准直孔掏槽爆破技术在正兴矿的应用

黄宝龙

(天地科技股份有限公司建井研究院，北京 100013)

准直孔掏槽爆破技术在正兴矿的应用

黄宝龙

(天地科技股份有限公司建井研究院，北京 100013)

摘要：为了提高正兴煤矿的岩巷掘进速度，应用准直孔掏槽技术，针对岩层状况，设计了新的爆破方案，试验结果表明：①炮孔数量得到大幅度减少；②爆破进尺显著提高，循环进尺都在1.84 m以上，炮孔利用率提高到了92%以上；③炸药单耗下降了25%；④巷道成型较好，眼痕率明显提高，超欠挖现象很少见。

关键词：岩巷掘进；爆破；准直孔掏槽

岩巷爆破掘进因为只存在一个自由面，爆破条件十分不利。解决此问题的有效途径之一是采用中深孔爆破，而中深孔爆破的关键则是掏槽技术，掏槽效果决定了爆破循环进尺和炮孔利用率。科学合理的掏槽形式和爆破参数才能保证形成理想的槽腔，从而获得较高的炮孔利用率。

本文介绍了一种新的掏槽技术——准直孔掏槽技术，并将该技术应用在正兴煤矿岩巷掘进，爆破效果良好，为岩巷掘进提供了有力的技术保障。

1准直孔掏槽技术

准直孔掏槽技术经历了不同发展阶段，已在煤矿井下岩石巷道掘进得到广泛应用，并取得了显著的经济效益和社会效益，多位科研人员[1-4]依据此技术来进行岩巷快速掘进研究，其优点与作用机制已得到初步分析[5-6]。该技术具有广泛的推广应用价值，例如非煤矿山、水利、铁道、公路等工程。

准直孔掏槽的基本布置见图1。

图1　准直孔掏槽基本布置[7]

图1中，1#～6#炮孔与工作面夹角范围为75～85°，为准直孔；7#、8#炮孔为中心辅助直孔；a为准直孔炮孔排距和中心辅助直孔炮孔间距；b为准直孔孔口间距；B为准直孔孔底间距；L为炮孔深度；θ为准直孔倾斜角度。

准直孔的装药量占掏槽药量的绝大部分，装一段雷管。中心辅助直孔在孔底装少量炸药，装二段雷管。准直孔先起爆，将槽腔内大部分岩石破碎并抛掷，同时，槽腔底部岩石产生大量裂纹，当中心辅助直孔炸药起爆后，槽腔底部剩余岩石全部破碎抛出，形成体积较大槽腔。

2工程概况

为了提高正兴矿岩巷掘进速度和质量，在正兴煤矿南翼胶带运输大巷进行了准直孔掏槽中深孔爆破试验。本巷道用途为南翼盘区的运煤、进风、行人。

巷道断面形状为直墙半圆拱形，掘高3.5m，掘宽4.4m，掘进断面积为13.32m2。岩层整体呈复向斜褶曲构造，矿井严格按高瓦斯管理，煤层容易自燃。

南翼胶带运输大巷掘进采用全断面一次爆破掘进法施工，工作面采用2台YT-28型气腿式凿岩机打眼，配备Ф42 mm的“一”字型钻头，装碴采用ZYT-60A型耙斗机和刮板输送机；使用PE-5(B)型喷浆机进行喷浆作业。采用锚-网-索-喷联合支护，作业方式为两掘一喷。

3准直孔掏槽爆破设计与试验

经过在正兴矿南翼胶带运输大巷的实地考察可知，南翼胶带运输大巷全断面为含细粒粗砂岩，可爆性较好。

根据准直孔掏槽技术和中深孔爆破理论，结合多年的矿山岩巷掘进工程经验，针对岩层状况，设计了新的爆破方案，如图2所示。

图2　正兴煤矿试验方案(单位：mm)

掏槽主要参数见表1。炮孔深度2 m，炮孔直径44 mm，采用正向装药，堵塞长度0.5 m。炸药采用煤矿许用水胶炸药，药卷直径为35mm，药卷质量为200 g/支，药卷长度为18 cm/支。采用煤矿许用毫秒延期雷管，1#～6#炮孔用一段雷管起爆，7#～8#炮孔用二段雷管起爆，全断面共五段雷管。试验结果见表2。

表1　正兴煤矿爆破方案掏槽参数

表2　正兴煤矿试验结果统计

由表2可知，试验前循环进尺约1.2m，炮孔利用率约80%。采用准直眼掏槽技术后，爆破进尺大大提高，循环进尺都在1.84m以上，炮孔利用率提高到了92%以上；全断面一次起爆，瞎炮现象很少出现，安全系数大大增加；同时，节省了大量时间和材料成本。

4结论

正兴煤矿南翼胶带运输大巷采用准直眼掏槽技术，取得了较好的爆破效果：试验前全断面平均炸药单耗为1.24kg/m3，而试验期间平均炸药单耗为0.92kg/m3，可见，采用准直眼掏槽技术后，炸药消耗量大幅下降。爆破后，巷道成型很好，眼痕基本都保留了，超欠挖现象基本不见。

准直眼掏槽技术作为一种新技术，希冀其能在其他矿山得到更为广泛的应用，为岩巷掘进提供更加有力的技术支持。

参考文献

[1]单仁亮，汪学清，高文蛟，等.人工神经网络在巷道爆破中的应用研究[J].岩石力学与工程学报，2007，26(S1)：3322-3328.

[2]单仁亮，黄宝龙，张怀文.厚软弱夹层岩巷中深孔爆破试验研究[J].煤炭科学技术，2009，37(6)：39-41，45.

[3]汪学清，单仁亮，黄宝龙.光面爆破技术在破碎的软岩巷道掘进中的应用研究[J].爆破，2008，25(3)：12-16.

[4]黄宝龙，单仁亮，董韶华.准直孔掏槽爆破技术在河东煤矿的应用[J].工程爆破，2013，19(3)：14-16.

[5]单仁亮，黄宝龙，高文蛟，等.岩巷掘进准直眼掏槽爆破新技术应用实例分析[J].岩石力学与工程学报，2011，30(2)：224-232.

[6]单仁亮，黄宝龙，蔚振廷，等.岩巷掘进准直眼掏槽爆破模型试验研究[J].岩石力学与工程学报，2012，31(2)：256-264.

[7]黄宝龙.岩巷掘进准直眼掏槽爆破试验研究[D].北京：中国矿业大学(北京)，2011.

Application of technique of quasi-parallel cutting blasting in Zhengxing coal mine

HUANG Bao-long

(Institute of Mine Construction，Tiandi Science & Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China)

Abstract:In order to improve the speed of rock drivage in Zhengxing coal mine，technique of quasi-parallel cutting blasting is applied.New blasting schemes is designed according to the conditions of rock.The test results are as follow：① The number of blast holes makes considerable reduction；② Blasting footage is significantly improved，footage is above 1.84m with each repetition.Utilization ratio of blast hole brings up to 92%；③ There is a 25% decrease in explosive specific charge；④ Contour outline of roadway is better.There is a marked improvement in the rates of half-hole marks.Over-excavation and under-excavation phenomenon are seldom seen.

Key words：rock drivage；blasting；quasi-parallel cutting blasting

收稿日期：2015-03-04

作者简介：黄宝龙(1976-)，男，辽宁岫岩人，博士后，副研究员，主要从事岩土工程方面的研究工作。

中图分类号：TD236

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)01-0101-02