shí)際應(yīng)裝藥量最多，其次為底眼炮眼的裝藥量，而周邊眼各炮眼的實(shí)際裝藥量最少。因巖石性質(zhì)各式各樣，相對較復(fù)雜，當(dāng)前仍沒有一確切的計(jì)算方法來確定具體裝藥量，一般都是一大約值。

3.3? 起爆順序

在成組藥包爆破時(shí)，先起爆的藥包為后續(xù)起爆藥包創(chuàng)造自由面。為了使掏槽徹底，先給其它藥包提供一個(gè)自由面，三對掏槽眼用一段雷管起爆，二對輔助掏槽眼、中心眼用二段，其它炮眼的段數(shù)由內(nèi)往外依次排下去。中心眼適當(dāng)裝入一定量炸藥，起到了后續(xù)拋渣的作用，提高槽腔的成型質(zhì)量及底部破巖能力，擴(kuò)大槽腔體積，有效破碎底部巖石，使得槽腔的破碎更加充分，加深掏槽有效深度，加強(qiáng)拋渣作用。

3.4? 電爆網(wǎng)路形式

我們常用的電爆網(wǎng)絡(luò)主要有三種：串聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)、并聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)以及混聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)。其中串聯(lián)電爆網(wǎng)路相對較簡單，易操作、易檢查，且網(wǎng)路所要求的總電流不是很高。當(dāng)途徑各個(gè)電雷管的電流比串聯(lián)準(zhǔn)爆條件對應(yīng)的具體準(zhǔn)爆電流大時(shí)，會(huì)迅速引爆串聯(lián)網(wǎng)路中的電雷管。在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，我們可通過提高電源電壓與科學(xué)、合理的降低電雷管電阻，來使起爆雷管數(shù)增多。并聯(lián)電爆網(wǎng)路具有所需電源電壓低，總電流大的優(yōu)點(diǎn)，就并聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)而言，科學(xué)、合理的增大電源電壓與合理降低電阻值也是增強(qiáng)起爆能力的重要措施。而對于混聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)而言，其可以說是串聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)與并聯(lián)電爆網(wǎng)絡(luò)的有效組合體，具體可分為串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和并串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具有綜合性的特點(diǎn)。

3.5? 光面爆破技術(shù)措施

（1）保證打眼質(zhì)量，鉆眼操作規(guī)范，炮眼要打的圓直，必須提高打眼工的技術(shù)水平。（2）炮孔的眼位和角度。為保證掏槽效果，掏槽眼的眼距及眼深應(yīng)按照設(shè)計(jì)打眼;輔助眼和二圈眼深度足夠，以保證炮眼利用率及提高循環(huán)進(jìn)尺;二圈眼的眼距要適當(dāng)加密。（3）裝藥與起爆順序。在炸藥裝入炮眼前，應(yīng)將炮眼內(nèi)的殘碴、積水排除干凈并仔細(xì)檢查炮眼的位置、深度、角度是否滿足設(shè)計(jì)要求，裝藥時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的炸藥量進(jìn)行裝藥;起爆順序按爆破說明書布置，不得隨意改變。（4）保證填塞效果。所有炮裝藥結(jié)束后必須進(jìn)行堵塞，炮孔堵塞的目的是保證炸藥充分反應(yīng)，使之產(chǎn)生最大熱量，防止炸藥不完全爆炸，防止高溫高壓的氣體過早地從炮眼中溢出，使爆炸產(chǎn)生的能量更多地轉(zhuǎn)換成破碎巖體的機(jī)械功，提高炸藥利用率。

4? 結(jié)束語

炮眼深度有一個(gè)最佳值，在確定炮眼深度時(shí)，應(yīng)本著在能有效提高巷道掘進(jìn)效率的基礎(chǔ)上充分結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況科學(xué)、合理確定炮眼深度。在實(shí)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;對于光面爆破而言，其實(shí)際爆破效果易受周邊眼布置參數(shù)的影響，應(yīng)科學(xué)布設(shè)周邊眼參數(shù)，在盡量少打眼的情況下，實(shí)現(xiàn)光爆要求;經(jīng)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光爆效果的好壞在很大程度上也會(huì)受到周邊眼實(shí)際起爆時(shí)差的影響，對此，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量讓周邊眼實(shí)現(xiàn)同時(shí)起爆，這樣能取得更好的爆破效果。

參考文獻(xiàn)：

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