中硬巖中深孔爆破技術在告成煤礦的應用

孫少軍，王志敬

（鄭煤集團 告成煤礦，河南 登封452477）

1 工程概況

25001底抽巷位于L7灰?guī)r層位中，巖石硬度系數(shù)f＞12，巷道設計為半圓拱形斷面，凈寬4.2m，凈高3.4m，凈斷面12.3m2，－10°下山施工，采用錨網(wǎng)噴支護。采用YT－28型氣腿式鑿巖機打眼，炮眼直徑為42mm。雷管采用煤礦許用工業(yè)8號1～5段毫秒延期電雷管，角線長2m和3m，采用電容式放炮器起爆；炸藥為三級煤礦許用乳化炸藥，Φ35mm／200g。

2 爆破參數(shù)優(yōu)化設計

2.1 優(yōu)化掏槽方案

2.1.1 打眼深度及炮眼直徑的確定

（1）鉆眼深度應根據(jù)月進尺任務和鑿巖機械、循環(huán)作業(yè)方式、裝巖設備的能力來確定。合理的炮眼深度應以高速、高效、低成本、便于組織正規(guī)循環(huán)作業(yè)為原則，為實現(xiàn)循環(huán)進尺1.8m以上，延長鉆眼機具的使用壽命，提高打鉆效率，在經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查采用YT－28型氣腿式鑿巖機，鉆眼速度在眼深2.3m左右時變化不大，超過2.3m以后鉆眼工效明顯降低，容易出現(xiàn)夾鉆。因此，確定炮眼深度為一掏槽眼孔深1.3m，二掏槽眼孔深2.2m，助掏槽眼孔深2.01m，其它炮眼孔深均按2.0m布置。

（2）增大炮眼直徑可以提高炸藥的爆速、爆轟壓力，能夠增大爆炸應力波峰值、應力波作用時間及沖擊量。因此，炮眼直徑比照標準炸藥直徑35mm大7mm來確定，炮眼直徑為42mm。

2.1.2 掏槽形式和掏槽參數(shù)的確定

目前巖石巷道掘進爆破常用的掏槽眼布置為楔形掏槽，鉆眼技術比較簡單，易于掌握，且掏槽徹底，掏槽眼位于工作面中下部，首先起爆，使工作面形成第二個自由面，為其余炮眼的爆破創(chuàng)造條件。為此設計采用楔形直眼掏槽，掏槽眼底的距離控制在0.4m，每對槽眼垂直距離控制在0.5m，其中一掏槽眼布置3對6個孔，角度控制在75°；二掏槽眼布置4對8個孔，角度控制在80°，共計14個掏槽孔。

2.1.3 周邊眼裝藥量的確定

光面爆破要求周邊眼裝藥爆炸后，周邊應留有炮眼痕跡。根據(jù)實驗室試驗和現(xiàn)場試驗，確定炸藥單耗在1m2可布置3～5個炮眼，炸藥單耗2.5kg／m3；為此確定周邊眼單孔裝藥量為0.8kg，根據(jù)施工斷面12.3m2，設計周邊眼28個，間距0.35～0.4m，炮眼布置在巷道輪廓線上，鉆眼向外偏斜，眼底落在輪廓線外30～40mm；最小抵抗線0.4～0.45m，選用五段雷管起爆（見圖1）。

圖1 楔形掏槽爆破

2.2 其它炮眼爆破參數(shù)的選取

根據(jù)巷道斷面及巖性，以巷道中線為基準，在巷道左右兩邊均勻布置崩落眼和二圈眼，崩落眼與二掏槽眼眼口間距按0.4～0.5m控制，底眼眼口高于底板100～200 mm，下扎角度以眼底落在巷道底板外100～200mm。

2.3 裝藥結構

炮泥質量的好壞和封孔長度直接影響到爆破效果和安全以及爆轟波的吸收，因此裝藥時，必須清除炮眼內(nèi)的余粉，根據(jù)爆破圖表規(guī)定的裝藥量，將藥卷、引藥按順序放進炮眼口，用炮棍輕輕推入眼底，眼內(nèi)各藥卷必須彼此密接。封孔時在藥卷外填上30～40mm的粘土炮泥后，再裝入一至數(shù)個水炮皮，剩余部分再用粘土炮泥充填，孔口用粘土炮泥封實，封泥長度不得小于0.5m。

2.4 使用恰當?shù)钠鸨樞?/h3>

在成組藥包爆破時，先起爆的藥包為后續(xù)起爆藥包創(chuàng)造自由面。齊發(fā)爆破和延期爆破對巖石的作用過程是不同的，秒差延期爆破實際上是單發(fā)爆破的簡單相加，毫秒微差擠壓爆破是利用孔間微差遲發(fā)不斷創(chuàng)造臨空面，使巖石內(nèi)的應力波與先期產(chǎn)生且殘留在巖體內(nèi)的應力相迭加，從而提高爆破的能量利用率。為了使掏槽徹底，先給其它藥包提供一個自由面，試驗時對掏槽眼用一段雷管起爆，把破碎后的巖石拋出，崩落眼用二段，其它炮眼的段數(shù)由內(nèi)往外依次排下去。

3 施工中采取的措施

1）每班由班長或驗收員記錄每一循環(huán)實際爆破進尺，詳細記錄當班遇到的情況，如掏槽眼利用率、周邊眼眼痕率情況等，作為分析、研究施工過程中存在問題的依據(jù)。

2）打眼工必須經(jīng)過專門培訓，采用定人、定鑿巖機、定位、定眼數(shù)、定時間的崗位責任制。減少鑿巖機左右移動時間，便于職工熟悉炮位、眼深，確保打眼質量，同時，根據(jù)爆破效果，及時修改有關技術參數(shù)，確保光爆質量符合規(guī)定。

3）每班打眼前先找好中腰線，描出巷道輪廓線、點好眼位，嚴格按“光爆”要求實施打眼，重點控制周邊眼眼距和裝藥量。

4）合理布置風水管路，風水管路安設分支器，滿足打鉆要求，及時對鑿巖機維修維護。

4 爆破效果分析

從爆破效率分析統(tǒng)計表（表1）可以看出，在現(xiàn)有設備情況下，采用中深孔爆破可以明顯地提高單循環(huán)進尺，巷道周邊成型規(guī)整，超欠挖現(xiàn)象明顯得到改善，減少因巖面不平引起的應力集中現(xiàn)象，使巷道能保持穩(wěn)定狀態(tài)。不但減少了打眼、排矸工作量，控制了爆破成本，提高了勞動效率，而且節(jié)約了掘進成本，經(jīng)濟效益明顯提高，達到預期目的。掘進循環(huán)進尺由0.8m提高至1.8m，比傳統(tǒng)爆破提高125%；連續(xù)3個月月單進88m；而且通過對改變周邊眼的裝藥量，達到較高的周邊眼眼痕率（81%以上）。

表1 爆破效率分析統(tǒng)計