淺談硬巖巷道掘進爆破技術(shù)

許少華

摘要：隨著施工機械化程度的提高，中深孔爆破和光面爆破是巖石爆破發(fā)展的必然趨勢，也是爆破業(yè)發(fā)展的方向。本文介紹了礦用的爆破方式即中深孔爆破和光面爆破兩種方式，這樣提高了炮眼利用率，爆破效果有了很大提高，產(chǎn)生相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：巷道掘進;中深孔爆破;光面爆破硬巖

1 前言

在當(dāng)前煤礦形勢下，井下巖巷掘進爆破、尤其是堅硬石英砂巖巷道掘進爆破仍較多采用淺眼爆破作業(yè)方式，而對于石英砂巖，爆破效率普遍較低，更為嚴重的是爆落巖石大塊率高、而且它的裝巖生產(chǎn)效率也是很低，這樣嚴重影響掘進施工進度。巖巷掘進中深孔爆破可減少輔助作業(yè)時間，無論是掏槽形式和掏槽參數(shù)都與淺眼爆破有很大不同。不足以保證巖石破碎后充分移動，新自由面完全形成。不僅增加了出矸量和支護材料消耗，也降低了巷道的穩(wěn)定性。因此，如何提高爆破效率、改善爆破效果、增加進尺、保證成型，仍是巖巷石英砂巖掘進中深孔和光面爆破工作中應(yīng)解決的主要問題。

2 炮眼深度

影響炮眼深度的因素主要有：巖石性質(zhì)、鉆眼機械、循環(huán)作業(yè)方式、炸藥威力等，在選擇炮眼深度時應(yīng)綜合考慮。

⑴根據(jù)鉆眼機械確定。炮眼的深度的好壞直接關(guān)系著爆破效果的好壞，而且炮眼的深度與鉆眼機械也是相適應(yīng)。根據(jù)有關(guān)資料顯示，對于普通的氣腿式鑿巖機，鉆眼速就下降得越快。使克服釬子彈性變形的沖擊功增大，排渣難度也增大;其次釬桿能量消耗增加;再者人工拔釬也相當(dāng)困難。隨著鉆眼深度的增加，鉆速度的衰減加快。因此。使用普通式鑿巖機.如果采用鑿巖臺車配備重型導(dǎo)軌式鑿巖機，故能克服氣腿式鑿巖機的上述缺點，對巷道掘進中深孔爆破非常有利。

⑵單位炸藥消耗量。爆破每立方米原巖所消耗的炸藥量稱為單位炸藥消耗量，單位炸藥消耗量巖巷輪廓質(zhì)量及圍巖的穩(wěn)定性等。合理確定單位炸藥消耗量決定于多種因素，因此，要精確計算單位炸藥消耗量是很困難的。在實際施工中，可以根據(jù)經(jīng)驗公式或參考國家定額標準來確定，但還需在實踐中巖石變化進行調(diào)整。

⑶裝藥結(jié)構(gòu) 我們還要考慮到在爆炸的藥包起爆時，藥包的位置決定著炸藥起爆后爆轟波的傳播方向，這也決定了爆轟氣體的作業(yè)時間，是影響巖石爆破作業(yè)和爆破效果的重要因素。我們從理論的分析和實踐的經(jīng)驗可以得到證明，反向裝藥比正向裝藥效果要好。一方面，反向起爆有利于眼底巖石的破碎，炸藥的能量得到充分合理的利用。另一方面，反向裝藥的爆轟波向眼口傳播，對巖石的拉斷力大。但采用此爆破結(jié)構(gòu)要采取相應(yīng)的安全措施。

