論兩次掏槽中深孔爆破在巖巷掘進中的應用

陳文煉

（福建省福能集團廣元礦區 管委會，福建 大田 366107）

1 概述

蘇橋煤礦生產能力為0.21 Mt／a，主要開采下二疊系童子巖組第一段（P1t1）的21、26、28、33號等煤層。隨著二采區開采收作結束，201采區揭露煤層賦存條件變差，煤炭萬噸掘進率越來越高，生產接替越來越緊張，加快二水平建設進度，提高巖巷施工進度是保證二水平建設按期完成的關鍵。

為了解決以上問題，蘇橋煤礦成立了快速掘進施工攻關領導小組，先后在一采區±0m 西南塊段運輸大巷、201采區-200m 運輸大巷進行爆破試驗，如改變掏槽方式、加密炮眼、加深炮眼長度、增大裝藥量、加長炮泥填充長度等措施，均未能達到預期效果，反而增加火工品消耗，增加掘進成本。經反復試驗改進，總結采用兩次掏槽中深孔爆破技術取得了較好的爆破效果。即先進行第一次楔形掏槽爆破，在掏槽爆破達到預期效果時，在槽腔內布置第二次掏槽眼，并與輔助眼、周眼眼同時聯線爆破成巷。現以在201采區-200m 運輸大巷的試驗為例來說明。

2 工程概況

201采區-200m 運輸大巷位于F2上盤童子巖組一段地層中，石門預計施工總長度為1800m，穿過地層的巖性為細粉砂巖、砂質泥巖、砂巖、煤層、泥巖等，巖性較堅硬，巖石硬度系數f=4～6。巷道設計掘斷面6.5m2，巷道寬為2.4m、巷道高為2.9m；架棚巷道掘斷面為7.6m2。

掘進工作面采用BKY-60-4局部通風機壓入式通風，J2B-1型激光指向儀定向；采用2臺ZY-24氣腿式鑿巖機同時打眼；采用段發秒延期電雷管引爆，礦用2＃硝銨炸藥全斷面一次爆破；采用P-30B型耙斗機裝巖機出碴，1噸U 型礦車裝碴，9＃礦工鋼金屬棚支護。

3 爆破參數的確定及施工技術

3.1 爆破參數的確定

（1）全斷面一次爆破參數。采用普通全斷面一次爆破時，選用8眼楔形掏槽，掏槽眼深1.6m，輔助眼及周邊眼為1.4m，周邊眼間距600mm，輔助眼平均間距520mm，全斷面布置炮眼31個，共裝藥20.55kg。全斷面一次爆破炮眼布置見圖1，其爆破爆破參數見表1。

圖1 全斷面一次爆破炮眼布置

表1 全斷面一次爆破爆破參數

（2）兩次掏槽中深孔爆破參數的確定。采用兩次掏槽中深孔爆破技術時，兩次掏槽全部采用楔形掏槽，第一次掏槽眼長1.6m，共布置8個眼，第一次掏槽爆破炮眼布置見圖2，其爆破參數見表2。在第一次爆破結束后如果槽腔達到0.8 m 深，即開始打第2 次爆破掏槽眼及下部炮眼，并與其余炮眼一起引爆，周邊眼間距600 mm，輔助眼平均間距500mm，2次共布置炮眼36個，裝藥24.15kg。第二次爆破炮眼布置圖見圖3，其爆破參數見表3。

圖2 第一次掏槽眼及爆破炮眼布置

表2 第一次爆破（掏槽爆破）參數

圖3 第二次爆破炮眼布置

表3 第二次爆破參數

3.2 施工技術

（1）全斷面一次爆破施工技術。在普通全斷面一次爆破施工時，采用三班8小時正規循環作業，即早、中、晚班每班各完成1 個循環，每完成12 m 左右進行鋪設軌道。利用第一次供風時間在前一個班沒裝完的矸石堆上（迎頭矸石堆高度一般1.0m 左右）打中上部炮眼，待炮眼打到距矸堆0.5m 時，開始用耙碴機裝剩余的矸石。待第二次供氣打完剩余的炮眼，再進行同時裝藥聯線爆破。

（2）兩次掏槽中深孔爆破施工技術。在采用兩次掏槽中深孔爆破施工時，仍是采用3班8小時正規循環作業，早、中、晚班每班各完成1個循環，每完成12 m 左右進行鋪設軌道。利用第一次供風時間在前一個班沒裝完的矸石堆上（迎頭矸石堆高度一般1.0m 左右）打上部炮眼及周邊眼。待炮眼打到距矸堆0.6m 時，可用耙碴機將迎頭矸石攉至設計掏槽眼高度。此時，打出第一次掏槽眼，并單獨進行裝藥爆破。爆破后進行通風，待炮煙吹散，進入工作面進行安全檢查后如果槽腔達到了預期深度，即可開始正常出矸，待第二次供風時間打第二次爆破掏槽眼及其余炮眼；如果達不到預期深度，必須再次調整掏槽眼位置，重打掏槽眼，再次單獨爆破直至達到設計深度方可進行2次掏槽成形爆破。

