中深孔光面爆破在煤礦掘進中的應用

李明樂

摘要：我國是人口大國，是世界上人口最多的國家，煤炭行業也是我國的支柱產業，作為我國支柱性產業，在進入新時期后，其施工技術獲得快速發展，為企業發展和行業進步提供了基礎保障。中深孔光面爆破技術應用于煤礦掘進中，可以切實提升施工的效率和質量，為施工人員提供安全保障。本文主要針對中深孔光面爆破在煤礦掘進中的應用進行分析和闡述，希望給予我國相關企業以參考和借鑒。

關鍵詞：巖巷掘進；爆破效率；影響因素；技術措施

引言

目前巖巷掘進施工中應用較多的一種技術是深孔爆破技術，中深孔爆破技術在大斷面巖巷掘進中的應用，有效提高了炮眼利用率，由于其作業時間短，單循環進尺高，被廣泛認可，但是也存在一定缺陷，比如：對圍巖損壞程度大，需要加強支護等。為了提高杜兒坪礦巖巷掘進速度，在不改變掘進方法等條件下，綜合考慮各影響因素，通過合理設計爆破參數以及施工措施等，避免出現深孔爆破后的弊端，提出使用中深孔光面爆破技術，取得了顯著的效果。由此看來，巖巷掘進施工的質量的優劣，與掘進方法息息相關，爆破效果與爆破參數和施工技術措施也有著緊密的關系，如何有效應用中深孔光面爆破，在巖巷施工中實踐，是能夠很好提高工程效率。

一、中深孔光面爆破技術簡述

（1）技術原理。以爆破的方式開展煤礦掘進施工的形式較多，其中中深孔光面爆破屬于全新的技術，并且在具體應用中獲得良好的效果。該技術的主要原理為：對所有炮眼進行同時引爆，并且在爆破中，由于炮眼之間的相互作用，會產生疊加的沖擊力，沖擊波在之間擴散中會引發重疊效應，進而提升爆破的威力和強度。同時，當沖擊破作用于巖體中，以爆眼為中心點就出現大量裂縫，沖擊效果不斷擴大，進而產生全面爆破的效果。（2）應用要點。該技術在煤礦掘進中應用，由于其自身特點和應用范圍的優勢，已經獲得各大煤礦企業的認可。但是在應用該技術的過程中，需要注意以下幾點：首先，技術人員需要對現場進行勘察，掌握現場的具體情況，合理設置各個爆破點的距離；其次，裝藥是該技術應用的重點環節，技術人員需要確保各個爆破點藥量一致；最后，引爆方式要結合具體情況科學選定，保證各個爆破點同時引爆，優化爆破效果。

二、巖巷掘進中爆破效率的影響因素

（一）掏槽爆破的影響

巖巷爆破掘進施工中的重要施工工序為掏槽，掏槽質量的好壞會對整個爆破效果產生直接影響，而掏槽方式與具體掏槽參數又是影響掏槽效果的主要因素。因此，在實施爆破作業中，必須依據圍巖地質情況與掘進工作面大小情況科學、合理確定掏槽方式與具體掏槽參數。

（二）炮眼深度的影響

當前炮眼深度是影響整個鉆爆工作實際效果的主要因素，若炮眼深度布設合理，將會產生很好的爆破效果，反之，必然會導致爆破效果較差，最終影響巷道掘進施工。當前，可參照下列幾種方法來科學、合理確定炮眼深度：以循環進尺為中心進行確定，這樣可最大限度地確保實現循環作業；以可達到最高掘進速度與消耗工時最短為中心來確定，可具體到每米工時消耗與具體鉆眼速度情況進行確定，這樣可實現高產、高效；依據科學理論分析與準確的試驗檢驗確定出最佳炮眼深度。炮眼裝藥量應滿足兩個原則：第一，確保炮眼連心線在爆破后形成裂痕，即巖石抗拉強度小于眼壁上的初始拉力；第二，巖石的抗壓強度必須大于眼壁上的初始壓力，保證圍巖無過度壓縮性破壞。為了確保爆破時水炮泥充分發揮作用并形成水霧，首先周邊眼采用反向裝藥，炸藥填充時采用水炮泥，炮孔采用炮泥封孔，中間留有一段空氣柱，爆破時，水炮泥所形成的沖擊波在發揮作用時由于空氣柱的存在導致沖擊波強度減弱，因此圍巖破碎程度較小。

三、中深孔光面爆破在煤礦掘進施工中的具體應用

（一）做好準備工作

在煤礦掘進施工中應用中深孔光面爆破技術，其對提升企業生產效率、確保生產安全具有積極意義，因此，為了保證該技術的有效實施，相關技術人員需要做好準備工作，提升操作人員的責任意識和安全意識，具備扎實和熟練的操作技能，確保該技術的合理應用。例如在硅質泥巖應用中深孔光面爆破技術之前，需要結合其巖層特點，即：難以鉆進、巖性堅硬，在爆破后會出現較為破碎的巖渣，企業需要針對其巖層性質做好準備工作。

（二）確定炮眼密集系數和周邊炮眼間距

多種是實踐經驗和理論研究分析得到，0.8到1.0之間是光面爆破炮眼密集系數的最合適的取值。這是基于雙孔、雙自由面爆破模型試驗得出的，首先要確保平整的炮眼斷面，以及明確標準的炮眼利用率指標，加大對光爆炮眼密集系數的合理性分析進，實踐中增大光爆炮眼密集系數，直到巷道曲率半徑足夠大時，且破壞力逐漸減少時，此時的光面層的厚度為最厚的。反之，減少系數，巷道曲率半徑拱頂曲率小，減少橫向和縱向的跨度，則對破壞力要求則會增大。

（三）確定裝藥結構

裝藥是中深孔光面爆破技術的關鍵應用環節，技術人員需要準確以及合理的確定裝藥量和裝藥結構，在制定裝藥參數的過程中，技術人員要對以下因素進行綜合考慮和權衡：首先，要確保周圍巖層的穩定性和完整性，通過各種有效途徑提升巖層的抗壓能力，盡量減少爆破對巖層的破壞；其次，為了優化爆破效果，技術人員要保證在引爆炮眼后，巖壁所具備的拉力要大于巖層抗壓能力；最后，如果技術人員選擇引入炸藥反向填充方式，需要在將水泡泥填充到爆破孔中，并且封閉孔口。

結語

綜上所述，a）由于在一定條件下才能更好地實施掏槽爆破，該種爆破對破碎巖石條件有一定要求，因此要想使中深孔掏槽爆破取得成功且能有效利用炮眼、獲得良好的爆破效果，選用的掏槽方式必須科學、合理，且實際裝藥量應適中；b）炮眼深度有一個最佳值，在確定炮眼深度時，應本著在能有效提高巷道掘進效率的基礎上充分結合現場實際情況科學、合理確定炮眼深度。在實際生產中發現深孔爆破取得的爆破效果一般要比淺孔爆破取得的爆破效果好；c）對于光面爆破而言，其實際爆破效果易受周邊眼布置參數的影響，應科學布設周邊眼參數，在盡量少打眼的情況下，實現光爆要求；d）經大量試驗發現，光爆效果的好壞在很大程度上也會受到周邊眼實際起爆時差的影響，對此，在實際生產中，應盡量讓周邊眼實現同時起爆，這樣能取得更好的爆破效果。

參考文獻：

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