小議堅硬巖石巷道中深孔爆破技術的應用

摘要:本文對堅硬巖石巷道掘進中深孔爆破技術在我礦的研究和應用進行了詳解。

關鍵詞:堅硬巖石巷道 深孔爆破 技術 應用

0 引言

在煤礦井下巷道掘進過程中，一般把堅固性系數f>8的石灰巖、中砂巖、粗砂巖以及一些如花崗巖、片麻巖等火成巖類巖石稱為堅硬巖石，而較多遇到的是含石英，閃長石等的中、粗砂巖。在這些巖石巷道中掘進爆破的顯著特點是鉆眼速度慢、鉆具磨損快，有資料顯示，在 f=10的石灰巖層中，采用ZY24型手持式風鉆的平均鉆眼速度約為0.1m/min;同時，炸藥消耗量大，巖石爆破困難，經常出現放炮“沖炮”現象，爆破效率普遍較低，有時只能達到50%左右，更有的炮眼利用率僅有30%～50%。工程進展緩慢，爆落巖石大塊率高、裝巖生產效率低，使得整個掘進循環時間延長，以至嚴重影響掘進施工進度。

1 堅硬巖石巷道掘進特點

在煤礦井下巷道掘進過程中，一般把堅固性系數f>8的石灰巖、中砂巖、粗砂巖以及一些如花崗巖、片麻巖等火成巖類巖石稱為堅硬巖石，而較多遇到的是含石英，閃長石等堅硬成分的中砂巖、粗砂巖。如石英砂巖。

在堅硬巖石巷道中掘進爆破的顯著特點是:

①鉆眼速度慢、鉆具磨損快，有資料顯示，在f=10的石灰巖層中，采用 ZY24型手持式風鉆的平均鉆眼速度約為0.1m/min;②巖石爆破困難，經常出現放炮“沖炮”現象，爆破效率普遍較低，有時只能達到50%左右，更有的炮眼利用率僅有30～50%;③炸藥消耗量大，炸藥單耗有時達到3.0kg/m3以上，但爆破效果仍不太理想;④ 爆落巖石大塊率高、裝巖生產效率低。

通常堅硬巖石巷道掘進循環時間較長，嚴重影響掘進施工進度。為克服硬巖石的高阻抗，提高炮眼利用率，改善破碎效率，增大循環進尺，通常是增加炮眼數目，加大炮眼裝藥量等。但炮眼數目增加勢必又增大了打眼的工作量和作業時間，使得本已困難的打眼變得更難。過大裝藥量有時也只能造成炮眼前段巖石破碎和大量拋擲，不能從根本上解決炮眼利用率低的問題。

2 巷道掘進中深孔爆破的特點

巖巷掘進中深孔掘進爆破技術可減少輔助作業時間，提高單循環進尺，能大量節省爆破器材和釬具消耗，從而加快巷道掘進速度和獲得較大的經濟效應。因而被認為是加快掘進速度最為有效的技術手段之一，也是目前巖巷掘進爆破的發展方向，特別是大型鉆眼臺車配備重型鑿巖機具的使用，中深孔乃至深孔爆破更是顯現出其不可替代的優越性。

2.1 炮眼直徑和裝藥直徑 炮眼直徑大小直接影響到鉆眼速度、全斷面炮眼數目、炸藥單耗、巖石破碎塊度好巷道掘進爆破效率等。

炮眼直徑較大時，對應可采用較大直徑的藥卷，炸藥的爆速好爆轟穩定性較高，爆炸能量相對集中，利于巖石的爆破破碎，特別對于堅硬巖石，較大的裝藥直徑能增強巖石的爆破破碎作用，提高爆破效率，同時增大炮眼直徑，還可以減少工作面炮眼數目。但較大的炮眼直徑增加了打眼的難度，與小直徑炮眼相比，其鉆眼速度明顯降低。

2.2 炮眼直徑和裝藥直徑的選擇 可根據巷道巖石的實際情況選用炮眼直徑和裝藥直徑。例如，掏槽眼可采用較大直徑的炮眼和藥卷(φ40mm釬頭，φ35mm藥卷)，以增強掏槽眼爆破的能力，加大槽腔內巖石的破碎和拋擲，提高掏槽效率。而對于其他炮眼，則可采用較小直徑的炮眼和裝藥(φ32mm釬頭，φ27~29mm藥卷)，以提高鉆眼速度。

2.3 炮眼深度 炮眼深度是指眼底到工作面的垂直距離，而沿炮眼方向的實際深度叫炮眼長度，例如斜眼掏槽中的掏槽眼。炮眼深度是巷道掘進爆破中最基本的技術參數，影響炮眼深度的因素主要有:煤巖性質、鉆眼機械、循環作業方式、炸藥威力等、要求的任務等，在選擇炮眼深度時應綜合考慮。其中，重點是鉆眼機械和循環作業方

