中深孔爆破技术在大断面穿层岩巷掘进中的应用.pdf

康文辉+兰团晖

[摘 要]东坡煤矿在岩巷掘进中成功应用中深孔爆破技术，改变了原来的浅眼爆破工艺，证明了中深孔爆破技術是能够实现安全、快速和经济的一种炮掘工艺，为今后岩巷炮掘爆破参数的选择提供依据和经验。

[关键词]岩巷掘进 中深孔爆破 爆破参数

中图分类号：TG177 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0057-02

0 引言

东坡煤矿位于铜川市印台区广阳乡，是铜川矿业公司主要煤矿之一，设计年产量90万吨，2005年核定生产能力为105万吨/年。由于矿井建设早，主运输大巷东大巷为70年代施工的老巷道，施工工艺低，维护量大，又承担着全矿的原煤、材料、人员运输，且巷道内管路、缆线多，断面小，风阻大，风速高，不能满足现代矿井生产需要。根据生产需要，东坡煤矿决定施工一条皮带大巷（东翼皮带大巷），从井底主煤仓直接与东翼采区集中煤仓下口相连，实现全矿原煤从工作面到地面皮带运输。

东翼皮带大巷总工程量3175米，全部为岩巷，考虑到本工程量大，工期短，而传统的浅眼爆破月进尺低，无法满足矿井生产需要，经研究，决定采用中深孔爆破施工工艺，在施工中获得良好的效果。

1 巷道施工情况

1.1 巷道围岩性质

巷道围岩为奥灰岩，多数为薄层状层理结构，局部夹黄泥线，硬度f=4～6。

1.2 巷道断面形状及原来施工情况

东翼皮带大巷采用锚网喷支护，巷道断面形状为1/3圆弧拱，巷宽3.6m，墙高2m，拱高1.2m。

岩巷掘进施工均采用浅孔正向光面爆破，孔深一般为1～1.3m，炮眼一般布置45个，使用二级矿用乳化炸药，毫秒延期电雷管全断面一次起爆，爆破深度一般为0.8～1.0m，炸药消耗量一般为24kg/m，爆破效果不理想，炮眼利用率较低，一般为80%，火工品消耗量高，单头月进度一般为70m。

2 爆破参数的确定

2.1 炮眼深度及孔径的确定

岩巷爆破掘进时，各主要工序单位时间消耗量随炮眼深度的变化基本保持不变，而各工序之间的转换随炮眼深度的增加明显减少。为了降低单位工时消耗量，应尽量增加炮眼深度，但采用YT26气腿式凿岩机，炮眼深度一般控制在2.5m以内，超过2.5m时钻孔速度明显减慢，且容易出现夹钎、断钎现象，因此确定炮眼深度为2.3～2.5m之间。

炮眼孔径为42mm，药卷直径为35mm。

2.2 掏槽方式的确定

掏槽方式的选择与炮眼深度和巷道断面有很大关系，如果采用浅孔爆破时，多采用楔形掏槽，这样利于向工作面方向抛渣而获得较大的掏槽腔体，但楔形掏槽随炮眼深度的增加不利于控制钻孔方向，且受断面的影响不利于多台凿岩机平行作业。直眼掏槽的优点是不受巷道断面的限制，易于多台凿岩机平行作业，且钻眼工艺简单，缺点是向工作面方向抛渣能力弱。

直眼掏槽的形式有菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等，但菱形掏槽较为适用，利于井下操作。

为了施工方便，加快巷道掘进速度，确定掏槽方式为菱形直眼掏槽。

2.3 炮眼间距的确定

掏槽眼：掏槽眼一般布置在开挖断面的中央偏下位置，其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔，为辅助眼爆破增加一个自由面。对于井下小直径炮孔装药爆破，直眼掏槽眼距一般为孔径的3～8倍，采用菱形直眼掏槽，中间布置一个炮孔不装药，水平方向布置两个炮孔，每个炮孔距中间炮孔取200mm，垂直方向布置两个炮孔，每个炮孔距中间炮孔取300mm。

辅助眼：辅助眼位于掏槽眼与周边眼之间，起作用主要是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为周边眼增加一个自由面，根据围岩性质，一般为400～800mm。

周边眼：周边眼位于巷道的周边，在不耦合装药时，周边眼眼距一般取炮孔的10～18倍，取400～450mm。

底眼：底眼位于巷道地板向上200mm位置，俯角85°，眼距500mm。

2.4 装药方式及装药系数的确定

中深孔爆破采用反向装药，其优点有：

（1）炮眼利用率高，有利于提高单进和工效，降低单位炸药用量。

（2）周边眼为反向光爆不耦合装药，爆破后对巷道围岩结构破坏小，有利于提高巷道的稳定性及巷道成形。

（3）直眼掏槽反向装药，有利于掏槽向工作面抛渣。

根据巷道围岩性质，装药系数一般取：

掏槽眼：装药系数取炮眼长度的55%～70%。

辅助眼：装药系数取炮眼长度的45%～55%。

周边眼：周边眼为反向光爆不耦合装药，装药长度一般为200～400mm。

底眼：装药系数取炮眼长度的45%～60%。

3 施工效果分析

经过东翼皮带大巷一年多的实验，通过不断地分析、研究、改进，使得中深孔爆破技术逐步完善，从而取得良好的效果和经济利益。

（1）炮眼的利用率由原来的80%提高到现在的91%，巷道单头月进度由原来的70m提高到现在130m，月进度增加85%。

（2）炸药消耗量由原来的24kg/m下降到现在的17.2kg/m，消耗量降低28%。

（3）雷管消耗量由原来的56发/m下降到现在的22.38kg/m，消耗量降低60%。

（4）采用中深孔爆破技术，特别是周边眼采用反向不耦合装药，可以大大提高爆破质量，降低爆破对巷道周边围岩的破坏，保证了施工质量。

4 结束语

中深孔爆破技术在东坡煤矿东翼皮带大巷的成功应用，对东坡煤矿岩巷掘进爆破工艺的改革具有重大意义，同时也证明了岩巷采用中深孔爆破技术工艺，可以大大提高掘进速度，为今后岩巷炮掘爆破参数的选择提供依据和经验。

参考文献

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[4] 王文龙.钻眼爆破[M].北京：煤炭工业出版社，1989.

[5] 徐颖宗琦.光面爆破软垫层装药结构参数理论分析[J].煤炭学报，2000（6）.

作者简介

康文辉（1971—），男，河南禹州市人，1991年参加工作，本科学历，现铜川矿业公司东坡煤矿生产部工作。endprint