中硬岩中深孔爆破技术在告成煤矿的应用

孙少军，王志敬

（郑煤集团 告成煤矿，河南 登封452477）

1 工程概况

25001底抽巷位于L7灰岩层位中，岩石硬度系数f＞12，巷道设计为半圆拱形断面，净宽4.2m，净高3.4m，净断面12.3m2，－10°下山施工，采用锚网喷支护。采用YT－28型气腿式凿岩机打眼，炮眼直径为42mm。雷管采用煤矿许用工业8号1～5段毫秒延期电雷管，角线长2m和3m，采用电容式放炮器起爆；炸药为三级煤矿许用乳化炸药，Φ35mm／200g。

2 爆破参数优化设计

2.1 优化掏槽方案

2.1.1 打眼深度及炮眼直径的确定

（1）钻眼深度应根据月进尺任务和凿岩机械、循环作业方式、装岩设备的能力来确定。合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则，为实现循环进尺1.8m以上，延长钻眼机具的使用寿命，提高打钻效率，在经过现场调查采用YT－28型气腿式凿岩机，钻眼速度在眼深2.3m左右时变化不大，超过2.3m以后钻眼工效明显降低，容易出现夹钻。因此，确定炮眼深度为一掏槽眼孔深1.3m，二掏槽眼孔深2.2m，助掏槽眼孔深2.01m，其它炮眼孔深均按2.0m布置。

（2）增大炮眼直径可以提高炸药的爆速、爆轰压力，能够增大爆炸应力波峰值、应力波作用时间及冲击量。因此，炮眼直径比照标准炸药直径35mm大7mm来确定，炮眼直径为42mm。

2.1.2 掏槽形式和掏槽参数的确定

目前岩石巷道掘进爆破常用的掏槽眼布置为楔形掏槽，钻眼技术比较简单，易于掌握，且掏槽彻底，掏槽眼位于工作面中下部，首先起爆，使工作面形成第二个自由面，为其余炮眼的爆破创造条件。为此设计采用楔形直眼掏槽，掏槽眼底的距离控制在0.4m，每对槽眼垂直距离控制在0.5m，其中一掏槽眼布置3对6个孔，角度控制在75°；二掏槽眼布置4对8个孔，角度控制在80°，共计14个掏槽孔。

2.1.3 周边眼装药量的确定

光面爆破要求周边眼装药爆炸后，周边应留有炮眼痕迹。根据实验室试验和现场试验，确定炸药单耗在1m2可布置3～5个炮眼，炸药单耗2.5kg／m3；为此确定周边眼单孔装药量为0.8kg，根据施工断面12.3m2，设计周边眼28个，间距0.35～0.4m，炮眼布置在巷道轮廓线上，钻眼向外偏斜，眼底落在轮廓线外30～40mm；最小抵抗线0.4～0.45m，选用五段雷管起爆（见图1）。

图1 楔形掏槽爆破

2.2 其它炮眼爆破参数的选取

根据巷道断面及岩性，以巷道中线为基准，在巷道左右两边均匀布置崩落眼和二圈眼，崩落眼与二掏槽眼眼口间距按0.4～0.5m控制，底眼眼口高于底板100～200 mm，下扎角度以眼底落在巷道底板外100～200mm。

2.3 装药结构

炮泥质量的好坏和封孔长度直接影响到爆破效果和安全以及爆轰波的吸收，因此装药时，必须清除炮眼内的余粉，根据爆破图表规定的装药量，将药卷、引药按顺序放进炮眼口，用炮棍轻轻推入眼底，眼内各药卷必须彼此密接。封孔时在药卷外填上30～40mm的粘土炮泥后，再装入一至数个水炮皮，剩余部分再用粘土炮泥充填，孔口用粘土炮泥封实，封泥长度不得小于0.5m。

2.4 使用恰当的起爆顺序

在成组药包爆破时，先起爆的药包为后续起爆药包创造自由面。齐发爆破和延期爆破对岩石的作用过程是不同的，秒差延期爆破实际上是单发爆破的简单相加，毫秒微差挤压爆破是利用孔间微差迟发不断创造临空面，使岩石内的应力波与先期产生且残留在岩体内的应力相迭加，从而提高爆破的能量利用率。为了使掏槽彻底，先给其它药包提供一个自由面，试验时对掏槽眼用一段雷管起爆，把破碎后的岩石抛出，崩落眼用二段，其它炮眼的段数由内往外依次排下去。

3 施工中采取的措施

1）每班由班长或验收员记录每一循环实际爆破进尺，详细记录当班遇到的情况，如掏槽眼利用率、周边眼眼痕率情况等，作为分析、研究施工过程中存在问题的依据。

2）打眼工必须经过专门培训，采用定人、定凿岩机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制。减少凿岩机左右移动时间，便于职工熟悉炮位、眼深，确保打眼质量，同时，根据爆破效果，及时修改有关技术参数，确保光爆质量符合规定。

3）每班打眼前先找好中腰线，描出巷道轮廓线、点好眼位，严格按“光爆”要求实施打眼，重点控制周边眼眼距和装药量。

4）合理布置风水管路，风水管路安设分支器，满足打钻要求，及时对凿岩机维修维护。

4 爆破效果分析

从爆破效率分析统计表（表1）可以看出，在现有设备情况下，采用中深孔爆破可以明显地提高单循环进尺，巷道周边成型规整，超欠挖现象明显得到改善，减少因岩面不平引起的应力集中现象，使巷道能保持稳定状态。不但减少了打眼、排矸工作量，控制了爆破成本，提高了劳动效率，而且节约了掘进成本，经济效益明显提高，达到预期目的。掘进循环进尺由0.8m提高至1.8m，比传统爆破提高125%；连续3个月月单进88m；而且通过对改变周边眼的装药量，达到较高的周边眼眼痕率（81%以上）。

表1 爆破效率分析统计