在層狀巖層中平巷掘進提高炮眼利用率的探討

冀鑫

摘 要：在層狀巖層中，平巷掘進非常普遍，為加快掘進速度，提高炮眼利用率是非常有效的技術手段。在巖層是典型的沉積型層狀礦體，圍巖為石灰巖，并局部伴有白云巖化。普氏系數f=6—8，屬中等難爆巖體。巷道主要布置在圍巖中，規格以2m×2m為主。由于老礦山技術上存在一定的不足，仍是沿用老一套單一的掘進技術，即單空眼桶形掏槽、火雷管起爆法。其裝藥結構、起爆順序存在著一定的隨機性，所以炮孔利用率一般都很低，據統計只有69%，不管是從工效還是從經濟的角度，都迫切需要改進爆破技術。

關鍵詞：平巷掘進；炮眼利用率；

文章編號：1674-3520（2015）-02-00-02

目前國內礦山平巷掘進中使用的炸藥威力不很高，炮眼利用率一般也不太高，且不平衡，有的掘進隊只有70—80%，這顯然對掘進速度、工效以及經濟效益有著很大的影響。在礦山生產中，如何提高炮孔利用率至關重要。本文通過理論與實踐對比試驗相結合的方法，找出了一套更適合本礦的掘進爆破技術。

一、方案與措施

根據美國利文斯頓（LivingstonCW）提出的爆破漏斗理論，炸藥是爆炸給巖石的能量大小與速度取決于巖石性質、炸藥性質和裝藥量。在一定范圍內，隨藥包埋深的增加，爆破漏斗體積也隨著增大，當埋深達到一定值時，再增加深度，爆破漏斗體積又隨之減小，根據這一理論，當炸藥爆炸能量與巖石破碎所需要之能量相當時才是最佳爆破，所以要提高平巷掘進爆破效果就必須找到最佳布孔形式及合理的裝藥結構和起爆順序。

本著這種理論提出以下改進技術措施：①正確選擇掏槽形式及炮眼的布置；②確定合理的裝藥結構，提高裝藥密度；③改進起爆方法及順序；④保證炮眼的數量和質量；⑤提高炮眼的堵塞質量。

二、單項試驗結果與討論

（一）炮眼裝藥密度及起爆藥包位置試驗

裝藥時盡量縮小炸藥包與炮眼壁之間的間隙，做到耦合裝藥，一方面可以提高炮眼裝藥密度，充分利用炮眼；另一方面更能保證完全爆炸。為達到這一目的，可采用散裝藥法，但一般礦山也可采用割包法。其具體作法為清洗炮眼后，在第一個藥包上，平等于包裹紙的邊緣按螺旋線將藥包割破，然后將割破藥包送人炮眼，用炮棍搗實，炸藥將從割破處擠出而充滿整個炮眼。我們為證實其作用，進行了割包對比試驗，其結果見表1。

試驗結果表明，割包效果明顯高于未割包的。此外，還進行了起爆藥包位置試驗，試驗結果見表2。結果表明，對于樂昌鉛鋅礦的巖層來說，起爆藥包放在孔底其爆破效果最好。

（二）炮眼堵塞質量試驗

采用泥沙混合炮泥，泥沙比為1：3，濕度為18%—20%，它既有泥質炮泥的塑性，又具有砂質炮泥較高的摩擦系數，并可保證在沒有黏性的條件下，炮泥具有足夠的彈性。

提高炮眼的堵塞質量，確定合理的堵塞長度，是充分利用炸藥爆炸能的一個重要措施。對比試驗表明，有堵塞炮孔之炮孔利用率明顯高于無堵塞的炮孔，試驗結果見表3。

（四）炮眼排列試驗

在掘進巖巷時，都要充分創造和利用自由面。自由面主要由掏槽眼創造，所以掏槽眼的布置成了巷道掘進中的技術關鍵。我們根據不同的巷道巖層面，采用不同的掏槽眼和輔助眼布置形式，如2106巷屬水平巖層，采用雙楔形掏槽法（見圖1）；而2108巷屬斜面巖層，則采用雙空心孔桶形掏槽法（見圖2）。這樣有針對性的試驗，效果都很好，表明掏槽眼的布置是合理的。試驗結果見表4。

三、綜合試驗結果與分析

按單項試驗結果，總體優化實驗方案是：孔深2m，孔徑40mm，使用2#巖石炸藥，利用割包法以提高裝藥密度，采用泥沙比例為1：3、濕度為18%—20%的炮泥堵塞，堵塞長度為：掏槽孔200mm、輔助孔及周邊孔550mm，起爆藥包放置孔底，利用1—10段導爆管起爆。根據不同的巖層采用不同的炮孔排列?？招难鄣撞糠乓还澱ㄋ?，緊接著掏槽孔起爆后起爆。綜合實驗結果見表5。

從表5看出，掘進炮孔利用率平均在90%左右，比日常生產提高23%每米巷道節約成本105元，樂昌鉛鋅礦年掘進巷道月3000m，則每年可節約成本30多萬元，因此，本次試驗無論從掘進速度還是從經濟成本都是成功的。

四、結束語

根據巷道巖層類型，決定采用哪種布孔方式，除水平巖層采用雙楔形掏槽外，其他類型均采用雙孔眼桶形掏槽法。這種根據作業條件而采用不同的布孔方式，采用割包法裝藥提高裝藥密度，選擇適宜的裝藥結構、起爆順序及堵塞方式，更切合實際，在同類型礦山中有很高的推廣價值。