地下矿山工程井巷掘进爆破技术及实施要点的思考

谢小均

摘 要： 矿产开采是从地壳中将矿物挖掘出来并运输到矿物加工地点的过程和工作，采矿作业就是通过井巷掘进，形成开挖体和运输通道以及安全设施、辅助设施的开采面，采用爆破技术进行井巷掘进会达到事半功倍的效果。

关键词： 地下矿山工程;井巷掘进爆破技术;实施要点

【中图分类号】TD235.4     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0215-01

引言：从施工工艺的角度出发，对钻爆法中的井巷掘进进行分析可知，该方法的爆破工序主要可分为四个方面，即：①钻孔;②装药;③连线;④起爆。而若要想要连续不断的推动工作进程的，往往需要从各个环节进行连续展开，当在掘进的过程中应该尤为注意各个环节之间存在的问题，从而最大程度的为掘进工作提供保障。在对工作面的岩石进行爆破时，若不能取得较好的效果，也就会对井巷掘进产生影响。

1 提高掘进爆破效率的途经

爆破效率及其效率低的表现所谓爆破效率，主要是指炮眼利用率和井巷成形的规整度。井巷掘进爆破效率低的主要表现是：炮眼利用率低，爆破后留有残眼达20%以上，遇砂岩、火成岩时甚至超过40%;巷道超、欠挖现象严重，成形不规整。提高爆破效率的途经如何提高爆破效率，途经当然很多，如根据不同岩性、掘进断面和循环进度，通过合理地选择掏槽方式，确定合适的装药量和装填结构，安排合适的起爆顺序，注意炮眼封堵质量和精心施工等是提高爆破效率的主要技术措施。

2 地下矿山工程井巷掘进爆破技术及实施要点

2.1 井巷掘进爆破技术的相关参数

炮孔的直径以及炸药的单位使用量都会对井巷掘进爆破技术产生一定的影响，所以必须要针对井巷掘进爆破的相关参数进行全面分析。炮口直径炮孔的直径太小很容易导致爆破效果出现差异，如果炮孔直径比较大，则装药的直径也大，这样能够保证爆破的集中性，提高爆破的整体效率和整体的进度。如果炮孔的直径过大，很容易降低爆破的速率，炮孔的数量也会减少，对于岩石的破坏量效果不足，巷道周围的平整度也会产生参差不齐的问题。对于整个爆破效果来说，如果炮孔直径过大很容易导致井巷掘进爆破的难度增大，所以必须要根据设备工具和性质进行全面的分析，只有在施工场地进行综合判断，并且对照实验，才能够有效选择最合适的炮孔直径。炮孔深度炮孔的深度就是指孔底与施工面之间的垂直距离，深度作为爆破的重要参数，不仅影响了凿岩爆破的整体施工质量，而且对于挖掘的全过程也会产生影响。所以为了提高挖掘的速度，要合理保持炮孔的深度，进一步提升精细化水平，保证挖掘技术不断提升。孔距孔距对于炮孔的直径深度以及炸药的使用量等因素都会产生重要影响。在明确了岩石性质以及井巷断面的情况下，必须要针对炮孔数量、炮孔的装药量等参数进行合理调整，从而选择最佳的孔距。孔距的确定，必须要结合多年的施工经验，一般情况下，孔距的间距在400～600mm左右，周边孔的孔距则是在600～700mm左右，周边孔到轮廓线之间的距离在100～150mm左右。通常如果井巷掘進爆破技术的施工场地的地质较软，则周边孔后和轮廓线之间的距离应该在200～300mm左右，但是这些数据必须要根据实际的施工条件进行适当的调整。

