中深孔光面爆破在煤礦掘進(jìn)中的應(yīng)用

李明樂(lè)

摘要：我國(guó)是人口大國(guó)，是世界上人口最多的國(guó)家，煤炭行業(yè)也是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，作為我國(guó)支柱性產(chǎn)業(yè)，在進(jìn)入新時(shí)期后，其施工技術(shù)獲得快速發(fā)展，為企業(yè)發(fā)展和行業(yè)進(jìn)步提供了基礎(chǔ)保障。中深孔光面爆破技術(shù)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)中，可以切實(shí)提升施工的效率和質(zhì)量，為施工人員提供安全保障。本文主要針對(duì)中深孔光面爆破在煤礦掘進(jìn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述，希望給予我國(guó)相關(guān)企業(yè)以參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：巖巷掘進(jìn)；爆破效率；影響因素；技術(shù)措施

引言

目前巖巷掘進(jìn)施工中應(yīng)用較多的一種技術(shù)是深孔爆破技術(shù)，中深孔爆破技術(shù)在大斷面巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用，有效提高了炮眼利用率，由于其作業(yè)時(shí)間短，單循環(huán)進(jìn)尺高，被廣泛認(rèn)可，但是也存在一定缺陷，比如：對(duì)圍巖損壞程度大，需要加強(qiáng)支護(hù)等。為了提高杜兒坪礦巖巷掘進(jìn)速度，在不改變掘進(jìn)方法等條件下，綜合考慮各影響因素，通過(guò)合理設(shè)計(jì)爆破參數(shù)以及施工措施等，避免出現(xiàn)深孔爆破后的弊端，提出使用中深孔光面爆破技術(shù)，取得了顯著的效果。由此看來(lái)，巖巷掘進(jìn)施工的質(zhì)量的優(yōu)劣，與掘進(jìn)方法息息相關(guān)，爆破效果與爆破參數(shù)和施工技術(shù)措施也有著緊密的關(guān)系，如何有效應(yīng)用中深孔光面爆破，在巖巷施工中實(shí)踐，是能夠很好提高工程效率。

一、中深孔光面爆破技術(shù)簡(jiǎn)述

（1）技術(shù)原理。以爆破的方式開(kāi)展煤礦掘進(jìn)施工的形式較多，其中中深孔光面爆破屬于全新的技術(shù)，并且在具體應(yīng)用中獲得良好的效果。該技術(shù)的主要原理為：對(duì)所有炮眼進(jìn)行同時(shí)引爆，并且在爆破中，由于炮眼之間的相互作用，會(huì)產(chǎn)生疊加的沖擊力，沖擊波在之間擴(kuò)散中會(huì)引發(fā)重疊效應(yīng)，進(jìn)而提升爆破的威力和強(qiáng)度。同時(shí)，當(dāng)沖擊破作用于巖體中，以爆眼為中心點(diǎn)就出現(xiàn)大量裂縫，沖擊效果不斷擴(kuò)大，進(jìn)而產(chǎn)生全面爆破的效果。（2）應(yīng)用要點(diǎn)。該技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中應(yīng)用，由于其自身特點(diǎn)和應(yīng)用范圍的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)獲得各大煤礦企業(yè)的認(rèn)可。但是在應(yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)：首先，技術(shù)人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，掌握現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，合理設(shè)置各個(gè)爆破點(diǎn)的距離；其次，裝藥是該技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要確保各個(gè)爆破點(diǎn)藥量一致；最后，引爆方式要結(jié)合具體情況科學(xué)選定，保證各個(gè)爆破點(diǎn)同時(shí)引爆，優(yōu)化爆破效果。

二、巖巷掘進(jìn)中爆破效率的影響因素

（一）掏槽爆破的影響

巖巷爆破掘進(jìn)施工中的重要施工工序?yàn)樘筒郏筒圪|(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)整個(gè)爆破效果產(chǎn)生直接影響，而掏槽方式與具體掏槽參數(shù)又是影響掏槽效果的主要因素。因此，在實(shí)施爆破作業(yè)中，必須依據(jù)圍巖地質(zhì)情況與掘進(jìn)工作面大小情況科學(xué)、合理確定掏槽方式與具體掏槽參數(shù)。

