淺談提高井巷掘進(jìn)的爆破效率

師宗縣煤炭工業(yè)局 云南師宗 655700

摘要：本文根據(jù)筆者多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了提高井巷掘進(jìn)爆破效率的相關(guān)對(duì)策，以促進(jìn)煤礦井巷鉆爆法掘進(jìn)速度的提高。

關(guān)鍵詞：煤礦；井巷掘進(jìn)；爆破效率；相關(guān)對(duì)策

一、問(wèn)題的提出

由于師宗縣煤系地層的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層賦存條件差，現(xiàn)有煤礦的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力基本在30萬(wàn)t/a以下，設(shè)計(jì)井巷斷面基本在8m2以下，因此，施工工藝落后效率低，井巷掘進(jìn)又難以采用綜合機(jī)械化（綜掘機(jī)適用斷面一般在8m2以上），因而井巷掘進(jìn)采用鉆爆法提高掘進(jìn)速度成為研究重點(diǎn)。

采用鉆爆法的井巷掘進(jìn)，就其施工工藝來(lái)看，主要有鉆（眼）、爆（破）、裝（巖）、運(yùn)（輸）、支（護(hù)）五大工序循環(huán)進(jìn)行。什么是影響井巷掘進(jìn)速度的主要因素呢？筆者認(rèn)為：如果工作面的巖石爆不下來(lái)，掘進(jìn)工作面就不能向前推進(jìn)；如果爆破效率不高，井巷的掘進(jìn)速度就難以提高。因此，研究、總結(jié)和發(fā)展爆破技術(shù)，提高爆破效率，對(duì)加快井巷施工速度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本等具有重要意義。

二、如何提高掘進(jìn)的爆破效率

1.所謂爆破效率，主要是指炮眼利用率和井巷成形的規(guī)整度。井巷掘進(jìn)爆破效率低的主要表現(xiàn)是：炮眼利用率低，爆破后留有殘眼達(dá)20%以上，遇砂巖、玄武巖時(shí)甚至超過(guò)40%；巷道超挖、欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重，成形不規(guī)整。

2.如何提高爆破效率？根據(jù)不同巖性、掘進(jìn)斷面和循環(huán)進(jìn)度，通過(guò)合理地選擇掏槽方式，確定合適的裝藥量和裝填結(jié)構(gòu)，安排合適的起爆順序，注意炮眼封堵質(zhì)量和精心施工等是提高爆破效率的主要技術(shù)措施。

3.工程實(shí)例

實(shí)例一：大慶溝煤礦北翼運(yùn)輸巷（掘進(jìn)斷面5.86m2，布置21個(gè)炮眼）施工中，雖然炮眼利用率可達(dá)90%以上，但爆破后超挖現(xiàn)象較嚴(yán)重，掘進(jìn)斷面增加1m2以上，成形不理想，圍巖破壞嚴(yán)重給支護(hù)帶來(lái)困難造成支護(hù)材料的浪費(fèi)后期維修費(fèi)用倍增。經(jīng)原因分析，認(rèn)為炮眼利用率達(dá)到預(yù)期的效果，說(shuō)明在本段圍巖中采用四眼楔形加一空眼掏槽是可行的，超挖主要是周邊眼間距過(guò)大和裝藥過(guò)量造成的。找出原因后，及時(shí)修改了爆破圖表，炮眼增加至27個(gè)，將周邊眼間距從600mm縮至400mm，裝藥量從400g/眼減至200g/眼，在總裝藥量節(jié)約的前提下，取得了較高的爆破效率，并控制了超挖，巷道成形規(guī)整。

