光面爆破在雙馬煤礦掘進(jìn)巷道中的實(shí)踐應(yīng)用

楊關(guān)

摘 要：近年來煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中，盡管綜合機(jī)械化掘進(jìn)工藝得到大力推廣，但許多特殊巷道及區(qū)域仍離不開爆破工藝，光面爆破技術(shù)的使用不可或缺。光面爆破技術(shù)實(shí)行人為控制爆破，提高了煤礦巷道施工效率和煤礦經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹了光面爆破技術(shù)的原理、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)，以神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)雙馬煤礦為例，分析了光面爆破技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成果，對(duì)于煤礦行業(yè)的發(fā)展具有積極的意義。

關(guān)鍵詞：光面爆破；煤礦掘進(jìn)；巷道；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.048

1 光面爆破技術(shù)概述

1.1 光面爆破的原理

光面爆破技術(shù)的原理是沿著巷道開挖輪廓線進(jìn)行間距小的平行炮眼布置，采用特殊的裝藥結(jié)構(gòu)，同時(shí)在光面炮眼中采取不耦合裝藥，最后對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)起爆。起爆時(shí)，沿炮眼中心線會(huì)破裂成為規(guī)整的平面。巷道掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，在周邊設(shè)置周邊孔，可以降低藥包的直徑，同時(shí)利用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)爆炸的能量進(jìn)行控制，減小爆炸能量對(duì)巷道內(nèi)巖石的應(yīng)力波強(qiáng)度，減小炮孔周圍出現(xiàn)壓碎區(qū)的概率，爆破的作用最好集中于巷道的一側(cè)巖體上，降低對(duì)原巖體的破壞。

1.2 光面爆破的特點(diǎn)

光面爆破技術(shù)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：爆破后與設(shè)計(jì)輪廓相符合，成型規(guī)整，光面爆破的效果會(huì)在相對(duì)松軟的巖層中顯示出來；光面爆破技術(shù)的實(shí)施，可以在巷道施工過程中，減少巷道的超挖量，保證施工的質(zhì)量與施工效率，同時(shí)還可以減少巷道內(nèi)部混凝土襯砌澆筑量及噴漿量；光面爆破技術(shù)對(duì)于巷道圍巖的破壞力小，對(duì)于完整巖體的效果更為顯著，可以保證圍巖本身的強(qiáng)度，提升其承載能力，為后續(xù)的施工提供保障，降低了施工的成本，保證施工進(jìn)度，并且有利于巷道內(nèi)部施工的安全性。

1.3 影響爆破質(zhì)量的因素分析

影響爆破質(zhì)量的因素主要包括掏槽效果、光爆層厚度以及裝藥量。巷道爆破掘進(jìn)作業(yè)中，掏槽眼的布置對(duì)于爆破自由面和爆破條件至關(guān)重要。掏槽眼確定的首要工作就是根據(jù)其工作面巖性特點(diǎn)，對(duì)于相應(yīng)的巖石，要進(jìn)行破碎并拋出，自由面基礎(chǔ)上崩出另外的自由面，為爆破創(chuàng)造條件。光爆層的厚度會(huì)對(duì)光面爆破技術(shù)產(chǎn)生直接的影響，其厚度一般是周邊眼的最低抵抗線，影響石渣塊度，光爆層過厚過薄都不利于爆破的進(jìn)行。實(shí)際的施工過程中，光爆面的厚度要結(jié)合巷道內(nèi)部的巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行調(diào)整。在光面爆破技術(shù)中，應(yīng)將周邊眼的裝藥量控制在大于壓實(shí)抗拉強(qiáng)度可承受的范圍內(nèi)，同時(shí)又需要避免對(duì)圍巖造成的破壞，以實(shí)現(xiàn)最好的爆破效果。

2 煤礦光面爆破應(yīng)用實(shí)例

2.1 礦井概述

雙馬煤礦位于寧夏靈武市東南約60km處，行政區(qū)劃屬靈武市、吳忠市鹽池縣管轄。井田東西寬4.0～4.9km，南北長(zhǎng)13.7km，面積約67.99km2，礦井地質(zhì)儲(chǔ)量15.28億噸，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量5.65億噸。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400萬噸/年，服務(wù)年限為96.4年。井田內(nèi)主要可采煤層7層，分別為4-1、4-2、4-3、6、10、12、17煤，首采煤層為4-1煤，平均厚度3.8m。

礦井采用斜井開拓，共布置3條井筒，即主斜井、緩坡副斜井、回風(fēng)斜井。采用盤區(qū)式布置，分4個(gè)煤層組開采，在各煤層組分別設(shè)置運(yùn)輸大巷、輔助運(yùn)輸大巷、回風(fēng)大巷。主斜井、緩坡副斜井位于工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，回風(fēng)斜井位于工業(yè)廣場(chǎng)西側(cè)。