2.2 掏槽方式

确定掏槽形式，应根据井巷断面、岩石性质和地质构造条件等因素加以确定。①锥形掏槽。在工作面中部构成锥形炮孔组，多用于竖井掘进，各掏槽炮孔底部不贯通，通常排列成角锥形或圆锥形，前者用于平巷掘进，后者适用于圆形井筒掘进。锥形掏槽炮孔孔底距为10～20cm时，利于爆破破岩和抛出岩块，倾角取55°～70°，每对炮孔孔口距离取0.4～1.0m，岩石难爆时取偏小值。②楔形掏槽。这种掏槽具有两排以上相对的炮孔，爆破形成楔形空间，多用于中硬以上均质岩石、断面尺寸大于4m2的巷道掘进中。每对炮孔孔底距离取为10～20cm，孔口距离则与孔深和倾角大小有关，炮孔倾角（与工作面交角）取60°～75°。根据岩石的层理或节理方向，又可分为水平楔形和垂直楔形。③龟裂掏槽。它又称缝形掏槽，适用于中硬以上岩石，炮孔数目为3～7个，孔距取8～12cm，空孔直径可与装药炮孔相同，也可用大直径空孔。生产中因所获槽腔宽度不大，故多被桶形掏槽所取代。④桶形掏槽。它又称为柱形掏槽，是在中硬以上岩石中应用最广的垂直掏槽形式之一。其掏槽腔体积和宽度较大，利于辅助孔的爆破。空孔直径可大于或等于装药炮孔的直径，采用大直径空孔时能够形成较大的人工自由面和补偿空间。有很多行之有效的桶形掏槽方案。⑤螺旋掏槽。与桶形掏槽不同，螺旋掏槽各装药炮孔与空孔距离为依次递增，空孔至各装药孔的距离依次为空孔直径的1～1.8，2～3.5，3～4.5，4～5.5倍。随着装药炮孔的依次起爆，槽腔体积逐次扩大。对特别难爆岩石，可增加空孔以加大自由面和补偿空间体积。应当强调的是，空孔的直径大小、数量和位置，在垂直掏槽形式中起重要作用。

2.3 井巷掘进爆破的作用机理

在井巷掘进爆破的过程中，由于爆炸产生的巨大冲击力，会导致爆破区域周边的岩石出现破碎裂缝等情况，在环向拉应力的影响之下，应力波会导致岩体的裂缝不断扩张，形成二次裂缝。爆炸所产生的气体会让整个岩石内部的体积膨胀，形成一定的破碎块度。如果膨胀体积不断增大，岩石会形成爆破漏斗，应力波造成的破坏力远远超过爆炸所产生的气体破坏效果。所以在炮眼炸药爆炸的过程中，爆炸要从炮眼的中心向四周进行扩散，必须要针对不同的爆炸作用将爆炸范围进行合理划分，并且每一个区域的爆破效果都存在不同的差异。第一个区域的爆破效果属于粉碎区域，这一区域受到的冲击力最大粉碎区的半径为74mm左右，在这一范围内，所有的矿盐都会在强大的应力波作用下受到持续的破坏，最终形成粉末。第二个区域是破碎区域。破碎区域受到应力波和爆炸气体共同作用，所以会导致岩石出现裂缝破裂的问题，在爆炸应力波的作用下，会导致岩石直接破碎，爆炸气体则会对矿岩进行深度破坏，必须要充分的运用爆炸气体。第三个区域是节理裂隙的破坏，在第三个区域内，无论是爆炸应力还是爆炸气体，都无法对天然岩体造成破坏，但是会产生节理裂缝。采用井巷掘进爆破技术方法，由于一次爆破石方量大，因而每月爆破次数少，同时爆破作业时爆破噪声和震动也比较小。因此，采用井巷掘进爆破技术作业方式，可以提高安全系数，增强安全性，同时也可以解决矿山爆破作业过程中震动大、飞石多、爆破次数多等难题。

结语：综上所述，随着我国矿山井巷掘进爆破技术的不断发展，在施工过程中，应该根据矿井地质条件和井巷掘进设计要求，充分利用好各种技术，做好爆破准备，并进行合理爆破，从而良取得较好的爆破效果。

参考文献

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[2] 吕存书.中孔直眼掏槽深孔爆破技术在岩巷掘进中的应用[J].中国战略新兴产业，2018，（24）：157.