巖石巷道聚能管定向光面爆破技術的研究與應用

吳振華 褚 凱 王 凱

（臨沂礦業集團有限責任公司，山東 臨沂 276000）

光面爆破技術廣泛用于地下工程施工中，尤其是煤礦巖石巷道施工過程中，通常采用多打眼、少裝藥的方法，就可以實現較好的爆破效果。光面爆破技術由于周邊眼間距小，需要施工的周邊眼數量多，占用施工時間多，降低掘進速度。為實現巖石巷道高效快速掘進，在魯西煤礦-300m水平大巷試驗“聚能管光面爆破”技術。通過選擇合理爆破參數，實現巷道成型好、施工速度快、提高掘進效率的目的。

1 工程簡介

魯西煤礦-300m水平膠帶大巷，巷道方位角1°3′，坡度+3‰。-300m水平膠帶大巷巷道斷面為直墻半圓拱形，荒斷面積17.2m2，凈斷面積16.17m2，掘寬4.76m，凈寬4.6m，墻高1.7m，拱高2.38m，掘高4.08m，凈高3.9m。巷道采用錨網噴支護，錨桿為Φ18×2100mm左旋螺紋鋼樹脂錨固錨桿,全斷面支護錨桿13根。

2 巖石巷道聚能管定向光面爆破

2.1 技術理論

爆破時，聚能管對炸藥爆炸產生的能量產生積聚能量、指定方向作用，爆破沖擊波沿周邊眼中心線連線方向傳遞，形成巷道設計輪廓，最大程度保持巷道圍巖完整性。

2.2 施工技術措施

（1）現場裝藥時，使用專用裝藥氣槍將礦用炸藥裝入聚能管，操作簡單，1人即可完成。裝藥與迎頭炮眼施工平行作業。

（2）聚能管內的礦用炸藥為連續不耦合狀態，使用電雷管起爆。

（3）裝好藥的聚能管放入炮眼時，使用固定裝置固定，調整聚能槽方向。

（4）封孔使用水沙袋。水沙袋是利用水和細沙按照一定比例混合裝入專用塑料袋中。水沙袋利用水的不可壓縮特點，能更好傳遞爆炸沖擊波，還能起到降塵、減少有害氣體的作用。

2.3 技術參數

迎頭施工炮眼共54個，根據圍巖巖性，周邊眼距離控制在600～800mm范圍內，炮眼裝藥量為8～10kg。

3 經濟技術對比剖析

（1）聚能光面爆破和常規光面爆破比較，巷道輪廓更符合設計要求，眼痕率更高為84%～90%，巷道超欠挖量較小，利于初噴漿作業。

（2）聚能管光面爆破較常規光面爆破，周邊眼間距提高一倍，有效減小周邊眼施工數量，炮眼施工時間能夠縮短1h左右。

（3）聚能管光面爆破較常規光面爆破，有效減少噴漿混凝土使用量和出矸量，大大降低巷道施工費用。

圖1 常規爆破炮眼布置圖

圖2 聚能爆破炮眼布置圖

圖3 延米火工品消耗及每循環炮眼數對比圖

圖4 打眼、裝藥、初噴時間對比圖

表2 經濟效益對比表

（4）聚能管光面爆破工藝，有效縮短每循環施工時間，提高當班施工循環次數，提高巷道施工速度，有效提高作業效率。

圖5 聚能光面爆破正規循環作業圖

4 結論

（1）使用聚能管爆破技術，在炮眼中心連線方向上產生貫穿裂縫，讓爆破產生的能量沿著設計的輪廓線傳遞，達到了“定向斷裂”的理想效果，促使巷道輪廓線上巖石破裂，減少對巷道圍巖的擾動，最大限度保持巖石的完整性和穩定性。

（2）使用聚能管爆破技術，周邊眼間距增加至800mm，有效減少周邊眼數量和火工品消耗。同時，縮短循環時間，增加循環數，提高掘進效率和巷道施工速度。

（3）使用聚能光面爆破技術，巷道成型好，噴漿材料的使用量也得到減少，生產成本大大降低，具有明顯的經濟效益。