中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用分析

 中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用分析

宋艳军

摘要：光面爆破是通过控制爆破的作用范围和方向来保持爆破后岩石平整一种爆破手段，它能够使爆破后的新壁面平整并没有明显被破坏痕迹的爆破技术,是煤矿进行快速掘进重要步骤,它严格影响着煤矿巷道的质量和成巷工期。在岩巷中深孔爆破施工中，若能结合光面爆破技术，不但能提高施工的效率和速度，还能降低材料消耗，降低施工成本，提高经济效益。只有设计符合煤矿情况的炮眼深度，选用正确的掏槽途径，设计恰当的装药结构和毫秒延期间隔时间及光爆参数，才能真正有效地帮助煤矿提高提高掘进速度，从而达到提高煤矿工作效率的目的。

关键词：中深孔光面爆破；煤矿掘进；应用

一、引言

在煤矿掘进过程中应用巷道光面爆破施工的技术十分常见。而且随着科技的发展和技术的进步,对岩巷施工的工程质量速度的要求也逐渐提高。而根据对各大煤矿的调查，我们了解到，中深孔光面爆破在施工速度和施工质量方面，都能够达到各大煤矿企业的要求。

部分巷道由于服务年限过长，开采环境相对较差，巷道受矿压的影响较大。这些巷道大部分不规则地分布在岩石中，所以，合理选择施工技术，对保证掘进施工的质量和进度有巨大作用。为提高岩巷掘进施工的品质，在不改变掘进方法、不增加成本负担、不增加工作人员工作量的前提下，通过对爆破效果的最终分析，对相应的爆破参数和施工技术措施进行有效应用，在岩巷施工实践中促进工程效率的提高。

二、恰当选择掏槽眼

2.1　掏槽方式的选择

掏槽眼在炮掘过程中,能够更好的起到增加自由面的作用，所以，对于掏槽眼的爆破有很大的必要性，它需要一定的自由面条件，而且由于它受岩石的夹制作用，使岩石碎裂十分困难；而掏槽爆破的效果是更好进行其它炮眼爆破的前提，因此，必须选择恰当的掏槽形式来更好的帮助爆破。

直眼掏槽是目前中深孔爆破时最常用的掏槽手段，其形式虽然多种多样，但是有一个共同点便是这些方式都是利用空眼做首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的补偿空间。因此,直眼掏槽均有不用数目的平行空眼。

除上述方面外，确定掏槽方式还应考虑以下方面，首先是掏槽形式雷管所有段数应该尽量减少，并应坚持简单化，否则难以实现巷道全断面一次性爆破，掏槽眼爆破后,能形成第二个很大的自由面和较高的炮眼使用率，首爆装药炮眼应占有一定数量的空眼。

根据第二个自由面的形成机理,掏槽眼爆破后,一部分炸药使岩石碎裂,另一部分炸药在形成弱抛掷后产生爆破漏斗,这对后继的爆破活动产生很大的负面影响。孔中装入一定数量的延时起爆炸药,一定做到不堵塞炮眼,可将装药孔破碎的岩石抛出槽腔，避免装药孔堵塞。

2.2　直眼掏槽炮眼间距和装药量的合理选择

到现在为止，关于中深孔直眼掏槽炮眼布置参数现仍然没有确定的标准进行计算。因此,掏槽眼应布置在破裂区内，掏槽眼间距小于破裂区半径，确定破裂区半径，根据掏槽爆破要求,装药爆破的目标是将第二个自由面内的岩石充分碎裂并将其抛出,因此,要对直眼掏槽药量进行测算，并要求其装药量比其它炮眼要多。

三、光爆参数和合理微差间隔时间的选择

3.1　确定炮眼密集系数和周边炮眼间距

根据前人的研究介绍和分析，我们能够得知，光面爆破炮眼密集系数的取值一般是0.8-1.0。通过双孔双自由面爆破模型试验,在对炮眼断面的平整程度、炮眼利用率等指标进行合理分析的前提下,可适当增大光爆炮眼密集系数,巷道曲率半径大时,便不需要较大的破坏力,综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂缝形成过程中的作用,并炮眼间距可按下式求算:

3.2　装药结构

首先需要确定装药结构的具体参数，并在以下两个方面着手，第一要保证保证围岩未受到破坏，这也要求作用在岩壁上的初始压力必须小于岩石动态抗压强度，除此之外，要保证炮眼连心线位置向孔壁处开裂，也就是眼壁上的初始拉力，必须大于岩石的抗拉程度。

周边眼采用反向装药时,孔内装填水炮泥,孔口需要用泡泥进行封堵。炸药爆炸时,水炮泥会变成水雾，并和空气结合在一起，充当冲击波的传播媒介,由于空气柱的存在,使冲击波强度降低,减轻了装药段对围岩的破碎,同时空气柱使爆炸产生物能在整个炮孔内发生膨胀,避免眼口崩不下来,使周边眼眼痕完整,岩壁无大裂缝。

3.3　炮眼深度和毫秒延期间隔时间的确定

中深孔爆破要在确定炮眼深度的基础上进行。炮眼深度的确定，主要是由岩石属性、巷道断面面积、工作方式、机械设备等具体问题来决定,尤其是机械设备和具体工作方式。因此,为提高循环进尺，加快掘进速度，便不能过度加深炮眼深度，因为炮眼深度如果过大，会增加打眼和辅助时间，降低钻眼速度。

通过理论和实践，我们了解到，岩巷掘进由于自由面和空间都比较小,导致岩石所承受的夹制力大，使岩石产生变形、移动和破坏等问题,尤其是掏槽爆破和中深孔或深孔爆破时更加明显。延期间隔时间短,不能使岩石在破碎后能够被移动，并促进形成新自由面，如果炮眼利用率低，便会在很大程度上影响爆破的效果。

四、最终确定现场爆破参数

较为常见的直眼掏槽形式有五花眼掏槽、菱形掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽等。装药分段毫秒起爆，也能够使装药能量与岩石破碎相互破碎，岩石破碎所使用能量多，岩石碎块抛掷使用的能量少，更加有效的扩大了第二个自由面的表面积。

五、结语

在煤矿岩巷中利用中深孔爆破施工，并有效结合光面爆破施工技术和施工质量，并能降低施工成本和施工消耗，更好地提高经济效益和煤矿盈利水平。通过实践证明，只有利用中深孔光面爆破技术，对炮眼深度进行合理实际，并选用合适的掏槽形式、装药结构和毫秒延期间隔时间及光爆参数，才能真正提高岩巷的施工质量及掘进速度。

参考文献:

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