實(shí)例二：泰安煤礦改擴(kuò)建項(xiàng)目主井穿越玄武巖施工中，由于圍巖堅(jiān)硬強(qiáng)度高，增加單眼裝藥量，實(shí)際炮眼利用率僅50～60%，欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重。經(jīng)原因分析，認(rèn)為：（1）由復(fù)合巖層進(jìn)入玄武巖中采用四眼楔形掏槽已不適應(yīng)；（2）全斷面（12.64m2）布置47個(gè)炮眼偏少；（3）周邊眼鉆眼質(zhì)量差（未打在設(shè)計(jì)輪廓線上）；（4）未利用聚能效應(yīng)爆破；（5）炮泥充填長(zhǎng)度不足，封堵不密實(shí)。為此，重新編制了爆破圖表?？紤]工人鉆眼技術(shù)水平，更換了施工隊(duì)，改四眼楔形掏槽為六眼楔形掏槽，且在中部加兩個(gè)垂直空眼；按5個(gè)/m2炮眼，全斷面共布置63個(gè)炮眼；同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)，周邊眼嚴(yán)格打在設(shè)計(jì)輪廓線上，眼距控制在350mm；嚴(yán)格把好藥卷裝填方向，利用聚能效應(yīng)實(shí)現(xiàn)聚能爆破；每個(gè)眼的炮泥分次堵塞，堵塞長(zhǎng)度大于300mm并充填密實(shí)。采取上述一系列措施后，爆破效率大大提高，炮眼利用率可達(dá)85%以上，消除了欠挖現(xiàn)象，而且井筒成形良好。

4.通過(guò)上述二例分析，筆者認(rèn)為有如下二點(diǎn)需要在掘進(jìn)爆破工作中引為注意的：一是技術(shù)人員必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際編制合格的爆破圖表，如巷道穿過(guò)多種巖層，則應(yīng)選用兩種（或兩種以上）穿過(guò)量大的主要巖層，分別編制爆破圖表，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)若干循環(huán)的爆破實(shí)踐，然后根據(jù)實(shí)測(cè)取得的爆破參數(shù)對(duì)圖表進(jìn)行修改完善，使之真正成為指導(dǎo)和檢查鉆眼爆破工作的技術(shù)文件。二是參加掘進(jìn)鉆眼爆破的工人，必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》和爆破圖表的規(guī)定作業(yè)，消除自由打眼、自由裝藥、自由放炮的現(xiàn)象，保證安全和快速施工。

三、提高掘進(jìn)爆破效率的參數(shù)選擇

由于師宗縣煤礦都是在小煤窯基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)，布置不規(guī)范工藝落后。長(zhǎng)期以來(lái)，各礦采用風(fēng)鎬或瞬發(fā)電雷管引爆的普通爆破法進(jìn)行井巷掘進(jìn)，爆破效率低下。近年來(lái)，師宗煤礦引進(jìn)了毫秒延期電雷管，為井巷實(shí)現(xiàn)光面爆破或“簡(jiǎn)易光爆”創(chuàng)造了條件。

鑒于師宗縣當(dāng)前在掘進(jìn)施工隊(duì)伍員工和現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員素質(zhì)不高，鉆眼技術(shù)水平低的現(xiàn)有條件下，如何實(shí)現(xiàn)光面爆破或“簡(jiǎn)易光爆”，使斷面基本達(dá)到設(shè)計(jì)輪廓要求，超、欠挖少，穩(wěn)定圍巖，以利支護(hù)，尤其是以利于錨網(wǎng)噴支護(hù)的推廣應(yīng)用，是值得從事掘進(jìn)爆破的技術(shù)人員研究和實(shí)踐的。筆者根據(jù)多年的工作實(shí)踐，結(jié)合上述實(shí)例，提出提高掘進(jìn)爆破效率的參數(shù)選擇建議，供參考：

1.炮眼數(shù)目的確定

鉆眼工序占循環(huán)時(shí)間的比例高，掘進(jìn)工人往往為節(jié)省鉆眼時(shí)間，實(shí)際工作中減少炮眼布置數(shù)目（僅為3～3.8個(gè)/m2），造成炮眼利用率低，巷道成形不好。有資料表明，全斷面按5個(gè)/m2布置炮眼，炮眼利用率可達(dá)90%上下，且炮眼數(shù)目增加，炮眼利用率就提高。因此，綜合考慮既節(jié)省時(shí)間又能提高炮眼利用率，全斷面炮眼按4～5個(gè)/ m2布置較為合理。

2.周邊眼距和最小抵抗線的確定及周邊眼位的布置

要合理地布置炮眼，首先要確定周邊眼距（一般地應(yīng)控制在350～400mm范圍內(nèi)）和最小抵抗線（一般地應(yīng)在400～550mm范圍內(nèi)選取）。周邊眼應(yīng)布置在設(shè)計(jì)輪廓線上，眼底向外偏50～100mm為宜，保證爆破后的眼痕率。