3 中深孔爆破

⑴掏槽爆破形式。掏槽爆破提高掏槽爆破的成功率和效率，決定了整個爆破質(zhì)量和掘進效果;是提高巖巷掘進速度和爆破效率的主要因素，而掏槽效果的好壞又主要取決于掏槽方式。所以，按照掘進工作面大小選擇合理的掏槽方式，顯得更為重要。中深孔爆破時，楔形掏槽的應(yīng)用卻受到了巷道斷面寬度的限制，必須采用直眼掏槽，中間補一路空眼。因此，各種掏槽形的共同特點是利用空眼作為首爆裝藥眼的輔助自由面和破碎巖石的補償空間，直眼掏槽常有數(shù)量不等的平行空眼。我們可以總結(jié)出選擇掏槽形式時考慮的原則有以下幾個方面：①有較高的炮眼利率和較大的槽腔表面積，才能為后爆炮眼創(chuàng)造更為充分的自由面;②掏槽形式越簡單越好。因為其結(jié)構(gòu)簡單，易掌握，現(xiàn)場使用較廣。③首爆炮眼裝藥應(yīng)占有較多的空眼。空眼越多對掏槽爆破越有利，因為這樣可提供自由面和補償空間。

⑵ 掏槽爆破參數(shù)。目前，從國內(nèi)外較堅硬巖石巷道掘進爆破的實例和理論分析可以得出，垂直楔形掏槽可以充分利用工作面這唯一的自由面，能夠獲得較大的掏槽面積和槽腔體積。而巷道中深孔爆破，當(dāng)巷道斷面較小時斜眼楔形掏槽的應(yīng)用就受到了巷道斷面寬度的限制，可采用直眼掏槽，而巷道斷面較大時，也較多采用楔形掏槽。我們通過長期實驗和實踐可知，對硬巖巷道，當(dāng)巷道斷面能滿足鉆眼掏槽要求時，最好的掏槽方式可以采用垂直楔形掏槽。掏槽爆破裝藥爆后要將槽腔內(nèi)巖石充分破碎并拋出，所以，其裝藥量要根據(jù)不同種類的巖石裝藥量有變。

4 光面爆破

眾所周知，一個較好的光面爆破效果是減少周邊圍巖破壞的關(guān)鍵。巖巷掘進均應(yīng)采取周邊光面爆破技術(shù)。在一般情況下，光面爆破炮眼間距取20倍的炮眼直徑，但是我們可以根據(jù)長期實踐經(jīng)驗和查閱有關(guān)文獻資料可以得知，一般巖石現(xiàn)場施工實際采的炮眼間距控制在450—500 mm。光面爆破炮眼布置的另一個重要參數(shù)是炮眼密集系數(shù)，一般控制在300mm，較合理的光爆裝藥結(jié)構(gòu)為徑向間隙不耦合和軸.耦合介質(zhì)通常為空氣，但為確保安全，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定在有瓦斯和煤塵的工作面不許采用空氣不耦合裝藥。所以，設(shè)計施工中為嚴格控制周邊眼的裝藥量以求減少對周邊圍巖的損傷，巷道周邊眼裝藥量要求爆破后在炮眼周圍的巖石中不產(chǎn)生粉碎性破壞，并能在巖壁上留有眼痕。

5 結(jié)論

隨著施工機械化程度的提高，中深孔爆破和光面爆破是發(fā)展的必然趨勢，根據(jù)現(xiàn)場巖石性質(zhì)和施工條件，我們在爆破參數(shù)、炸藥單耗和炮泥堵塞等幾個方面進行了較為深入的分析和研究，經(jīng)反復(fù)多次的試驗，提出了較為合理有效的適用于硬巖巷道掘進爆破施工的基本技術(shù)方案和措施，從而掘進速度有了較大提高，也積累了經(jīng)驗。因此，中深孔爆破和光面爆破并舉是既保證質(zhì)量和速度又可取得高效益的關(guān)鍵。初步分析了深井中深孔爆破和光面爆破的參數(shù)，這對現(xiàn)場參數(shù)設(shè)計和爆破施工具有很好的指導(dǎo)意義。

參考文獻：

[1] 徐穎，宗琦.地下工程爆破理論及應(yīng)用【m】.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001

[2] 何勇松.中深孔爆破技術(shù)在半煤巖巷中的應(yīng)用【j】.煤炭技術(shù)，2004.

（作者單位：中煤新集 劉莊煤礦）