巖巷掘進中爆破效率的影響因素探析

劉林芳

【摘要】爆破技術是巖巷掘進中經(jīng)常用到的一種技術手段，分析巖巷掘進中影響爆破效率的主要因素，并提出相應的技術措施，以期有助于提高巖巷爆破效率，促進煤礦開采高產、高效。

【關鍵詞】巖巷掘進;爆破效率;影響因素;技術措施

引言

巖巷掘進是煤礦開采中的一項重要工作，其掘進效率的高低將直接影響煤礦開采效率，而當前國內巖巷掘進速度普遍偏低，很多礦井還在應用淺眼爆破技術，炮眼利用率低，爆破效果差，實際循環(huán)進尺小，而若采用楔形掏槽方式實施爆破，實際裝藥量易偏大，會造成爆堆分散，且可能崩壞支架與相關設備。同時若周邊眼參數(shù)布設不科學、不合理，易出現(xiàn)嚴重超、欠挖或嚴重破壞圍巖的現(xiàn)象，后期支護較困難，會增大支護費用。因上述弊病的存在已對礦井巖巷掘進速度造成了嚴重影響，且易浪費大量的人力、物力及財力。因此，分析巖巷掘進爆破效率影響因素，并采取相應技術措施進行改進也顯得越來越重要。

1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(shù)又是影響掏槽效果的主要因素。因此，在實施爆破作業(yè)中，必須依據(jù)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(shù)。

1.1掏槽方式

斜眼掏槽與直眼掏槽是日常生產中常見的兩種掏槽方式。斜眼掏槽較適合于淺眼，該掏槽方式具有炮眼利用率高等優(yōu)點，其缺點主要為循環(huán)進尺小、易崩壞棚子等，這樣會延長輔助工序用時，影響掘進速率。當前，就很多礦井所要求的巖巷快速掘進來看，應用中深孔爆破巖巷較多，且選用的掏槽方式易為直眼掏槽，如常用的有五星掏槽、螺旋掏槽及三角柱掏槽，這些掏槽方式的炮眼利用率都很高，可達到很好的爆破效果;

1.2裝藥量

直眼掏槽實際爆破效果主要受裝藥量影響，在具體確定裝藥量時，應綜合考慮巖石物理力學特性、待裝炸藥品種、待爆破巖石狀態(tài)、布孔參數(shù)等因素來確定具體裝藥量。據(jù)爆破漏斗理論可知，在炮眼深度固定的情況下，當裝藥量比臨界值大時，隨裝藥量的增多，爆破漏斗的體積與深度也會增大。待裝藥量多至使漏斗體積與深度變?yōu)樽畲笾禃r，如果再進一步使藥量增大，則漏斗體積可能會變小，易引發(fā)整個掏槽失敗。同時在給掏槽眼裝藥時，應嚴格按相關計算方法確定掏槽眼具體裝藥量，謹防發(fā)生由于實際裝藥量不合理而造成巖石崩裂不足或過崩裂。

2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(huán)進尺為中心進行確定，這樣可最大限度地確保實現(xiàn)循環(huán)作業(yè);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(xiàn)高產、高效;依據(jù)科學理論分析與準確的試驗檢驗確定出最佳炮眼深度。筆者認為，在巷道巖巷掘進作業(yè)中，應重視發(fā)展中深孔爆破技術，這樣將會產生更好的爆破效益，進一步促進巷道實現(xiàn)快速掘進。

3周邊眼參數(shù)的合理確定

在巷道巖巷掘進中，要想使光面爆破效果更理想，應科學、合理確定周邊眼參數(shù)。

3.1 確定炮眼間距

在實際生產中，可用下列三種理論具體解釋爆破 作業(yè)中的巖石破裂過程：應力波波峰干擾理論，即動作用理論;爆生氣體膨脹作用理論，即靜作用理論;應力波與爆生氣體綜合作用理論，即動靜結合理論。這三種理論適用于各種裝藥結構、巖石性能及裝藥特性，要想準確確定出最佳炮眼間距，必須依據(jù)理論計算，并充分結合實際情況科學、合理地確定。

3.2 確定最小抵抗線

對于光面爆破而言，其周邊眼最小抵抗線W的大小情況會對實際光爆效果產生直接影響。若W過大，則很難充分破碎光爆層巖石，甚至使這些巖石根本無法沿炮眼底部切割開;若W過小，強烈的爆破反射波可能使圍巖內形成較多裂隙，導致圍巖穩(wěn)定性變差，引發(fā)超挖與產生不平整的巷道壁面。在實際生產中，可用下列三種方法來準確確定最小抵抗線W：依據(jù)炸藥單耗情況確定;依據(jù)豪柔公式確定;依據(jù)炮眼密集系數(shù)大小m確定。經(jīng)實踐檢驗，為使光爆效果達到最佳，應依據(jù)巖石性質來科學、合理確定m值，通常我們可把m值設置為0.8～1.0 之間，在硬巖取大值、軟巖取小值的情況下，則可用式（1）確定最小抵抗線：

W=E/m，（1）

式（1）中，W 為抵抗線;m 為炮眼密集系數(shù)。

3.3 起爆時差的影響

經(jīng)長期觀察、分析起爆時差與爆破效果的關系得出：同時起爆及短時差起爆得到的光爆效果都相對較好，而采用長時差起爆取得的最終爆破效果則不是很好。就實際生產現(xiàn)狀而言，很難達到絕對同時起爆，短時差起爆較多。對此，可通過對當前的雷管精度進行科學、合理改進，縮短起爆時差，這樣獲得的光爆效果會更好。

4結束語

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。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(xiàn)場實際情況科學、合理確定炮眼深度。在實際生產中發(fā)現(xiàn)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。對于光面爆破而言，其實際爆破效果易受周邊眼布置參數(shù)的影響，應科學布設周邊眼參數(shù)，在盡量少打眼的情況下，實現(xiàn)光爆要求。經(jīng)大量試驗發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)同時起爆，這樣能取得更好的爆破效果。