浅谈煤矿硬岩巷道掘进中的中深孔与光面爆破技术

黄艳兵

【摘要】在煤矿硬岩巷道掘进过程中，中深孔爆破和光面爆破则是当前主要的掘进爆破形式和方法，也是硬岩爆破发展的主要趋势，又是爆破行业发展的重点方向。在此介绍这两种爆破方式的相关情况及参数确定原则，就如何提高爆破效率做出了简要分析和探讨。通过分析得知，提高炮眼利用率，爆破效果就有了很大的提高，所产生的经济效益也比较可观。

【关键词】煤矿掘进 硬岩巷道 中深孔与光面爆破 参数设计

一、综述

大家知道，在传统的爆破形式中，主要是以浅眼爆破的作业方式进行的，虽然这种爆破方式有其各自优缺点，但是要在硬岩中爆破，其优势就体现不出来了，而缺点就会更加凸显。采用这种浅眼爆破方式，爆破效率也比较低，而更为严重的是爆落岩石大块率还高，这样装岩的生产效率就会大大降低，会严重影响掘进施工速度的。所以，近年来在煤矿硬岩巷道掘进施工中，中深孔爆破和光面爆破则是两种主要的掘进爆破形式与方法，它们也是硬岩爆破发展的必然趋势，又是爆破行业主要发展的方向。所以，当今进一步提高爆破效率和爆破质量则是我们所要研究的关键问题。在此，就中深孔爆破和光面爆破中有关参数的确定方法作以简要探讨。

二、炮眼深度的确定方法

在煤矿硬岩巷道爆破过程中，由于炮眼深度对爆破效果的好壞有着很重要作用和影响。炮眼深度又要受到比如岩石的性质、钻眼机械、装药结构、炸药的使用量和循环作业方式等几大因素的影响。所以，我们应该综合考虑这些因素，这样才能使得炮眼达到最佳深度，且获得的爆破效果更好。

（1）根据钻眼机械确定炮眼深度。由于爆眼深度还与钻眼机械有着密切的关系，所以钻眼的参数是否与钻眼机械的参数相适应、合理，这就直接决定着爆眼深度的好坏。根据查阅大量资料和现场调研发现，对于普通的气腿式凿岩机，在硬岩钻眼中，钻眼的速度下降，从而克服钎子的弹性变形冲击力就越大，这样使得排粉难度在趋于困难。随着钻眼的深度的增加，其钻的速度衰减也逐渐加快。所以，在使用普通式凿岩机时，如果采用重型导轨式凿岩机，那么就能克服气腿式凿岩机的上述缺点，这对于巷道掘进中深孔钻眼、爆破都非常有利，相应能提高钻眼和爆破的速度。

（2）核算单位炸药消耗量。一般要精确计算单位炸药消耗量是比较困难的，我们只能在实践操作过程中总结掌握。在一般情况下，都是参考经验公式和国家相关规定标准来确定的。但是，这些公式和国标也都需要在实践中不断的调整和完善，以力求更加适应。

（3）根据循环作业方式确定炮眼深度。比较合理的炮眼深度设计，除了以上所论述的钻眼机械和单位炸药消耗量考虑外，同时还应该根据煤矿的循环作业方式是否相协调和适应确定。为此，这就要求合理的炮眼深度能够达到质量较好的爆破设计效果，且又能保证每班或完成整个循环作业，从而实现正规循环作业的施工模式。

（4）考虑装药结构因素的影响。在爆破设计过程中，还要考虑到在爆炸的药包起爆时药包的位置，它决定着炸药起爆后爆轰波的传播方向，因为这个因素直接影响岩石爆破作业和爆破的效果。这个问题从理论的分析和实践的经验中都得到了验证。一般反向装药要比正向装药爆破效果要好。所以，其它炮眼均应采用正向起爆顺序。

三、中深孔爆破中掏槽形式及相关参数

（1）掏槽爆破形式的选择。一般掏槽爆破能提高掏槽爆破的成功率和效率，并决定了整个爆破质量和掘进效果。而掏槽效果的好坏又主要取决于掏槽方式。当采用中深孔爆破时，必须采用直眼掏槽效果才好。除了普通简单的角柱形直眼掏槽形式外，目前较为先进的岩巷掘进直眼掏槽方式一一直眼迈步式掏槽方式可增大槽腔体积，并降低抛掷作用，有利于装岩。同时，采用这种方式也提高了掘进的工效。根据实践经验，总结出了选择掏槽形式时考虑的原则有以下两个方面：一是有较高的炮眼利率和较大的槽腔表面积，能为后爆炮眼创造更为充分的自由面；二是掏槽的形式一般越简单越好。

（2）掏槽爆破参数的确定原则。对于垂直楔形掏槽形式还说，可以充分利用工作面这唯一的自由面，而巷道中深孔爆破就较为合适。当巷道断面较小时，斜眼楔形掏槽的应用就受到了巷道断面宽度的限制，所以这时可采用直眼掏槽；而巷道断面较大时，实践中也较多的都采用楔形掏槽。通过长期实验和实践可知，对硬岩巷道来说，当巷道断面能满足钻眼掏槽要求时，最好的掏槽方式就是采用垂直楔形掏槽方式。 四、光面爆破参数设计 对于光面爆破，在一般情况下，光面爆破炮眼的间距取21倍的炮眼直径较为合适。但是，根据长期实践经验和查阅有关文献资料还知道，现场施工实际采的炮眼间距控制在450-500ram较好。光面爆破炮眼布置的另一个重要参数是炮眼密集系数，根据《煤矿安全规程》规定，在有沼气和煤尘的工作面不许采用空气不耦合装药。因此，我们在设计施工中为严格控制周边眼的装药量，以求减少对周边围岩的损伤。对于巷道周边眼装药量，要求爆破后在炮眼周围的岩石中不产生粉碎性破坏，并能在岩壁上留有眼痕为宜。

五、结束语

在煤矿巷道爆破施工中，其爆破施工工艺的不断改善与进步非常重要，而中深孔爆破和光面爆破就是发展的必然趋势。我们通过现场试验研究中，可以很清楚的发现，在对岩石性质和施工条件确定的情况下，爆破参数、炸药单耗和炮泥堵塞等条件，对爆破的质量、效率等都有很明显的影响。我们在经过多次反复的实验，从中找到了一些规律，提出了一些施工理论经验，该施工技术和方法对于指导硬岩巷道掘进有着重要的作用，便于制定下步硬岩巷道掘进的基本施工技术方案。积累更为适用的、科学的实践经验，为今后的持续生产奠定了基础。这也充分说明了一个问题：中深孔爆破和光面爆破并举则是既保证质量和速度又可取得高效益的关键。通过初步分析深井中深孔爆破和光面爆破参数选择的原则，这对于现场参数的设计和爆破施工都具有很好的指导意义和借鉴意义。

参考文献：

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