聚能爆破在岩巷掘进中的应用

刘书博

摘要：运用BTC聚能管的聚能作用原理，控制爆轰波的传播方向，达到定向预裂爆破目的，从而保证巷道成型规整，提高经济效益。

关键词：BTC聚能导爆管;光面爆破;爆裂方向

光面爆破是煤矿岩巷掘进中的主要工序，一般采用减少周边眼间距及装药量来实现，使巷道成型达到了一定效果，但巷道局部超挖仍较严重，围岩受到较大的破坏。且打眼时间长，循环进度少。我矿为提高岩巷掘进进度，保证巷道成型，创新爆破施工工艺，在280矿井水处理硐室掘进中，采用聚能爆破新技术，即解决了巷道超欠挖问题，保证了巷道成型質量;又提高了岩巷掘进循环进度，提高了岩巷单进水平。

1 巷道基本情况

280矿井水处理硐室设计规格4200*3200mm，支护方式为锚网索喷联合支护，巷道设计层位在2#煤层顶板，岩层为砂岩，岩石硬度系数f=46。

2 聚能爆破原理

利用BTC聚能管控制爆裂方向技术，在巷道轮廓线内施工炮孔，采用双向聚能管装药，并使聚能方向相切于巷道轮廓线，使无序爆破在聚能瞬时抑制和导向作用下，在两个设定方向上（开口处）产生高能流，并产生集中张拉应力，集中定向释放。当爆轰压力超过岩体的抗拉强度时，就会使其沿轮廓线方向产生裂隙并定向扩展，使周边眼眼孔之间形成贯穿裂缝，达到定向断裂爆破的目的，从而大大降低爆破炸药单耗，同时对巷道周边的岩体所受损伤也大大减低。BTC聚能管爆破裂隙示意图如下图所示。

3 聚能爆破技术参数

3.1 聚能爆破钻孔

采用钻头直径45mm，聚能眼（周边眼）孔深1400mm，掏槽眼、底眼孔深1600mm，辅助眼孔深1400mm。

3.2 聚能管

聚能管为双向聚能管，型号为BTC900，外径42mm，内径36.5mm。

3.3 爆破炸药

采用煤矿许用三级乳化炸药，炸药规格为∮32x300mm/卷

3.4 炮眼间距及最小抵抗线

炮眼间距为450mm，抵抗线500～550mm（施工中视围岩具体情况适当调整）。

4 施工技术要求

（1）装药前必须将爆破钻孔中的岩粉用压风吹净。

（2）在聚能管中进行装药，先将5段电雷管插入药卷中（视岩性及炮眼深度适量装药，本工程周边眼装药量为1个药卷、半个药卷交替装药，且保证聚能药包相互接触），再将药卷放入聚能管前部顶端，用铁丝插入固定防止滑动。

（3）将聚能管顺周边眼塞入孔中，剩余200mm时将聚能管聚能方向调至与轮廓线一致，然后继续用专用工具（调向器）将聚能管捅到孔底，方向进行微调，最后确认管聚能方向与轮廓线一致。

（4）用炮泥封堵眼口，将炮泥送入孔中，然后用炮棍捣实，封堵长度不少于600mm，（装药结构示意图）即可按正常程序放炮。

5 聚能爆破参数的选定

光面爆破法掏槽眼深度为1.2m，辅助眼和周边眼深度为1m，单循环进尺为0.8m，每日3个循环，进2.4m。

我矿引进聚能爆破技术，使用聚能管爆破周边眼，在井下现场实验，得到两组参数：

（1）周边眼和辅助眼眼深为2.2m，掏槽眼、底眼眼深2.4m，循环进度2m，每2个小班1个循环，进2m，日进3m，但是在实验中发现由于岩性、眼深，以及打眼角度问题，聚能管不能深入孔底，造成残眼长，周边眼2.2m，残眼留下0.6m，进尺只有1.6m，光爆成型很好，就是进尺少。

（2）周边眼和辅助眼眼深为1.4m，掏槽眼、底眼眼深1.6m，循环进度1.2m，每日3个循环，进3.6m，这样每班都是一个循环，职工操作方便，进尺也达到了预计要求。

通过两次实验对比最终选用第二种方案。

6 聚能爆破的优点及效益

优点：巷道采用周边定向断裂爆破施工技术，减少了对巷道围岩的破坏，减少了炮震裂隙。提高了周边眼的眼痕率，保证了巷道的成型完整，提高了循环进尺，提高了岩巷单进水平。

经济效益：在辛安矿280矿井水处理硐室掘进巷道施工中，采用聚能爆破新工艺，收到了较好经济效益。循环进尺由0.8m提高到1.2m，每m少出矸石4m3，节省喷射砼3m3，通过综合经济分析计算，每m节省262元，整个工程减少投资3.8万元。

7 结论

（1）使用BTC聚能管进行光面爆破，属光爆施工新工艺，控制爆裂方向效果显著。

（2）由于聚能管较长，应在其尾部充填炮泥，以保证不因炮杆填装孔时改变聚能药包的放置方向，降低爆破效果。

（3）正确使用BTC聚能管，操作时严格控制聚能管的开口方向，沿巷道轮廓线布置。

（4）提高爆破质量及选择合理支护形式是保证巷道稳定的关键因素。