淺談提高井巷掘進的爆破效率

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)場實踐經(jīng)驗，提出了提高井巷掘進爆破效率的相關(guān)對策，以促進煤礦井巷鉆爆法掘進速度的提高。

關(guān)鍵詞：煤礦；井巷掘進；爆破效率；相關(guān)對策

一、問題的提出

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)計生產(chǎn)能力基本在30萬t/a以下，設(shè)計井巷斷面基本在8m2以下，因此，施工工藝落后效率低，井巷掘進又難以采用綜合機械化（綜掘機適用斷面一般在8m2以上），因而井巷掘進采用鉆爆法提高掘進速度成為研究重點。

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

二、如何提高掘進的爆破效率

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20%以上，遇砂巖、玄武巖時甚至超過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、掘進斷面和循環(huán)進度，通過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.工程實例

實例一：大慶溝煤礦北翼運輸巷（掘進斷面5.86m2，布置21個炮眼）施工中，雖然炮眼利用率可達90%以上，但爆破后超挖現(xiàn)象較嚴(yán)重，掘進斷面增加1m2以上，成形不理想，圍巖破壞嚴(yán)重給支護帶來困難造成支護材料的浪費后期維修費用倍增。經(jīng)原因分析，認(rèn)為炮眼利用率達到預(yù)期的效果，說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大和裝藥過量造成的。找出原因后，及時修改了爆破圖表，炮眼增加至27個，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。

實例二：泰安煤礦改擴建項目主井穿越玄武巖施工中，由于圍巖堅硬強度高，增加單眼裝藥量，實際炮眼利用率僅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個炮眼偏少；（3）周邊眼鉆眼質(zhì)量差（未打在設(shè)計輪廓線上）；（4）未利用聚能效應(yīng)爆破；（5）炮泥充填長度不足，封堵不密實。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，改四眼楔形掏槽為六眼楔形掏槽，且在中部加兩個垂直空眼；按5個/m2炮眼，全斷面共布置63個炮眼；同時加強現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，周邊眼嚴(yán)格打在設(shè)計輪廓線上，眼距控制在350mm；嚴(yán)格把好藥卷裝填方向，利用聚能效應(yīng)實現(xiàn)聚能爆破；每個眼的炮泥分次堵塞，堵塞長度大于300mm并充填密實。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85%以上，消除了欠挖現(xiàn)象，而且井筒成形良好。

4.通過上述二例分析，筆者認(rèn)為有如下二點需要在掘進爆破工作中引為注意的：一是技術(shù)人員必須根據(jù)現(xiàn)場實際編制合格的爆破圖表，如巷道穿過多種巖層，則應(yīng)選用兩種（或兩種以上）穿過量大的主要巖層，分別編制爆破圖表，并加強現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)，經(jīng)過若干循環(huán)的爆破實踐，然后根據(jù)實測取得的爆破參數(shù)對圖表進行修改完善，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，布置不規(guī)范工藝落后。長期以來，各礦采用風(fēng)鎬或瞬發(fā)電雷管引爆的普通爆破法進行井巷掘進，爆破效率低下。近年來，師宗煤礦引進了毫秒延期電雷管，為井巷實現(xiàn)光面爆破或“簡易光爆”創(chuàng)造了條件。

鑒于師宗縣當(dāng)前在掘進施工隊伍員工和現(xiàn)場施工管理人員素質(zhì)不高，鉆眼技術(shù)水平低的現(xiàn)有條件下，如何實現(xiàn)光面爆破或“簡易光爆”，使斷面基本達到設(shè)計輪廓要求，超、欠挖少，穩(wěn)定圍巖，以利支護，尤其是以利于錨網(wǎng)噴支護的推廣應(yīng)用，是值得從事掘進爆破的技術(shù)人員研究和實踐的。筆者根據(jù)多年的工作實踐，結(jié)合上述實例，提出提高掘進爆破效率的參數(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)時間的比例高，掘進工人往往為節(jié)省鉆眼時間，實際工作中減少炮眼布置數(shù)目（僅為3～3.8個/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/m2布置炮眼，炮眼利用率可達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)省時間又能提高炮眼利用率，全斷面炮眼按4～5個/ 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)。我省井巷掘進目前多采用淺進度多循環(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，采用三角錐形掏槽；當(dāng)f<6時，采用四眼楔形中部加一個垂直空眼掏槽；當(dāng)f<10時，采用六眼楔形中部加二個垂直空眼掏槽；當(dāng)f>10時，可采用復(fù)式楔形掏槽，即內(nèi)楔由2～4個眼構(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)備能力和掘進的作業(yè)方式，同時考慮掏槽眼、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度，以保證能較好地破碎炮眼口附近的巖體，否則會出現(xiàn)“掛門簾”現(xiàn)象。但裝藥切忌超過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，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，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，在編制爆破說明書時按毫秒延期電雷管延期時間段號確定起爆先后順序。

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

綜上所述，只要工程技術(shù)人員加強爆破理論和爆破安全技術(shù)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實際，認(rèn)真編制、及時修改和完善爆破圖表；掘進工人認(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，減輕爆震對圍巖損傷，以利于巷道維護、節(jié)工省料，從而提高井巷掘進速度，較大幅度地降低成本，取得顯著的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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作者簡介：

付開友，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，