淺談煤礦巷道快速掘進(jìn)中爆破方案的優(yōu)化

摘 要：鉆爆技術(shù)在煤礦巷道快速掘進(jìn)中的應(yīng)用較為廣泛。重點(diǎn)闡述了煤礦巷道掘進(jìn)快速掘進(jìn)系統(tǒng)，對(duì)煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炮眼的布置方案，爆破參數(shù)的選擇，以及爆破方案設(shè)計(jì)效果進(jìn)行了重點(diǎn)探討，同時(shí)介紹了某煤礦井下巷道掘進(jìn)爆破方案，從而為煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案的設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；快速掘進(jìn)；爆破技術(shù)

引言

目前，在我國煤礦井下巷道掘進(jìn)技術(shù)以掘進(jìn)機(jī)技術(shù)和鉆爆技術(shù)為主。相對(duì)于鉆爆技術(shù)，掘進(jìn)機(jī)技術(shù)具有效率高，掘進(jìn)速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度小，安全性能高，然而，因?yàn)槭芨鞣矫嬗绊懸蛩兀蜻M(jìn)機(jī)技術(shù)的應(yīng)用并不廣泛；而鉆爆法的投入低，操作靈活，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)消耗低，因此，在煤礦井下的巷道掘進(jìn)中主要的方法仍然是鉆爆技術(shù)。隨著煤炭采集技術(shù)機(jī)械化程度的不斷提高，大大加快了回采速度，因此，日新月異的爆破技術(shù)以及巷道支護(hù)技術(shù)使得巷道掘進(jìn)速度必須加快，從而能夠確保礦井采掘比例協(xié)調(diào)，促進(jìn)礦井的穩(wěn)定高產(chǎn)。

1 煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)

提高煤礦井下巷道掘進(jìn)速度可以采用對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)爆破方案進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，對(duì)是施工工藝進(jìn)行合理組織等措施，從而使得爆破效果提高，確保正規(guī)循環(huán)作業(yè)。為了保證煤礦巷道快速掘進(jìn)中爆破效果良好，需要對(duì)于工作面的炮眼進(jìn)行合理的布置，對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，同時(shí)選擇合適的炸藥，對(duì)爆破技術(shù)要進(jìn)行改進(jìn)。

1.1 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炮眼的布置方案

基于用途以及布置的不同，爆破工作面的炮眼分成輔助眼，掏槽眼和周邊眼三類。其中，掏槽眼實(shí)現(xiàn)了把爆破工作面上的某一部分的巖石碎破，從而使得爆破工作面能夠構(gòu)成第二個(gè)自由面，從而對(duì)于其他炮眼的爆破提供條件。掏槽眼布置方式包括了直眼掏槽方式和斜眼掏槽方式。當(dāng)前，在我國的煤礦巷道掘進(jìn)中，常用的是斜眼掏槽的布置方式。斜眼掏槽對(duì)于目前我國現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備以及煤礦常見的巖石條件而言，非常適用。由于斜眼掏槽能夠?qū)ψ杂擅孢M(jìn)行充分的利用，因此，其掏槽的面積比較大。由于直眼掏槽技術(shù)的掏槽眼和工作面相垂直，因此，彼此間的間距不夠大，同時(shí)對(duì)于平行條件要求嚴(yán)格，預(yù)留不裝藥空眼，和裝藥槽眼相比，空眼加深200mm-500mm，將其當(dāng)做裝藥槽眼進(jìn)行爆破時(shí)的自由面。直眼掏槽因?yàn)槠湎锏罃嗝娴拇笮〔粫?huì)影響槽眼深度，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)深孔爆破。

1.2 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中爆破參數(shù)的選擇

1.2.1 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炮眼直徑的選擇：現(xiàn)場爆破中，炮眼直徑需要比標(biāo)準(zhǔn)的藥卷的直徑多4mm-6mm，通常情況取38mm-41mm，這是因?yàn)橐坏┡谘壑睆娇障哆^小，那么裝藥比較困難，而當(dāng)炮眼的空隙較大時(shí)，其爆破效果會(huì)受到影響。