4 爆破效果分析

在201采區-200m 運輸大巷，采用兩種爆破方法進行現場試驗，具體測驗結果見表4。

表4 全斷面一次爆破及兩次掏槽中深孔爆破測驗結果

普通全斷面一次爆破和兩次掏槽中深孔爆破測驗結果的分析比較：

1）炮眼利用率大大提高。

采用普通全斷面一次爆破時由于受自由面限制，周邊眼很難爆到眼底，平均炮眼利用率只有85.80%；采用2次掏槽中深孔爆破技術，2次掏槽大大增加了爆破自由面，使輔助眼及周眼邊能達到最優的爆破效果，其炮眼利用率達到88.24%以上，炮眼利用率提高了2.44%。

2）循環進尺提高。

全斷面一次爆破，雖然采取了增加裝藥量，多打眼，加深炮眼長度等措施，循環進尺也只1.20m，而采用兩次掏槽爆破技術后，由于增加了爆破自由面，炮眼得到有效爆破，循環進尺平均可達到1.76m，提高了4.7%。

3）降低了火工品消耗。

道路工程建設的檔案管理如果是正規有序的，那么它能極為真實地記錄下道路工程建設的全過程。同時，還能集中體現出道路工程在建設過程中施工人員的工程設計指導思想、施工技術和工程建設經驗。道路工程建設的檔案管理為展示工程發展的現代化成就起到了重要作用。

采用兩次掏槽中深孔爆破技術后，每米巷道可節省炸藥5.2kg，雷管5.2個。

4）掘進速度明顯提高。

采用全斷面一次爆破技術時，平均月進尺為91.7m，采用兩次掏槽中深孔爆破技術后，月進尺可達126.7m，在人員設備不變的情況下月進度提高了38%。

5）工程質量得到明顯改善。

采用全斷面一次爆破時，由于裝藥量大，爆破次數多，圍巖常受爆破沖擊波破壞，造成超挖或凸包欠挖；采用了兩次掏槽爆破技術后，由于第一次掏槽，增大了自由面，最小爆破抵抗線朝向槽腔，改變了巖體移動方向，加快脫漏速度，減輕了對圍巖的破壞，從而提高了成形質量。

6）每班打眼總長度增加。

采用全斷面一次爆破布置炮眼31個，每班打炮眼總長度51.2m，采用兩次掏槽中深孔爆破后，兩次共布置炮眼36個，每班打炮眼總長度66.4 m，每班要多打15.2 m炮眼。

采用兩次掏槽爆破技術后工效從原先0.24m 提高到0.35m，工效提高了45.8%，相應地增加了工人的月收入。

5 兩次掏槽中深孔爆破施工時應注意的問題

1）對打眼質量要高，打眼前一定要畫好輪廓線點眼，定準眼位，保證眼向，特別是周邊眼影響著巷道成形，尤為關鍵。

2）為了便于施工，采用耙碴機將迎頭矸石攉至設計要求后再進行打眼。

3）第一次掏槽爆破后，再次打眼前，必須做好槽腔內敲幫問頂，清除槽腔內浮矸，防止掉矸傷人。

4）必須在第一次爆破槽腔深度達到0.8m 以上時，才能進行第二次爆破，嚴禁在第一次殘眼打第二次掏槽眼，其眼位應整體向下移動200mm 左右為宜。

5）保證炮泥封堵質量。在巖巷施工中炮泥的封堵質量是影響爆破效果好壞的主要因素之一，同時也是降低火工品消耗的主要途徑。《煤礦安全規程》要求在巖層內爆破，炮眼深度不足0.9m 時，裝藥長度不得大于炮眼深度的1／2，炮眼深度為0.9m 以上時，裝藥長度不得大于炮眼深度的2／3，在煤層中爆破，裝藥長度不得大于炮眼深度的1／2，所有炮眼的剩余部分應用炮泥封堵，炮泥應用水炮泥和黏土泡泥。水炮泥外剩余的炮眼部分應用黏土炮泥填滿封實。嚴禁用煤粉，塊狀材料或其他可燃性材料作炮泥，炮泥封堵長度不小于500mm。

6）兩次掏槽中深孔爆破，采用了兩次爆破，每次放完炮后要確保足夠的通風時間，待炮煙吹散方可進入工作面進行安全檢查。

6 結語

在巖巷施工中采用兩次掏槽中深孔爆破技術，不僅提高了炮眼利用率、工效、降低火工品消耗，還能提高一次成形質量。提高掘進速度，月進度達到126.7m，創造了良好的經濟效益。

〔1〕宋俊生，金學華.巖巷掘進作業優化技術〔J〕.中國煤炭.1997，23（8）：23-24.

〔2〕王文龍.鉆眼爆破［M］.北京：煤炭工業出版社.1989：221-251.301-303.

〔3〕陳士海.巖巷中深孔光爆若干技術問題〔J〕.爆破.1991.8（2）：20-23.

〔4〕章 兵，潘天林，等.堅硬巖石巷道合理掏槽形式的探討〔J〕.煤礦開采，2000（4）：50-51.

〔5〕林本川.提高光面爆破質量的若干技術關鍵〔J〕.福州大學學報，2000，28（4）：116-118.