聚能爆破在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用

劉書博

摘要：運(yùn)用BTC聚能管的聚能作用原理，控制爆轟波的傳播方向，達(dá)到定向預(yù)裂爆破目的，從而保證巷道成型規(guī)整，提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：BTC聚能導(dǎo)爆管;光面爆破;爆裂方向

光面爆破是煤礦巖巷掘進(jìn)中的主要工序，一般采用減少周邊眼間距及裝藥量來實(shí)現(xiàn)，使巷道成型達(dá)到了一定效果，但巷道局部超挖仍較嚴(yán)重，圍巖受到較大的破壞。且打眼時間長，循環(huán)進(jìn)度少。我礦為提高巖巷掘進(jìn)進(jìn)度，保證巷道成型，創(chuàng)新爆破施工工藝，在280礦井水處理硐室掘進(jìn)中，采用聚能爆破新技術(shù)，即解決了巷道超欠挖問題，保證了巷道成型質(zhì)量;又提高了巖巷掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)度，提高了巖巷單進(jìn)水平。

1 巷道基本情況

280礦井水處理硐室設(shè)計規(guī)格4200*3200mm，支護(hù)方式為錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)，巷道設(shè)計層位在2#煤層頂板，巖層為砂巖，巖石硬度系數(shù)f=46。

2 聚能爆破原理

利用BTC聚能管控制爆裂方向技術(shù)，在巷道輪廓線內(nèi)施工炮孔，采用雙向聚能管裝藥，并使聚能方向相切于巷道輪廓線，使無序爆破在聚能瞬時抑制和導(dǎo)向作用下，在兩個設(shè)定方向上（開口處）產(chǎn)生高能流，并產(chǎn)生集中張拉應(yīng)力，集中定向釋放。當(dāng)爆轟壓力超過巖體的抗拉強(qiáng)度時，就會使其沿輪廓線方向產(chǎn)生裂隙并定向擴(kuò)展，使周邊眼眼孔之間形成貫穿裂縫，達(dá)到定向斷裂爆破的目的，從而大大降低爆破炸藥單耗，同時對巷道周邊的巖體所受損傷也大大減低。BTC聚能管爆破裂隙示意圖如下圖所示。

3 聚能爆破技術(shù)參數(shù)

3.1 聚能爆破鉆孔

采用鉆頭直徑45mm，聚能眼（周邊眼）孔深1400mm，掏槽眼、底眼孔深1600mm，輔助眼孔深1400mm。

3.2 聚能管

聚能管為雙向聚能管，型號為BTC900，外徑42mm，內(nèi)徑36.5mm。

3.3 爆破炸藥

采用煤礦許用三級乳化炸藥，炸藥規(guī)格為∮32x300mm/卷

3.4 炮眼間距及最小抵抗線

炮眼間距為450mm，抵抗線500～550mm（施工中視圍巖具體情況適當(dāng)調(diào)整）。

4 施工技術(shù)要求

（1）裝藥前必須將爆破鉆孔中的巖粉用壓風(fēng)吹凈。

（2）在聚能管中進(jìn)行裝藥，先將5段電雷管插入藥卷中（視巖性及炮眼深度適量裝藥，本工程周邊眼裝藥量為1個藥卷、半個藥卷交替裝藥，且保證聚能藥包相互接觸），再將藥卷放入聚能管前部頂端，用鐵絲插入固定防止滑動。

（3）將聚能管順周邊眼塞入孔中，剩余200mm時將聚能管聚能方向調(diào)至與輪廓線一致，然后繼續(xù)用專用工具（調(diào)向器）將聚能管捅到孔底，方向進(jìn)行微調(diào)，最后確認(rèn)管聚能方向與輪廓線一致。

（4）用炮泥封堵眼口，將炮泥送入孔中，然后用炮棍搗實(shí)，封堵長度不少于600mm，（裝藥結(jié)構(gòu)示意圖）即可按正常程序放炮。

5 聚能爆破參數(shù)的選定

光面爆破法掏槽眼深度為1.2m，輔助眼和周邊眼深度為1m，單循環(huán)進(jìn)尺為0.8m，每日3個循環(huán)，進(jìn)2.4m。

我礦引進(jìn)聚能爆破技術(shù)，使用聚能管爆破周邊眼，在井下現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得到兩組參數(shù)：

（1）周邊眼和輔助眼眼深為2.2m，掏槽眼、底眼眼深2.4m，循環(huán)進(jìn)度2m，每2個小班1個循環(huán)，進(jìn)2m，日進(jìn)3m，但是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)由于巖性、眼深，以及打眼角度問題，聚能管不能深入孔底，造成殘眼長，周邊眼2.2m，殘眼留下0.6m，進(jìn)尺只有1.6m，光爆成型很好，就是進(jìn)尺少。

（2）周邊眼和輔助眼眼深為1.4m，掏槽眼、底眼眼深1.6m，循環(huán)進(jìn)度1.2m，每日3個循環(huán)，進(jìn)3.6m，這樣每班都是一個循環(huán)，職工操作方便，進(jìn)尺也達(dá)到了預(yù)計要求。

通過兩次實(shí)驗(yàn)對比最終選用第二種方案。

6 聚能爆破的優(yōu)點(diǎn)及效益

優(yōu)點(diǎn)：巷道采用周邊定向斷裂爆破施工技術(shù)，減少了對巷道圍巖的破壞，減少了炮震裂隙。提高了周邊眼的眼痕率，保證了巷道的成型完整，提高了循環(huán)進(jìn)尺，提高了巖巷單進(jìn)水平。

經(jīng)濟(jì)效益：在辛安礦280礦井水處理硐室掘進(jìn)巷道施工中，采用聚能爆破新工藝，收到了較好經(jīng)濟(jì)效益。循環(huán)進(jìn)尺由0.8m提高到1.2m，每m少出矸石4m3，節(jié)省噴射砼3m3，通過綜合經(jīng)濟(jì)分析計算，每m節(jié)省262元，整個工程減少投資3.8萬元。

7 結(jié)論

（1）使用BTC聚能管進(jìn)行光面爆破，屬光爆施工新工藝，控制爆裂方向效果顯著。

（2）由于聚能管較長，應(yīng)在其尾部充填炮泥，以保證不因炮桿填裝孔時改變聚能藥包的放置方向，降低爆破效果。

（3）正確使用BTC聚能管，操作時嚴(yán)格控制聚能管的開口方向，沿巷道輪廓線布置。

（4）提高爆破質(zhì)量及選擇合理支護(hù)形式是保證巷道穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。