1.2.2 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炮眼深度的選擇。爆破過程中每一茬炮進(jìn)尺量以及循環(huán)工作量受到炮眼深度的直接影響。當(dāng)炮眼的深度比較大，使得鉆巖的工作量增加。煤礦巷道尺寸，巖石的性質(zhì)，鉆眼機(jī)械以及爆破技術(shù)都會(huì)影響到炮眼深度。如果使用氣腿式鑿巖機(jī)以及普通的巖石炸藥，那么通常炮眼的深度選擇1.8m-2.5m，如果需要將炮眼深度加深，那么可以采用威力大的炸藥或者對(duì)鉆眼機(jī)具進(jìn)行改進(jìn)。

1.2.3 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炸藥量的選擇。煤礦巷道掘進(jìn)中爆破炸藥量的消耗量和巖石的性質(zhì)，自由面的位置，炸藥的性能，炮眼的直徑，自由面的數(shù)目，巷道斷面的尺寸等有關(guān)。通常情況下，巷道斷面小，同時(shí)兼顧巖石尺寸大小，炮眼深，炮眼直徑小，炸藥爆破性能差的情況下，需要消耗更多的炸藥。

1.2.4 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案中炮眼數(shù)目的選擇。煤礦巷道快速掘進(jìn)中爆破效果以及每一茬炮鉆眼工作量以及鉆眼時(shí)間直接受到炮眼數(shù)目的影響。基于爆破工作面巖石的性質(zhì)，巷道斷面的尺寸與形狀，爆破的材料對(duì)炮眼進(jìn)行合理的布置，同時(shí)，一次爆破總的炮眼的數(shù)目就是最終排列的炮眼的數(shù)目。炮眼數(shù)目的合理性要求爆破率要高，也就是要求炮眼的利用率不能低于85%，爆破之后巷道的輪廓需要滿足設(shè)計(jì)以及施工的需要。

1.3 煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案設(shè)計(jì)的效果

煤礦巷道快速掘進(jìn)中爆破方案要求達(dá)到的以下的效果：首先，要求盡可能少的鉆眼工作量，盡可能多的利用炮眼，爆破以后，斷面要和設(shè)計(jì)要求相符合，不會(huì)出現(xiàn)超挖或者欠挖的現(xiàn)象，同時(shí)，巷道的坡度和設(shè)計(jì)相符合。其次，要求爆破盡可能小的影響小的圍巖，出于對(duì)巷道維護(hù)的目的，爆破不能使支架崩倒；第三，爆破過程中要盡可能低的降低火工品的消耗，同時(shí)崩下的巖石要方便裝運(yùn)。

2 某煤礦井下巷道掘進(jìn)施工爆破方案的設(shè)計(jì)實(shí)例

某煤礦巖巷地質(zhì)條件為煤層的平均煤的厚度為1.1m，頂板是1.2m厚的泥巖或者細(xì)粉砂，呈薄層狀，細(xì)硅泥結(jié)核豐富，底板是粘土層。巷道斷面呈梯形，斷面為4.2m²。基于此，炮眼布置方式如下：煤層中布置3個(gè)掏槽眼，為了對(duì)掏槽擴(kuò)大，同時(shí)將礦石崩落，在周邊眼和掏槽眼之間布置輔助眼，間距為500mm-800mm；對(duì)于巷道爆破斷面而言，周邊眼是關(guān)鍵，因此，設(shè)計(jì)間距400mm-600mm；底眼實(shí)現(xiàn)了對(duì)巷道底板標(biāo)高的控制，因此，眼底傾斜向下，一直打到在標(biāo)高下面的100mm-200mm的位置。按照掏槽眼，輔助眼，周邊眼，底眼的順序進(jìn)行起爆。爆破的雷管采用電雷管，每眼的裝藥量為0.45kg-0.75kg，每眼封泥的長度必須超過0.5m。每一排的炮眼消耗12.9kg炸藥和23發(fā)雷管。通過上述方案，一旦能夠滿足爆破效果，同時(shí)可以提高爆破速度。

3 結(jié)束語

鉆爆法的投入低，操作靈活，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)消耗低，因此，在煤礦井下的巷道掘進(jìn)中主要的方法仍然是鉆爆技術(shù)。出于提高巷道掘進(jìn)速度和爆破效果的要求，必須對(duì)煤礦巷道快速掘進(jìn)爆破方案進(jìn)行合理的制定與選擇。基于煤礦地質(zhì)條件，布置合理的炮眼，選擇合適的參數(shù)，能夠使得巷道掘進(jìn)的速度大大加快，從而滿足煤礦機(jī)械化水平越來越高的要求。

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