提高平巷掘進效率和安全的措施

摘 要：文章介紹了在掘進巷道提高爆破效果和掘進安全的經驗。希望為相關工作人員提供借鑒及幫助。

關鍵詞：掘進效果；裝藥方法；安全措施

1 概述

貓飛山銅礦區域大地構造位于唐古拉-昌都-蘭坪-思茅褶皺系，蘭坪-思茅褶皺帶，云龍-江城褶皺束，哀牢山深大斷裂成礦帶南西部。區內斷裂及褶曲比較發育，褶曲具有明顯的方向性，大部分為北西向，少數為南北向，彼此大體平行，以線狀及長軸狀為主，排列十分緊密。斷裂構造以北西向的逆斷層為主，一般延伸較長，與褶曲關系密切，大體與褶曲軸向一致；次為北東向的正斷層，相對較短小，大多與褶曲軸向直交，可能生成較晚，明顯切割北西向斷裂。

礦區處于苗頭山-龍洞箐褶皺的北端，苗頭山-龍洞箐褶皺由兩個向斜及一個背斜構成，彼此排列大致平行，四周為斷層所限，軸向均呈近南北向，由上白堊統曼寬河組（K2m）組成，巖層傾角30°-80°，軸面直立，為對稱型褶曲。區內斷裂構造發育，控制了地層展布，有兩組斷裂，一組為北西向，規模較大，另一組為北東向，使北西向斷層及褶曲被切割破壞而發生錯移。分別敘述如下：礦區一共施工了7個探礦平坑，開坑時僅在0-15m內進行了防護性支護，雖巖石破碎，但巖石含水性弱，其穩定性一般，其它坑段支護較少，工程中未發生冒頂、片幫、掉塊等不良工程地質現象，綜合所述，認為礦區井巷巖石穩定性一般。

基建掘進是貓飛山銅礦的重點工程，目前貓飛山銅礦在井下礦山小斷面巷道掘進爆破工作中增加爆破自由面的方法主要是打掏槽眼，一般掏槽眼的爆破效果在80%左右，打掏槽眼按照其方向可分為：斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽。

（1）斜眼掏槽。是指各炮眼與巷道中線和工作面水平方向成一角度。其優點是掏槽體積較大，能將掏槽內的巖石全部拋出，形成有效的自由面，效果容易保證，眼位容易掌握。其缺點是斜眼掏槽深度受巷道寬度限制，不適用于深孔爆破，多臺鉆機作業時，互相干擾。細分又可以分為：單斜掏槽、扇形掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽。（2）直眼掏槽：是指所有掏槽眼的方向均垂直于巷道工作面，掏槽眼距離較小，并且嚴格保持平行。其優點是：槽眼相互平行，便于實現多臺鉆機平行作業和采用鑿巖臺車作業；爆破后巖石塊度均勻，拋擲距離較近，爆堆集中，便于清道裝巖。其缺點是：對掏槽眼的間距、鉆眼質量和裝藥等要求嚴格，不易掌握，所需槽眼數目和炸藥消耗量偏多，掏槽體積小，掏槽效果不如斜眼掏槽。細分又可分為直線掏槽、菱形掏槽、三角柱掏槽、五星掏槽、螺旋掏槽。（3）混合式掏槽：是指采用直眼和斜眼混合掏槽的方式打眼，斜眼作垂直楔狀布置，布置在直眼外側，斜眼與工作面的夾角為75-85°，眼底與直眼相距約0.2m。

但是，在實際的小斷面巷道掘進爆破中發現，由于井下工作面狹窄，無法使用鑿巖臺車，多數只能兩臺鑿巖機同時作業，打眼耗時較多，而且不易保證掏槽眼的質量，最終導致爆破效果不佳。針對上述現有技術和方法的不足，我礦施工技術人員研究出一種小斷面巷道掘進爆破的最佳方法，它是采用150型鉆機φ100mm的鉆頭代替φ38mm的鑿巖機鉆頭打掏槽眼來實現掘進爆破自由面的最大化，通過合理的炮眼布置、起爆順序和炸藥量控制，從而提高爆破效率，爆破效率可達到90%以上。我礦通過采用150型鉆機φ100mm的鉆頭來打掏槽眼，鉆孔可以一次鉆鑿20米深，比用普通鑿巖機打眼要深，而且還可以先探明掘進巷道的地質情況，這對如何控制爆破效果很有幫助。通過增加巷道掘進爆破自由面，提高了巷道掘進的爆破效率，爆破效率可達91%，降低了作業人員的勞動強度。

2 鉆眼爆破參數設計

選擇1號平硐施工的中段運輸巷道為研究對象。該巷道為泥巖、砂巖和泥質灰巖，硬度f=4～8，圍巖條件較好，便于進行試驗。炸藥為二號巖石炸藥，直徑35mm，長度約350mm，每卷重量約350克，爆力290ml，爆速3400～3900m/s。設計如下：

巷道斷面：

巷道凈寬2200mm，凈高2400mm；掘進寬度2400mm，掘進高度2500mm；掘進斷面5.28m2。

（2）單位耗藥量

根據修正的普氏公式q=1.1Ke（f/S）1/2kg/m3

式中：f-巖石堅固性系數；S-巷道斷面，m2；Ke-考慮炸藥爆力P（ml）的校正系數，Ke=525/P。

得出單位耗藥量為1.67～2.03kg/m3。

（2）炮眼深度

為保證正規循環，炮眼深度取2000mm。

（3）炮眼數目

N=Sq/ψ

式中：q取1.8千克/米3；ψ為裝藥系數，取0.45。

得出炮眼數目至少為23個。考慮采用光面爆破，將適當增加炮眼數目。

（4）炮眼利用率

炮眼利用率設計達到0.9。

（5）掏槽方式

中深孔直眼掏槽方式。

（6）現場試驗

由小組成員進行現場跟班，定眼位，指導打眼和裝藥。放炮后，檢驗爆破效果，并逐步對鉆眼爆破參數進行調整。最后，由小組成員共同確定采用何種鉆眼爆破參數，進行推廣。

3 結束語

根據現場巖石性質和施工條件，我們在鉆眼機具、爆破材料、掏槽形式、爆破參數、裝藥結構、炸藥單耗、起爆方式和炮泥堵塞等幾個方面進行了較深研究和分析。經過反復多次試驗提出了適應本巷道爆破施工的技術方案和措施，大直徑掏槽效果明顯較好。周邊眼成型率高，為錨噴支護創造了良好條件，爆破塊度較均勻，大塊率低，爆破出的矸石集中裝巖率高。

參考文獻

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