大斷面硬巖巖巷進行一次性全斷面爆破炮眼布置方式探討與改進

張振華

摘 要：目前，我國巖巷掘進中最普遍使用的仍是鉆眼爆破破巖，炮眼布置方式與巖性、炸藥屬性及施工方式有很大的關系。為了提高爆破效果，減少爆破材料的消耗，煤礦井下每一個爆破地點都應根據所在地點的圍巖性質、構造情況及瓦斯涌出量等情況編制爆破說明書。梧桐莊礦-700水平延伸軌道巷自引進液壓鉆車后可實現全斷面一次打眼，一次爆破，需通過計算對原炮眼布置方式進行改進。

關鍵詞：爆破；炮眼布置；三級乳化炸藥

1 工程概況

冀中能源峰峰集團梧桐莊礦礦-700水平延伸軌道巷（以下簡稱為北大巷）位于礦井北翼，為開拓巷道。巷道斷面為直墻半圓拱形， 凈寬4.4m，凈高4.0m，設計掘進寬度4.6m，掘進高度4.1m，凈斷面面積15.5㎡，設計掘進斷面面積16.6㎡，大巷布置在距2#煤層頂板30～75m處上部巖層中，開口層位為大煤頂板山西組砂巖層位，按+3‰坡度掘進，之后依次在大煤頂板山西組砂巖、粉砂巖層位掘進。該掘進工作面原采用風錘人工打眼，由于巷道斷面大，遂采用正臺階工作面施工法施工，引進CMJ2-27型煤礦用液壓鉆車后，可實現全斷面一次打眼，一次爆破。全斷面一次爆破具有能縮短爆破時間，減輕往復爆破的體力勞動，少吸入炮煙，有利于作業人員健康的優點。所以該工作面由原來分上下臺階爆破改為全斷面一次打眼，一次爆破。需對炮眼布置方式重新進行設計。

2 北大巷更改后的炮眼布置方式

2.1 根據巖性和循環進度及炸藥特性確定炸藥消耗量 影響炸藥量的因素有很多，故還沒有精確計算炸藥消耗量的辦法。

2.2 確定炮眼深度和炮眼分布情況

2.2.1 確定炮眼深度。北大巷循環排距為1.4m，根據該礦實踐，炮眼利用率取0.88，所以打眼深度應為1.6m。

2.2.2 確定掏槽眼方式及間距。斜眼掏槽適用于各種巖層，可充分利用自由面，逐步擴大爆破范圍。掏槽面積較大，適用于北大巷這種較大斷面的巷道，所以掏槽眼方式采用楔形斜眼掏槽，掏槽眼布置在斷面中央偏下，便于打眼時掌握方向，并有利于其他炮眼爆落的巖塊借助于自重崩落。

采用斜眼掏槽時，以工作面為自由面，每眼的裝藥長度系數一般要達到0.6～0.7以上，則裝藥長度應為1.6×（0.6～0.7）=0.96～1.12m，即約3個藥卷的長度。眼間距的確定：斜眼掏槽時槽口寬度一般取1.0～1.4m，掏槽的排距約為0.3～0.5m。為了加深槽腔的拋砟作用，掏槽眼比其他眼一般加深200mm左右。

北大巷為大斷面，所以槽口寬度取1.2m，掏槽眼排距0.5m，每眼裝3個藥卷，掏槽眼眼深1.8m，角度斜向巷中，端頭相距200mm。為避免掏槽眼所崩落的巖塊較大，在掏槽眼中部增加一個輔助眼。

2.2.3 確定周邊眼間距及裝藥量。周邊眼包括頂眼，幫眼和底眼，爆落后，形成巷道設計斷面輪廓的炮眼，周邊眼間距，一般取0.4～0.6m，為保證貫穿裂縫形成良好的光爆效果，炮眼之間的距離要適當減少，所以取最小值400mm。

光爆周邊眼的間距與其最小抵抗線存在一定的比例關系即

K=E/W

式中：K——炮眼密集系數，一般為0.6～1.0；E——周邊眼間距；W——最小抵抗線，最外一圈輔助眼與周邊眼距離。

巖石堅硬時取大值，北大巷巖性多為中粒砂巖或粉砂巖，為堅固的巖石，所以K應取較大值，然而為保證周邊眼中的炸藥能量能夠沿巷道輪廓線傳遞，周邊眼與最近一圈輔助眼之間的間距應大于周邊眼間的間距，所以K取0.8。所以最外一圈輔助眼與周邊眼的距離取500mm。為避免巷道輪廓因受炸藥破壞，所以還需適當控制周邊眼的裝藥量，所以周邊眼裝1～2個藥卷。

底眼眼距一般為500～700mm，裝藥系數一般為0.5～0.6m，放3個藥卷。

2.2.4 確定輔助眼間排及裝藥量。輔助眼布置在掏槽眼與周邊眼之間，根據巷道斷面大小可布置一圈或多圈，其間距一般為500～700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，裝藥系數一般為0.4～0.6，即1.6×（0.4～0.6）=0.6.4～0.96m，即2～3個藥卷的長度。

2.2.5 確定炮眼封泥長度。根據煤礦安全規程有關規定：炮眼深度為0.6～1.0m時，封泥長度不得小于炮眼深度的1/2；炮眼深度超過1m時，封泥長度不得小于0.5m；光面爆破時，周邊光爆炮眼應用炮泥封實，且封泥長度不得小于0.3m。所以周邊眼封泥長度取400mm，其他炮眼封泥長度取600mm。

3 繪制炮眼布置圖及爆破說明表

繪制炮眼布置圖遵循“先兩邊后中間”的原則，即先畫掏槽眼與周邊眼，再在掏槽眼與周邊眼之間均勻布置輔助眼。最后根據上述計算中的炸藥消耗量和炮眼個數作為參考，適當調整。得到炮眼布置圖及爆破說明表如下：

4 結束語

炮眼布置方式還與巷道圍巖的節理發育情況有關，這就需要我們在生產實踐中多深入現場，根據現場條件及時調整炮眼布置方式，在保證安全的前提下達到既節省爆破材料又能獲得良好爆破效果的目的。