煤矿掘进中的深孔爆破技术研究

张涛

摘 要：随着我国工业化发展的不断推进，对煤炭的需求量日益上升，但煤炭作为我国的重要不可再生能源，经历了长时期的开挖，目前看来，其开挖难度越来越大，危险性也有所提高，为了保证煤炭质量和工人的施工安全，需要利用利用中深孔爆破技术来提高煤矿巷道的稳定性。文章分析了煤矿掘进中深孔爆破技术的要点，然后结合以往的工作经验，总结了提升爆破质量的措施，为后期的相关工作提供参考和借鉴。

关键词：煤矿掘进；深孔爆破；爆破技术

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0171-01

中深孔爆破技术目前在我国的采矿、水利以及铁路建设等工程作业中被广泛应用，具备安全性好、适用范围广、飞石少、爆破质量好等优势，尤其是在煤矿掘进中，占有非常重要的地位。经过长期的应用实践发现，中深孔爆破技术能够适应不同的地下煤矿开采条件，在合适的情况下与其它技术相结合，比如预裂爆破、光面爆破等，能够获取更加平整稳定的巷道结构，从而保证后期煤炭开采工作的顺利进行。

1 煤矿掘进中深孔爆破技术

1.1 炮眼的设置

炮眼的选择是爆破作业中最为关键的步骤之一，其位置选择是否合适决定着后期的爆破工作是否能够安全顺利的进行。首先，要对矿井的特点进行分析，比如岩体的质地、巷道断面的尺寸等，并结合现有的技术设备和爆破掘进作业采取的技术方式进行科学合理的分析，然后选择最佳的炮眼位置。其次，炮眼的位置确定好之后，要设置炮孔的深度，深度设置的依据和前面提到的位置选择依据相似，经过以往的实践表明，当炮眼深度设置在2～2.5 m之间时能够保证后期爆破工作的安全和质量[1]。如果深度太小，则达不到预期的爆破效果，如果太大则会产生强烈的冲击力，增加排粉和碎石的输出难度，影响后期工作顺利进行。炮孔的直径设置一般是根据中深孔钻机的直径来确定的，由于现在我国常用的钻机直径为80～200 mm，因此炮孔的直径也要在这个范围之内，通常是80 mm、100 mm、150 mm，不过具体还要根据实际的施工条件进行调整，不能够完全根据以往的施工经验[2]。

1.2 掏槽方式

常用的掏槽方式有斜眼、直眼以及混合掏槽。其中直眼掏槽的应用最为普遍，因为它具有爆破体积小、爆破能量均匀的优势，不仅可以节省炸药量，还能够有效保证爆破安全。影响掏槽方式选择的因素主要是矿井中岩层的性质和槽眼的几何形状。在实际的掏槽过程中，要注意根据槽眼形状选择合适的掏槽方式，常见的槽眼方式包括角柱式、螺旋式、三角柱式等。由于三角柱式掏槽作业具备操作方法简单、雷管用量少且作业效率高等优势，因为在实际的煤矿掘进施工中应用最为广泛[3]。

1.3 炮孔间距设置

顾名思义，炮孔间是指相邻两个炮孔之间的距离，但仅指同一排的中深炮孔。如果用a来表示孔间距，最小抵抗线用W表示，经过以往的实践总结出计算孔间距的公式是：

a=m·W

其中，m表示炮孔的密集系数，一般情况下，当m大于1.0时，在孔径较大的爆破中m在3～4之间取值，它是指每相邻两排炮孔之间的距离。其中排距的确定原理和最小抵抗线相似。

1.4 炸药的单耗量

单耗量是指在单位体积下岩石所使用的药量系数，一般用Q来表示。在实际的爆破施工过程中，对Q值产生影响的因素有很多，比如炸药自身的威力、孔径和孔间距的设置等，因此Q值的变化范围非常大。当药量、装药、堵塞方式和汽包方法都确定以后，还需要根据岩石硬度、均匀性、最小抵抗线等因素来决定炸药单耗的值，最后通过反复的试验来检测Q值是否合理，避免在实际的起爆过程中因为炸药量太少或太多而导致爆破效果不理想。