3.掏槽方法的選擇

掏槽工作是關(guān)系井巷全斷面爆破能否取得預(yù)想效果的重要一環(huán)。我省井巷掘進(jìn)目前多采用淺進(jìn)度多循環(huán)，巷道斷面基本上為中、小斷面，巖性以f<6最多，f<3次之，f<10再次之，f>10最少?？紤]施工方便、適用等因素，當(dāng)f<3時(shí)，采用三角錐形掏槽；當(dāng)f<6時(shí)，采用四眼楔形中部加一個(gè)垂直空眼掏槽；當(dāng)f<10時(shí)，采用六眼楔形中部加二個(gè)垂直空眼掏槽；當(dāng)f>10時(shí)，可采用復(fù)式楔形掏槽，即內(nèi)楔由2～4個(gè)眼構(gòu)成，眼深較小，裝藥量也較少，它最先起爆掏出小槽，外楔眼隨后起爆擴(kuò)大，并加深掏槽。要求掏槽眼比其它眼深200mm，眼底距控制在200mm左右，垂直空眼比掏槽眼深50mm，掏槽眼與工作面交角以70°為宜，布置在巷道斷面的中下部。

4.炮眼深度的確定

根據(jù)井巷巖層條件、鉆眼設(shè)備能力和掘進(jìn)的作業(yè)方式，同時(shí)考慮掏槽眼、輔助眼、周邊眼和底眼采用連續(xù)裝藥后有足夠的長(zhǎng)度（>300mm）充填炮泥，炮眼深度應(yīng)在1.5～2m為宜。

5.裝藥量的確定

掏槽眼必須有足夠的裝藥長(zhǎng)度，以保證能較好地破碎炮眼口附近的巖體，否則會(huì)出現(xiàn)“掛門(mén)簾”現(xiàn)象。但裝藥切忌超過(guò)許可的裝藥率和集中度，裝藥多了不但不能提高爆破效果，反而降低爆破效果，這一點(diǎn)必須引起注意。因此，掏槽眼、輔助眼和底眼的裝藥系數(shù)分別以0.6～0.8、0.4～0.6和0.5～0.7為宜；周邊眼的裝藥量與巖性和藥卷直徑等因素有關(guān)，一般以200～300g/m為宜。

6.要注意利用“聚能效應(yīng)”，瓦斯工作面采用反向爆破時(shí)，要求雷管和藥卷聚能穴方向一律朝向眼口；高瓦斯工作面采用正向爆破時(shí)，要求雷管和藥卷聚能穴方向一律朝向眼底。

7.起爆順序，合理的起爆順序是：掏槽眼 —輔助眼—周邊眼—底眼，在編制爆破說(shuō)明書(shū)時(shí)按毫秒延期電雷管延期時(shí)間段號(hào)確定起爆先后順序。

8.在裝藥合理的情況下，堵塞炮泥對(duì)提高炮眼利用率作用甚大。試驗(yàn)表明，每個(gè)眼的炮泥應(yīng)分次堵塞，充填長(zhǎng)度必須大于300mm，而且充填的越密實(shí)越好，這樣可以使炸藥起爆時(shí)在封堵密實(shí)的炮眼內(nèi)形成一個(gè)高壓密封室，使炸藥的能量充分對(duì)巖石破壞。因此，強(qiáng)調(diào)要舍得裝填炮泥。

綜上所述，只要工程技術(shù)人員加強(qiáng)爆破理論和爆破安全技術(shù)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)真編制、及時(shí)修改和完善爆破圖表；掘進(jìn)工人認(rèn)真執(zhí)行炮眼布置、藥量限制、裝藥結(jié)構(gòu)、炮泥充填、起爆順序等規(guī)定，就一定能使爆破效率提高，使爆破的井巷成形規(guī)整，避免超、欠挖量，減輕爆震對(duì)圍巖損傷，以利于巷道維護(hù)、節(jié)工省料，從而提高井巷掘進(jìn)速度，較大幅度地降低成本，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

付開(kāi)友，男，漢族，1966年10月生，采礦工程師，現(xiàn)在師宗縣煤炭局從事專業(yè)技術(shù)工作，