光面爆破與錨噴支護(hù)在礦山安全施工中的應(yīng)用

張曉梅 任宏安

摘 要：文章以某礦車場(chǎng)施工中采用光面爆破和錨噴支護(hù)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)為實(shí)例，證明光面爆破和錨噴支護(hù)相結(jié)合在現(xiàn)代巷道施工中可取得良好效果和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：光面爆破；錨噴支護(hù)；巷道施工

1 概況

近幾年，隨著國家對(duì)煤礦實(shí)行關(guān)停并轉(zhuǎn)的相關(guān)政策，煤礦原煤產(chǎn)量不斷增加，原有的礦井系統(tǒng)不能滿足安全生產(chǎn)需要，為了解決這一問題，需要不斷進(jìn)行技術(shù)改造。如何保證施工中巷道成形的同時(shí)提高工效和工程質(zhì)量就成為一個(gè)亟待解決的問題，所以近幾年來光面爆破配合錨噴支護(hù)成為一個(gè)解決問題的新思路。

2 試驗(yàn)巷道地質(zhì)概況

文章以某礦施工實(shí)例舉例說明。某礦在巷道施工發(fā)現(xiàn)，其巷道穿過的以砂巖與砂質(zhì)泥巖為主的巖層，普氏系數(shù)為7，掘進(jìn)中巷道可能經(jīng)過破碎帶。

3 實(shí)驗(yàn)過程

為了更好地提高巖巷掘進(jìn)工效，促使掘進(jìn)巷道一次成型，該礦從1996年開始于不同的地點(diǎn)進(jìn)行了不連續(xù)的光面爆破與錨噴支護(hù)的結(jié)合實(shí)驗(yàn)，主要采用中深孔定向爆破技術(shù)和中深孔光面爆破的技術(shù)手段。根據(jù)采區(qū)車場(chǎng)的圍巖狀況，先后分別采用楔形三角復(fù)式掏槽，菱形復(fù)式楔形掏槽，雙排復(fù)式楔形掏槽，直眼三角柱式掏槽等方式的單體工業(yè)實(shí)驗(yàn)，最后使用優(yōu)選法，利用正交關(guān)系最優(yōu)化從不同的試驗(yàn)方案中選出最佳爆破參數(shù)組合。在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采區(qū)車場(chǎng)施工使用巖石乳膠炸藥，雙排復(fù)式楔形掏槽方式，進(jìn)行光面爆破。最初周邊眼間距放大700mm，未能達(dá)到預(yù)期效果，當(dāng)放到400mm時(shí)，效果得到了明顯提升，經(jīng)過5個(gè)多月的重復(fù)試驗(yàn)，得出工程經(jīng)驗(yàn)，在適當(dāng)?shù)牟课簧喜贾每昭?，爆破達(dá)到了更好的效果。由此，光面爆破的工程實(shí)驗(yàn)獲得了長足進(jìn)步，不但提高了錨噴支護(hù)的作業(yè)以及巷道的一次成型質(zhì)量，而且降低了材料消耗，提升了掘進(jìn)速率。

3.1 施工參數(shù)及過程

3.1.1 相關(guān)參數(shù)

根據(jù)該巷道的設(shè)計(jì)尺寸（巷道凈寬3.6m-7.623m，凈高3.2m-3.747m）、巖性編制了爆破作業(yè)參數(shù)（見表1）

3.1.2 打眼要求

打眼采用7655型風(fēng)鉆、40mm鉆頭和長度為2.0m六棱鋼中空鉆桿打眼。打眼采用四定方針，五臺(tái)風(fēng)鉆交互作業(yè)，使用中定人、定炮眼、定數(shù)量、定位置、定質(zhì)量。

3.1.3 裝藥細(xì)則

（1）本次使用乳化炸藥，毫秒延遲的電雷管，MFB-200型電容式發(fā)爆器起爆。

（2）裝藥之前必須使藥卷頂實(shí)直到眼底，同時(shí)必須將眼內(nèi)泥水使用掃眼器吹凈。

3.1.4 噴漿支護(hù)要求

根據(jù)支護(hù)原理，在巖層沒有整體達(dá)到塑性破壞之前，頂板巖層仍可能保持巖梁結(jié)構(gòu)，此時(shí)巖層變形很小，部分巖層尚未超過其極限強(qiáng)度，其自身承載能力很高。而且此時(shí)的巖層主要受水平擠壓應(yīng)力的作用，所以錨桿此時(shí)對(duì)巖層承載能力的影響較小[1]。隨著圍巖變形的增大，頂板巖層的塑性破壞區(qū)域很快超過錨固范圍，頂板巖層梁的結(jié)構(gòu)被破壞，而錨巖支護(hù)體形成平衡拱的關(guān)鍵是通過錨桿的作用保持錨固巖層的整體性。巖層松動(dòng)是造成錨固平衡拱破壞的直接原因，它使錨桿喪失抗剪作用和約束作用，從而使錨桿失去成拱作用[2]。所以錨桿支護(hù)要嚴(yán)格按照巖層性質(zhì)以及設(shè)計(jì)要求打設(shè)，在此基礎(chǔ)之上，此后進(jìn)行的噴漿作業(yè)中，根據(jù)之前的噴漿施工經(jīng)驗(yàn)，施工中要嚴(yán)格控制水量，達(dá)到以噴射表層不出現(xiàn)移滑，不產(chǎn)生干斑為最宜。需專設(shè)噴漿組，采用HPJ-6型噴漿機(jī)作業(yè)，混凝土設(shè)計(jì)厚度為120mm。

3.2 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

根據(jù)5個(gè)月對(duì)超欠挖尺寸、半眼率、巖石表面的炮震裂縫參數(shù)的監(jiān)控統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，爆破半眼率逐步提高，巷道成形效果呈增益趨勢(shì)，高效控制了毛斷面，大大減少了超欠挖尺寸以及炮震裂隙的程度。

3.3 取得效果

歷經(jīng)5個(gè)月的光面爆破結(jié)合錨噴支護(hù)試驗(yàn)，該礦取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)尺掘進(jìn)從原先每月70m提升至160m上下，掘進(jìn)的工作效率從原來的0.016m/工提高到0.04m/工，共計(jì)節(jié)約費(fèi)用達(dá)20萬余元。

參考文獻(xiàn)

[1]李農(nóng)，李偉清，侯端明.讓均壓錨網(wǎng)支護(hù)系統(tǒng)在高應(yīng)力區(qū)的研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2011（2）：103-104.

[2]李學(xué)華.綜放沿空掘巷圍巖大小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2000.

作者簡介：張曉梅，西安科技大學(xué)高新學(xué)院教師，長期從事安全管理工作。