淺談煤礦硬巖巷道掘進中的中深孔與光面爆破技術

黃艷兵

【摘要】在煤礦硬巖巷道掘進過程中，中深孔爆破和光面爆破則是當前主要的掘進爆破形式和方法，也是硬巖爆破發展的主要趨勢，又是爆破行業發展的重點方向。在此介紹這兩種爆破方式的相關情況及參數確定原則，就如何提高爆破效率做出了簡要分析和探討。通過分析得知，提高炮眼利用率，爆破效果就有了很大的提高，所產生的經濟效益也比較可觀。

【關鍵詞】煤礦掘進 硬巖巷道 中深孔與光面爆破 參數設計

一、綜述

大家知道，在傳統的爆破形式中，主要是以淺眼爆破的作業方式進行的，雖然這種爆破方式有其各自優缺點，但是要在硬巖中爆破，其優勢就體現不出來了，而缺點就會更加凸顯。采用這種淺眼爆破方式，爆破效率也比較低，而更為嚴重的是爆落巖石大塊率還高，這樣裝巖的生產效率就會大大降低，會嚴重影響掘進施工速度的。所以，近年來在煤礦硬巖巷道掘進施工中，中深孔爆破和光面爆破則是兩種主要的掘進爆破形式與方法，它們也是硬巖爆破發展的必然趨勢，又是爆破行業主要發展的方向。所以，當今進一步提高爆破效率和爆破質量則是我們所要研究的關鍵問題。在此，就中深孔爆破和光面爆破中有關參數的確定方法作以簡要探討。

二、炮眼深度的確定方法

在煤礦硬巖巷道爆破過程中，由于炮眼深度對爆破效果的好壞有著很重要作用和影響。炮眼深度又要受到比如巖石的性質、鉆眼機械、裝藥結構、炸藥的使用量和循環作業方式等幾大因素的影響。所以，我們應該綜合考慮這些因素，這樣才能使得炮眼達到最佳深度，且獲得的爆破效果更好。

（1）根據鉆眼機械確定炮眼深度。由于爆眼深度還與鉆眼機械有著密切的關系，所以鉆眼的參數是否與鉆眼機械的參數相適應、合理，這就直接決定著爆眼深度的好壞。根據查閱大量資料和現場調研發現，對于普通的氣腿式鑿巖機，在硬巖鉆眼中，鉆眼的速度下降，從而克服釬子的彈性變形沖擊力就越大，這樣使得排粉難度在趨于困難。隨著鉆眼的深度的增加，其鉆的速度衰減也逐漸加快。所以，在使用普通式鑿巖機時，如果采用重型導軌式鑿巖機，那么就能克服氣腿式鑿巖機的上述缺點，這對于巷道掘進中深孔鉆眼、爆破都非常有利，相應能提高鉆眼和爆破的速度。

（2）核算單位炸藥消耗量。一般要精確計算單位炸藥消耗量是比較困難的，我們只能在實踐操作過程中總結掌握。在一般情況下，都是參考經驗公式和國家相關規定標準來確定的。但是，這些公式和國標也都需要在實踐中不斷的調整和完善，以力求更加適應。

（3）根據循環作業方式確定炮眼深度。比較合理的炮眼深度設計，除了以上所論述的鉆眼機械和單位炸藥消耗量考慮外，同時還應該根據煤礦的循環作業方式是否相協調和適應確定。為此，這就要求合理的炮眼深度能夠達到質量較好的爆破設計效果，且又能保證每班或完成整個循環作業，從而實現正規循環作業的施工模式。

（4）考慮裝藥結構因素的影響。在爆破設計過程中，還要考慮到在爆炸的藥包起爆時藥包的位置，它決定著炸藥起爆后爆轟波的傳播方向，因為這個因素直接影響巖石爆破作業和爆破的效果。這個問題從理論的分析和實踐的經驗中都得到了驗證。一般反向裝藥要比正向裝藥爆破效果要好。所以，其它炮眼均應采用正向起爆順序。

三、中深孔爆破中掏槽形式及相關參數

（1）掏槽爆破形式的選擇。一般掏槽爆破能提高掏槽爆破的成功率和效率，并決定了整個爆破質量和掘進效果。而掏槽效果的好壞又主要取決于掏槽方式。當采用中深孔爆破時，必須采用直眼掏槽效果才好。除了普通簡單的角柱形直眼掏槽形式外，目前較為先進的巖巷掘進直眼掏槽方式一一直眼邁步式掏槽方式可增大槽腔體積，并降低拋擲作用，有利于裝巖。同時，采用這種方式也提高了掘進的工效。根據實踐經驗，總結出了選擇掏槽形式時考慮的原則有以下兩個方面：一是有較高的炮眼利率和較大的槽腔表面積，能為后爆炮眼創造更為充分的自由面；二是掏槽的形式一般越簡單越好。

（2）掏槽爆破參數的確定原則。對于垂直楔形掏槽形式還說，可以充分利用工作面這唯一的自由面，而巷道中深孔爆破就較為合適。當巷道斷面較小時，斜眼楔形掏槽的應用就受到了巷道斷面寬度的限制，所以這時可采用直眼掏槽；而巷道斷面較大時，實踐中也較多的都采用楔形掏槽。通過長期實驗和實踐可知，對硬巖巷道來說，當巷道斷面能滿足鉆眼掏槽要求時，最好的掏槽方式就是采用垂直楔形掏槽方式。 四、光面爆破參數設計 對于光面爆破，在一般情況下，光面爆破炮眼的間距取21倍的炮眼直徑較為合適。但是，根據長期實踐經驗和查閱有關文獻資料還知道，現場施工實際采的炮眼間距控制在450-500ram較好。光面爆破炮眼布置的另一個重要參數是炮眼密集系數，根據《煤礦安全規程》規定，在有沼氣和煤塵的工作面不許采用空氣不耦合裝藥。因此，我們在設計施工中為嚴格控制周邊眼的裝藥量，以求減少對周邊圍巖的損傷。對于巷道周邊眼裝藥量，要求爆破后在炮眼周圍的巖石中不產生粉碎性破壞，并能在巖壁上留有眼痕為宜。

五、結束語

在煤礦巷道爆破施工中，其爆破施工工藝的不斷改善與進步非常重要，而中深孔爆破和光面爆破就是發展的必然趨勢。我們通過現場試驗研究中，可以很清楚的發現，在對巖石性質和施工條件確定的情況下，爆破參數、炸藥單耗和炮泥堵塞等條件，對爆破的質量、效率等都有很明顯的影響。我們在經過多次反復的實驗，從中找到了一些規律，提出了一些施工理論經驗，該施工技術和方法對于指導硬巖巷道掘進有著重要的作用，便于制定下步硬巖巷道掘進的基本施工技術方案。積累更為適用的、科學的實踐經驗，為今后的持續生產奠定了基礎。這也充分說明了一個問題：中深孔爆破和光面爆破并舉則是既保證質量和速度又可取得高效益的關鍵。通過初步分析深井中深孔爆破和光面爆破參數選擇的原則，這對于現場參數的設計和爆破施工都具有很好的指導意義和借鑒意義。

參考文獻：

[1]宗琦，劉積銘施孔裝藥分段爆破模型試驗研究[J].淮南礦業學院學報，1993.

[2]宗琦，張國勇.巖巷掘進中深孔爆破的掏槽和光爆問題[J].淮南礦業學院學報，2001.

[3]徐穎，宗琦.地下工程爆破理論及應用[M].徐州：中國礦業大學出版社，2001.

[4]來永民，郭景秋，郭愛清.提高硬巖巷道爆破效率的研究與實踐[J].煤礦開采，2002.