1.5 最小抵抗线的设置

最小抵抗线是指炸药包中心或重心到最近自由面的最短距离，通常用W表示。在煤矿掘进中深孔爆破中，最小抵抗线的设定发挥着非常重要的作用，直接影响到煤矿开采的质量。因为如果前排的抵抗线设置太大，不容易使炮推进去，严重情况下会出现后冲、拉裂等现象。除此之外，大石块也会出现，影响爆破的进度和质量。但是如果抵抗线的设置太小，也会造成炸药浪费并相应的增加作业时间，并出现细小的飞石，如果保护措施不到位，容易对施工人员造成严重的伤害。为了保证最小抵抗线设置的合理性，需要在设置之前，综合考虑煤矿中的岩石硬度、实际的炸药威力以及炮径和炮孔的角度等各种影响因素，从而对最小抵抗线位置不断调整和试验，直到符合施工要求。

1.6 起爆方式的选择

起爆方式直接决定了实际的爆破效果。反向爆破方式在煤矿掘进中深孔爆破作业中应用非常广泛，因为利用该方式可以延长应力波的动作用及爆炸气体的静作用时间，同时，利用该起爆方式还能够让应力波和爆速叠加，从而获得更加良好的岩体破碎效果。在实际的爆破过程中，可以通过将雷管放在起爆药尾部来提高爆破效率，并将起爆药以内采用正向装药，以外采用反向装药的方式，正反向装药比例应控制在1：3左右。这样一来，虽然总体上是呈现出反向装药的方式，但是又合理的与正向装药的方式进行结合，能够得到更加良好的爆破效果。在考虑装药量时，要结合岩巷断面上的岩石特点，如果岩石具备易碎性，那么药量就得相应的减少，但是如果岩石的硬度和强度较高，那么就得适当的增加药量才能够保证爆破质量[4]。

2 加强安全管理和爆破质量的相关措施

2.1 安全管理

安全管理是煤矿掘进中深孔爆破施工的核心，因为爆破施工受到各种因素的影响，本身就具备一定的危险性，再加上炸药的威胁更是大大提升了施工环境的危险性。因此，在施工过程中，一定要加强对各种爆破材料的管理，尤其是炸药、雷管、导火索以及起爆药等，要派专人看管，没有经过允许不能随意进行相关的操作。同时，要制定完善合理的施工程序和施工图纸，施工人员要严格按照相关的规定进行各个环节的施工作业，对于违章操作的行为要对其进行相应的惩处措施。在爆破之前，要对爆破器材进行检验，检验合格之后才能够进行正式的爆破作业。

2.2 煤矿掘进中深孔爆破施工中应该注意的问题

第一，不断调整试验方式。为了提高后期爆破质量，要反复调整炮眼的位置、炮孔的深度、装药量等，每调整一次就进行一次试验记录，最后选择最优方案。第二，选择合适的打眼方式。将煤矿企业常用的1.8 m的钎子打眼改为2.2 m钎子掏槽眼，利用2.0 m钎子处理其他的辅助眼。第三，全面了解爆破区域，选择合适的槽眼位置，在爆破之前要做好所有准备工作，并检查相关的设备是否能够正常运行。第四，在爆破掘进的过程中，要注意确保后路能够进行正常的运输，及时将碎石块运出去，避免影响后面的顺利施工[5]。

3 结 语

通过以上分析可以发现，在实际的煤矿掘进中深孔爆破施工过程中，受到各种主观和客观因素打眼影响，导致实际的操作过程难以控制。因此，在爆破之前，要通过反复的实验检测爆破方案设置的合理性，及时发现存在的问题，并进行修正，避免在实际的爆破过程中引起严重的安全事故以及爆破质量和实际的爆破要求不相符。

参考文献：

[1] 平琦，刘延俊，周鲁军，等.硬岩巷道掘进爆破参数设计优化[J].煤炭工程，2013，（12）.

[2] 王治封.矿井掘进深孔爆破技术研究[J].企业技术开发，2013，（18）.

[3] 高新刚，朱延霞.煤矿掘进过程中的中深孔爆破技术研究[J].科技与企 业，2012，（10）.

[4] 殷学龙.刍议煤矿掘进中深孔爆破技术[J].价值工程，2014，（8）.