2.2 光面爆破在雙馬煤礦應(yīng)用

4-3煤運(yùn)輸大巷沿4-3煤層布置，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度3143.8m，方位角247°，沿煤層頂板按中腰線掘進(jìn)。4-3煤運(yùn)輸大巷（西翼）斷面為半圓拱形，巷道掘進(jìn)寬5.64m，掘進(jìn)高4.22m，凈寬5.4m，凈高3.9m，掘進(jìn)斷面積20.7㎡，凈斷面積=17.9㎡。

4-3煤：黑色，弱瀝青、瀝青光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，層狀塊狀，半暗型煤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層最大厚度1.80m左右，最小厚度1.46m左右，平均厚度為1.65m左右。4-3煤層頂板多為粉砂巖、泥巖，平均厚度6.21m。底板巖性以粉砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度為10.3m左右，4-3煤不含夾矸。

掘進(jìn)采用鉆眼爆破，全斷面一次起爆。永久支護(hù)為錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)，工作面臨時(shí)支護(hù)必須采用管式金屬前探梁支護(hù)，支護(hù)緊跟工作面。按地測(cè)科給定的施工中線，安裝激光指向儀，指示巷道掘進(jìn)方向，沿4-3煤層底板按腰線掘進(jìn)。裝載運(yùn)輸采用5.0輪式裝載機(jī)裝渣至單橋自卸式排矸膠輪車，然后由膠輪車直接運(yùn)送至地面排矸場(chǎng)的方法。采用無軌膠輪車進(jìn)行輔助運(yùn)輸。交接班安全檢查后，進(jìn)行打眼、裝藥、爆破等工作，當(dāng)工作面炮煙吹散后，由班組長(zhǎng)和爆破員進(jìn)入工作面，由外向里依次檢查頂板、支護(hù)、瓦斯、煤塵和拒爆等情況，確認(rèn)安全后，前移金屬前探梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，連網(wǎng)、打錨桿、出渣，以此為一個(gè)循環(huán)。

打眼采用1臺(tái)CMJ2-17煤礦用液壓掘進(jìn)鉆車，備用2臺(tái)YT28氣腿式鑿巖機(jī)；打頂錨桿采用MQT-120/2.5氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)，至少配備2套完好的1.2m、2.5m風(fēng)釬桿；打幫錨桿眼采用1臺(tái)CMJ2-17煤礦用液壓掘進(jìn)鉆車及2臺(tái)風(fēng)錨頭，分別配備2套完好的1.2m、2.5m風(fēng)釬桿；打錨索眼采用1臺(tái)CMM2-15 型全液壓錨桿錨索鉆車，配備10根1.0m和2根1.2m釬桿。

掏槽方式為楔形掏槽法，周邊眼與設(shè)計(jì)輪廓線距離為100mm。

使用礦用二級(jí)乳化炸藥，藥卷規(guī)格為φ32mm×150mm，重150g，Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ段毫秒延期電雷管引爆，截面2.5mm2銅芯電纜連接，F(xiàn)D200D（A）型多功能發(fā)爆器及專用鑰匙起爆。

全部炮眼統(tǒng)一采用正向連續(xù)柱狀裝藥，裝藥時(shí)要小心將藥卷用炮棍送到眼底，不得裝錯(cuò)雷管段號(hào)，不得弄斷雷管腳線，有水時(shí)要使用防水套，以免受潮拒爆。

爆破網(wǎng)絡(luò)采用串聯(lián)全斷面一次起爆。

實(shí)行光面爆破技術(shù)以后，實(shí)現(xiàn)了良好的掘進(jìn)效果，提高了掘進(jìn)速度由原來的4m/天提高到了6m/天，確保了施工安全以及效率，圍巖的穩(wěn)定性好，基本無剝落，實(shí)現(xiàn)了巷道的安全施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

光面爆破技術(shù)對(duì)圍巖的破壞強(qiáng)度小，同時(shí)又有效提高了半煤巖巷道的穩(wěn)定性與安全性，減少施工安全事故的發(fā)生，降低了巷道的維修強(qiáng)度，進(jìn)而節(jié)省了巷道的維修費(fèi)用，節(jié)約成本，有利于提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，通過光面爆破技術(shù)所形成的巷道成型規(guī)整，降低了巷道內(nèi)部的通風(fēng)阻力，減少了巷道噴漿工作量，從而提高了掘進(jìn)效率，該技術(shù)與錨噴的結(jié)合同樣降低了煤礦企業(yè)的成本，因此具有較廣闊的使用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚華強(qiáng).光面爆破在煤礦掘進(jìn)巷道中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（24）：72+77.