光面爆破與錨噴支護在礦山安全施工中的應用

張曉梅 任宏安

摘 要：文章以某礦車場施工中采用光面爆破和錨噴支護的工業(yè)實驗為實例，證明光面爆破和錨噴支護相結合在現(xiàn)代巷道施工中可取得良好效果和經濟效益。

關鍵詞：光面爆破；錨噴支護；巷道施工

1 概況

近幾年，隨著國家對煤礦實行關停并轉的相關政策，煤礦原煤產量不斷增加，原有的礦井系統(tǒng)不能滿足安全生產需要，為了解決這一問題，需要不斷進行技術改造。如何保證施工中巷道成形的同時提高工效和工程質量就成為一個亟待解決的問題，所以近幾年來光面爆破配合錨噴支護成為一個解決問題的新思路。

2 試驗巷道地質概況

文章以某礦施工實例舉例說明。某礦在巷道施工發(fā)現(xiàn)，其巷道穿過的以砂巖與砂質泥巖為主的巖層，普氏系數(shù)為7，掘進中巷道可能經過破碎帶。

3 實驗過程

為了更好地提高巖巷掘進工效，促使掘進巷道一次成型，該礦從1996年開始于不同的地點進行了不連續(xù)的光面爆破與錨噴支護的結合實驗，主要采用中深孔定向爆破技術和中深孔光面爆破的技術手段。根據(jù)采區(qū)車場的圍巖狀況，先后分別采用楔形三角復式掏槽，菱形復式楔形掏槽，雙排復式楔形掏槽，直眼三角柱式掏槽等方式的單體工業(yè)實驗，最后使用優(yōu)選法，利用正交關系最優(yōu)化從不同的試驗方案中選出最佳爆破參數(shù)組合。在總結以往經驗的基礎上，采區(qū)車場施工使用巖石乳膠炸藥，雙排復式楔形掏槽方式，進行光面爆破。最初周邊眼間距放大700mm，未能達到預期效果，當放到400mm時，效果得到了明顯提升，經過5個多月的重復試驗，得出工程經驗，在適當?shù)牟课簧喜贾每昭?，爆破達到了更好的效果。由此，光面爆破的工程實驗獲得了長足進步，不但提高了錨噴支護的作業(yè)以及巷道的一次成型質量，而且降低了材料消耗，提升了掘進速率。

3.1 施工參數(shù)及過程

3.1.1 相關參數(shù)

根據(jù)該巷道的設計尺寸（巷道凈寬3.6m-7.623m，凈高3.2m-3.747m）、巖性編制了爆破作業(yè)參數(shù)（見表1）

3.1.2 打眼要求

打眼采用7655型風鉆、40mm鉆頭和長度為2.0m六棱鋼中空鉆桿打眼。打眼采用四定方針，五臺風鉆交互作業(yè)，使用中定人、定炮眼、定數(shù)量、定位置、定質量。

3.1.3 裝藥細則

（1）本次使用乳化炸藥，毫秒延遲的電雷管，MFB-200型電容式發(fā)爆器起爆。

（2）裝藥之前必須使藥卷頂實直到眼底，同時必須將眼內泥水使用掃眼器吹凈。

3.1.4 噴漿支護要求

根據(jù)支護原理，在巖層沒有整體達到塑性破壞之前，頂板巖層仍可能保持巖梁結構，此時巖層變形很小，部分巖層尚未超過其極限強度，其自身承載能力很高。而且此時的巖層主要受水平擠壓應力的作用，所以錨桿此時對巖層承載能力的影響較小[1]。隨著圍巖變形的增大，頂板巖層的塑性破壞區(qū)域很快超過錨固范圍，頂板巖層梁的結構被破壞，而錨巖支護體形成平衡拱的關鍵是通過錨桿的作用保持錨固巖層的整體性。巖層松動是造成錨固平衡拱破壞的直接原因，它使錨桿喪失抗剪作用和約束作用，從而使錨桿失去成拱作用[2]。所以錨桿支護要嚴格按照巖層性質以及設計要求打設，在此基礎之上，此后進行的噴漿作業(yè)中，根據(jù)之前的噴漿施工經驗，施工中要嚴格控制水量，達到以噴射表層不出現(xiàn)移滑，不產生干斑為最宜。需專設噴漿組，采用HPJ-6型噴漿機作業(yè)，混凝土設計厚度為120mm。

3.2 數(shù)據(jù)結果分析

根據(jù)5個月對超欠挖尺寸、半眼率、巖石表面的炮震裂縫參數(shù)的監(jiān)控統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，爆破半眼率逐步提高，巷道成形效果呈增益趨勢，高效控制了毛斷面，大大減少了超欠挖尺寸以及炮震裂隙的程度。

3.3 取得效果

歷經5個月的光面爆破結合錨噴支護試驗，該礦取得了良好的經濟效益，進尺掘進從原先每月70m提升至160m上下，掘進的工作效率從原來的0.016m/工提高到0.04m/工，共計節(jié)約費用達20萬余元。

參考文獻

[1]李農，李偉清，侯端明.讓均壓錨網(wǎng)支護系統(tǒng)在高應力區(qū)的研究與應用[J].山東煤炭科技，2011（2）：103-104.

[2]李學華.綜放沿空掘巷圍巖大小結構穩(wěn)定性的研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學，2000.

作者簡介：張曉梅，西安科技大學高新學院教師，長期從事安全管理工作。