3 巖巷快速掘進應用

實施巖巷快速掘進戰略的號召，根據我礦各巖巷掘進隊的實際工程情況，緊緊圍繞快速掘進做工作，一直致力于中深孔爆破技術的試驗，在礦領導統一指揮下，在技術科掘開組的大力配合下，我們在礦業隊伍中進行了中深孔爆破技術的試驗，取得了明顯成效，目前正在我礦全面推廣。通過這段時間的實驗，我們總結以下幾點:

3.1 加強技術指導 在中深孔爆破技術的實施開始階段，我們組織技術人員現場跟班，掌握第一手資料，根據現場跟班調查出的問題，我們主要有以下幾項措施:

3.1.1 加強對施工作業人員的技術培訓，專門舉辦迎頭工的技術培訓班， 培訓打眼知識，加強崗位責任制的學習，提高操作人員的責任意識。

3.1.2 強化現場施工監督管理，每小班打眼前跟班技術員點眼位，打眼時做到“三定”，即定人、定位、定職責，炮后驗炮檢查眼深、眼數、眼的角度，并由安檢員將當班打眼情況匯報調度，使打眼做到了動態管理。

3.1.3 在技術上主要做了以下改進:①根據地質情況及時調整爆破參數。②掏槽眼由水平楔形改為水平楔形加輔掏，從而擴大了自由面， 增加了掏槽效果，此次試驗采用復式掏槽，使掏槽眼底與旁邊輔助眼底的距離由原來的1050mm減小到650mm，這使得兩眼間距不再過大，掏槽的效果更加明顯;輔助眼眼位與眼位的間距變大，在一定的程度上減少了眼數。③使用了大直徑鉆頭配大直徑炸藥，即使用了￠42鉆頭配￠35直徑炸藥，增加了爆破強度.所有眼位(除周邊眼外，)均采用￠42鉆頭打眼，讓眼位的自由面空間增大，爆破的效果得到提高。④裝藥結構由正向改為反向。⑤炮眼深度:掏槽眼2.8米，其它眼深2.4米，爆破的有效長度得到提高;⑥增加風錘和錨桿機數量，縮短打眼時間。

3.2 實驗結果 通過這段時間的實驗，我礦在提高單進上取得了明顯的成效，礦自由隊伍單進都在75米以上，礦業公司三支隊伍都在80米以上，其中一隊在7月份單進達到176米，創總公司記錄。這與前期中深空爆破技術的試驗離不開，在一隊進行，二隊配合，在兩隊巖性和斷面都基本相同的情況下，采用相同的爆破圖表，一隊改為反向裝藥結構，經一周的試驗，爆破進尺增加200mm左右，然后一隊采用反向裝藥結構，改用大直徑鉆頭配大直徑炸藥，二隊改為反向裝藥結構還用小直徑鉆頭配小直徑炸藥，結果一隊循環單進達到2.2米以上，而二隊循環單進只達到2米。二隊采用大直徑鉆頭配大直徑炸藥施工后，循環單進達到2.2米以上。為了解決由于炸藥量本身的提高和裝藥量的增加，在爆破效果提高的同時使爆破的輪廓松動圈增大，周邊成型不及原來，超挖量比原來增加，使得出矸量增加;另外，周邊松動圈的增大也使頂板方面存在一定的安全隱患。

此次試驗主要在以下幾個方面進行了調整:

3.2.1 采用新的爆破圖表:此次試驗采用復式掏槽，使掏槽眼位與旁邊輔助眼位的距離由原來的1050mm減小到650mm，這使得兩眼間距不再過大，掏槽的效果更加明顯;眼位與眼位的間距變大，在一定的程度上減少了眼位數。

3.2.2 打眼方面的改變:打眼的工器具發生了改變，不再使用原2.3m的釬子打眼，掏槽眼采用3m釬子，其余輔助眼等均用2.6m釬子。這使掏槽的有效長度可以達到2.8m左右，而其他的輔助眼的有效長度也能達到2.4m左右，爆破的有效長度得到提高;所有眼位均采用￠42鉆頭打眼，讓眼位的自由面空間增大，爆破的效果得到提高，這兩個方面的改變也就讓進尺得到了很大的提高。

3.2.3 炸藥、炸藥量及裝藥方式的改變:炸藥量提高;正向裝藥方式，考慮殘炮，處理難度大，斷面最下面兩排眼依然采用加裝彩帶，很大程度上也使進尺得到提高。

4 小結

堅硬巖石巷道掘進中深孔爆破技術在我礦的研究和應用效果較好。