中硬巖中深孔爆破技術(shù)在告成煤礦的應(yīng)用

孫少軍，王志敬

（鄭煤集團(tuán) 告成煤礦，河南 登封452477）

1 工程概況

25001底抽巷位于L7灰?guī)r層位中，巖石硬度系數(shù)f＞12，巷道設(shè)計為半圓拱形斷面，凈寬4.2m，凈高3.4m，凈斷面12.3m2，－10°下山施工，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。采用YT－28型氣腿式鑿巖機(jī)打眼，炮眼直徑為42mm。雷管采用煤礦許用工業(yè)8號1～5段毫秒延期電雷管，角線長2m和3m，采用電容式放炮器起爆；炸藥為三級煤礦許用乳化炸藥，Φ35mm／200g。

2 爆破參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

2.1 優(yōu)化掏槽方案

2.1.1 打眼深度及炮眼直徑的確定

（1）鉆眼深度應(yīng)根據(jù)月進(jìn)尺任務(wù)和鑿巖機(jī)械、循環(huán)作業(yè)方式、裝巖設(shè)備的能力來確定。合理的炮眼深度應(yīng)以高速、高效、低成本、便于組織正規(guī)循環(huán)作業(yè)為原則，為實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)尺1.8m以上，延長鉆眼機(jī)具的使用壽命，提高打鉆效率，在經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查采用YT－28型氣腿式鑿巖機(jī)，鉆眼速度在眼深2.3m左右時變化不大，超過2.3m以后鉆眼工效明顯降低，容易出現(xiàn)夾鉆。因此，確定炮眼深度為一掏槽眼孔深1.3m，二掏槽眼孔深2.2m，助掏槽眼孔深2.01m，其它炮眼孔深均按2.0m布置。

（2）增大炮眼直徑可以提高炸藥的爆速、爆轟壓力，能夠增大爆炸應(yīng)力波峰值、應(yīng)力波作用時間及沖擊量。因此，炮眼直徑比照標(biāo)準(zhǔn)炸藥直徑35mm大7mm來確定，炮眼直徑為42mm。

2.1.2 掏槽形式和掏槽參數(shù)的確定

目前巖石巷道掘進(jìn)爆破常用的掏槽眼布置為楔形掏槽，鉆眼技術(shù)比較簡單，易于掌握，且掏槽徹底，掏槽眼位于工作面中下部，首先起爆，使工作面形成第二個自由面，為其余炮眼的爆破創(chuàng)造條件。為此設(shè)計采用楔形直眼掏槽，掏槽眼底的距離控制在0.4m，每對槽眼垂直距離控制在0.5m，其中一掏槽眼布置3對6個孔，角度控制在75°；二掏槽眼布置4對8個孔，角度控制在80°，共計14個掏槽孔。

2.1.3 周邊眼裝藥量的確定

光面爆破要求周邊眼裝藥爆炸后，周邊應(yīng)留有炮眼痕跡。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)，確定炸藥單耗在1m2可布置3～5個炮眼，炸藥單耗2.5kg／m3；為此確定周邊眼單孔裝藥量為0.8kg，根據(jù)施工斷面12.3m2，設(shè)計周邊眼28個，間距0.35～0.4m，炮眼布置在巷道輪廓線上，鉆眼向外偏斜，眼底落在輪廓線外30～40mm；最小抵抗線0.4～0.45m，選用五段雷管起爆（見圖1）。

圖1 楔形掏槽爆破

2.2 其它炮眼爆破參數(shù)的選取

根據(jù)巷道斷面及巖性，以巷道中線為基準(zhǔn)，在巷道左右兩邊均勻布置崩落眼和二圈眼，崩落眼與二掏槽眼眼口間距按0.4～0.5m控制，底眼眼口高于底板100～200 mm，下扎角度以眼底落在巷道底板外100～200mm。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

炮泥質(zhì)量的好壞和封孔長度直接影響到爆破效果和安全以及爆轟波的吸收，因此裝藥時，必須清除炮眼內(nèi)的余粉，根據(jù)爆破圖表規(guī)定的裝藥量，將藥卷、引藥按順序放進(jìn)炮眼口，用炮棍輕輕推入眼底，眼內(nèi)各藥卷必須彼此密接。封孔時在藥卷外填上30～40mm的粘土炮泥后，再裝入一至數(shù)個水炮皮，剩余部分再用粘土炮泥充填，孔口用粘土炮泥封實(shí)，封泥長度不得小于0.5m。

2.4 使用恰當(dāng)?shù)钠鸨樞?/h3>

在成組藥包爆破時，先起爆的藥包為后續(xù)起爆藥包創(chuàng)造自由面。齊發(fā)爆破和延期爆破對巖石的作用過程是不同的，秒差延期爆破實(shí)際上是單發(fā)爆破的簡單相加，毫秒微差擠壓爆破是利用孔間微差遲發(fā)不斷創(chuàng)造臨空面，使巖石內(nèi)的應(yīng)力波與先期產(chǎn)生且殘留在巖體內(nèi)的應(yīng)力相迭加，從而提高爆破的能量利用率。為了使掏槽徹底，先給其它藥包提供一個自由面，試驗(yàn)時對掏槽眼用一段雷管起爆，把破碎后的巖石拋出，崩落眼用二段，其它炮眼的段數(shù)由內(nèi)往外依次排下去。

3 施工中采取的措施

1）每班由班長或驗(yàn)收員記錄每一循環(huán)實(shí)際爆破進(jìn)尺，詳細(xì)記錄當(dāng)班遇到的情況，如掏槽眼利用率、周邊眼眼痕率情況等，作為分析、研究施工過程中存在問題的依據(jù)。

2）打眼工必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，采用定人、定鑿巖機(jī)、定位、定眼數(shù)、定時間的崗位責(zé)任制。減少鑿巖機(jī)左右移動時間，便于職工熟悉炮位、眼深，確保打眼質(zhì)量，同時，根據(jù)爆破效果，及時修改有關(guān)技術(shù)參數(shù)，確保光爆質(zhì)量符合規(guī)定。

3）每班打眼前先找好中腰線，描出巷道輪廓線、點(diǎn)好眼位，嚴(yán)格按“光爆”要求實(shí)施打眼，重點(diǎn)控制周邊眼眼距和裝藥量。

4）合理布置風(fēng)水管路，風(fēng)水管路安設(shè)分支器，滿足打鉆要求，及時對鑿巖機(jī)維修維護(hù)。

4 爆破效果分析

從爆破效率分析統(tǒng)計表（表1）可以看出，在現(xiàn)有設(shè)備情況下，采用中深孔爆破可以明顯地提高單循環(huán)進(jìn)尺，巷道周邊成型規(guī)整，超欠挖現(xiàn)象明顯得到改善，減少因巖面不平引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使巷道能保持穩(wěn)定狀態(tài)。不但減少了打眼、排矸工作量，控制了爆破成本，提高了勞動效率，而且節(jié)約了掘進(jìn)成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高，達(dá)到預(yù)期目的。掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺由0.8m提高至1.8m，比傳統(tǒng)爆破提高125%；連續(xù)3個月月單進(jìn)88m；而且通過對改變周邊眼的裝藥量，達(dá)到較高的周邊眼眼痕率（81%以上）。

表1 爆破效率分析統(tǒng)計