（二）炮眼深度的影響

當(dāng)前炮眼深度是影響整個(gè)鉆爆工作實(shí)際效果的主要因素，若炮眼深度布設(shè)合理，將會(huì)產(chǎn)生很好的爆破效果，反之，必然會(huì)導(dǎo)致爆破效果較差，最終影響巷道掘進(jìn)施工。當(dāng)前，可參照下列幾種方法來(lái)科學(xué)、合理確定炮眼深度：以循環(huán)進(jìn)尺為中心進(jìn)行確定，這樣可最大限度地確保實(shí)現(xiàn)循環(huán)作業(yè)；以可達(dá)到最高掘進(jìn)速度與消耗工時(shí)最短為中心來(lái)確定，可具體到每米工時(shí)消耗與具體鉆眼速度情況進(jìn)行確定，這樣可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效；依據(jù)科學(xué)理論分析與準(zhǔn)確的試驗(yàn)檢驗(yàn)確定出最佳炮眼深度。炮眼裝藥量應(yīng)滿足兩個(gè)原則：第一，確保炮眼連心線在爆破后形成裂痕，即巖石抗拉強(qiáng)度小于眼壁上的初始拉力；第二，巖石的抗壓強(qiáng)度必須大于眼壁上的初始?jí)毫ΓＷC圍巖無(wú)過(guò)度壓縮性破壞。為了確保爆破時(shí)水炮泥充分發(fā)揮作用并形成水霧，首先周邊眼采用反向裝藥，炸藥填充時(shí)采用水炮泥，炮孔采用炮泥封孔，中間留有一段空氣柱，爆破時(shí)，水炮泥所形成的沖擊波在發(fā)揮作用時(shí)由于空氣柱的存在導(dǎo)致沖擊波強(qiáng)度減弱，因此圍巖破碎程度較小。

三、中深孔光面爆破在煤礦掘進(jìn)施工中的具體應(yīng)用

（一）做好準(zhǔn)備工作

在煤礦掘進(jìn)施工中應(yīng)用中深孔光面爆破技術(shù)，其對(duì)提升企業(yè)生產(chǎn)效率、確保生產(chǎn)安全具有積極意義，因此，為了保證該技術(shù)的有效實(shí)施，相關(guān)技術(shù)人員需要做好準(zhǔn)備工作，提升操作人員的責(zé)任意識(shí)和安全意識(shí)，具備扎實(shí)和熟練的操作技能，確保該技術(shù)的合理應(yīng)用。例如在硅質(zhì)泥巖應(yīng)用中深孔光面爆破技術(shù)之前，需要結(jié)合其巖層特點(diǎn)，即：難以鉆進(jìn)、巖性堅(jiān)硬，在爆破后會(huì)出現(xiàn)較為破碎的巖渣，企業(yè)需要針對(duì)其巖層性質(zhì)做好準(zhǔn)備工作。

（二）確定炮眼密集系數(shù)和周邊炮眼間距

多種是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究分析得到，0.8到1.0之間是光面爆破炮眼密集系數(shù)的最合適的取值。這是基于雙孔、雙自由面爆破模型試驗(yàn)得出的，首先要確保平整的炮眼斷面，以及明確標(biāo)準(zhǔn)的炮眼利用率指標(biāo)，加大對(duì)光爆炮眼密集系數(shù)的合理性分析進(jìn)，實(shí)踐中增大光爆炮眼密集系數(shù)，直到巷道曲率半徑足夠大時(shí)，且破壞力逐漸減少時(shí)，此時(shí)的光面層的厚度為最厚的。反之，減少系數(shù)，巷道曲率半徑拱頂曲率小，減少橫向和縱向的跨度，則對(duì)破壞力要求則會(huì)增大。

（三）確定裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥是中深孔光面爆破技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要準(zhǔn)確以及合理的確定裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，在制定裝藥參數(shù)的過(guò)程中，技術(shù)人員要對(duì)以下因素進(jìn)行綜合考慮和權(quán)衡：首先，要確保周圍巖層的穩(wěn)定性和完整性，通過(guò)各種有效途徑提升巖層的抗壓能力，盡量減少爆破對(duì)巖層的破壞；其次，為了優(yōu)化爆破效果，技術(shù)人員要保證在引爆炮眼后，巖壁所具備的拉力要大于巖層抗壓能力；最后，如果技術(shù)人員選擇引入炸藥反向填充方式，需要在將水泡泥填充到爆破孔中，并且封閉孔口。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，a）由于在一定條件下才能更好地實(shí)施掏槽爆破，該種爆破對(duì)破碎巖石條件有一定要求，因此要想使中深孔掏槽爆破取得成功且能有效利用炮眼、獲得良好的爆破效果，選用的掏槽方式必須科學(xué)、合理，且實(shí)際裝藥量應(yīng)適中；b）炮眼深度有一個(gè)最佳值，在確定炮眼深度時(shí)，應(yīng)本著在能有效提高巷道掘進(jìn)效率的基礎(chǔ)上充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況科學(xué)、合理確定炮眼深度。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)深孔爆破取得的爆破效果一般要比淺孔爆破取得的爆破效果好；c）對(duì)于光面爆破而言，其實(shí)際爆破效果易受周邊眼布置參數(shù)的影響，應(yīng)科學(xué)布設(shè)周邊眼參數(shù)，在盡量少打眼的情況下，實(shí)現(xiàn)光爆要求；d）經(jīng)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光爆效果的好壞在很大程度上也會(huì)受到周邊眼實(shí)際起爆時(shí)差的影響，對(duì)此，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量讓周邊眼實(shí)現(xiàn)同時(shí)起爆，這樣能取得更好的爆破效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊仁樹(shù)，胡坤倫，肖同社，等.提高煤礦深部巖巷掘進(jìn)爆破效率的試驗(yàn)研究[J].煤礦爆破，2016（3）：70-73

[2]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2016

[3]李紅勛，宋建偉.中深孔爆破技術(shù)在煤礦井下掘進(jìn)中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016