巖巷掘進(jìn)中爆破效率的影響因素探析

劉林芳

【摘要】爆破技術(shù)是巖巷掘進(jìn)中經(jīng)常用到的一種技術(shù)手段，分析巖巷掘進(jìn)中影響爆破效率的主要因素，并提出相應(yīng)的技術(shù)措施，以期有助于提高巖巷爆破效率，促進(jìn)煤礦開采高產(chǎn)、高效。

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

引言

巖巷掘進(jìn)是煤礦開采中的一項重要工作，其掘進(jìn)效率的高低將直接影響煤礦開采效率，而當(dāng)前國內(nèi)巖巷掘進(jìn)速度普遍偏低，很多礦井還在應(yīng)用淺眼爆破技術(shù)，炮眼利用率低，爆破效果差，實際循環(huán)進(jìn)尺小，而若采用楔形掏槽方式實施爆破，實際裝藥量易偏大，會造成爆堆分散，且可能崩壞支架與相關(guān)設(shè)備。同時若周邊眼參數(shù)布設(shè)不科學(xué)、不合理，易出現(xiàn)嚴(yán)重超、欠挖或嚴(yán)重破壞圍巖的現(xiàn)象，后期支護(hù)較困難，會增大支護(hù)費用。因上述弊病的存在已對礦井巖巷掘進(jìn)速度造成了嚴(yán)重影響，且易浪費大量的人力、物力及財力。因此，分析巖巷掘進(jìn)爆破效率影響因素，并采取相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行改進(jìn)也顯得越來越重要。

1掏槽爆破的影響

巖巷爆破掘進(jìn)施工中的重要施工工序為掏槽，掏槽質(zhì)量的好壞會對整個爆破效果產(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)。

1.1掏槽方式

斜眼掏槽與直眼掏槽是日常生產(chǎn)中常見的兩種掏槽方式。斜眼掏槽較適合于淺眼，該掏槽方式具有炮眼利用率高等優(yōu)點，其缺點主要為循環(huán)進(jìn)尺小、易崩壞棚子等，這樣會延長輔助工序用時，影響掘進(jìn)速率。當(dāng)前，就很多礦井所要求的巖巷快速掘進(jìn)來看，應(yīng)用中深孔爆破巖巷較多，且選用的掏槽方式易為直眼掏槽，如常用的有五星掏槽、螺旋掏槽及三角柱掏槽，這些掏槽方式的炮眼利用率都很高，可達(dá)到很好的爆破效果;

1.2裝藥量

直眼掏槽實際爆破效果主要受裝藥量影響，在具體確定裝藥量時，應(yīng)綜合考慮巖石物理力學(xué)特性、待裝炸藥品種、待爆破巖石狀態(tài)、布孔參數(shù)等因素來確定具體裝藥量。據(jù)爆破漏斗理論可知，在炮眼深度固定的情況下，當(dāng)裝藥量比臨界值大時，隨裝藥量的增多，爆破漏斗的體積與深度也會增大。待裝藥量多至使漏斗體積與深度變?yōu)樽畲笾禃r，如果再進(jìn)一步使藥量增大，則漏斗體積可能會變小，易引發(fā)整個掏槽失敗。同時在給掏槽眼裝藥時，應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)計算方法確定掏槽眼具體裝藥量，謹(jǐn)防發(fā)生由于實際裝藥量不合理而造成巖石崩裂不足或過崩裂。

2炮眼深度的影響

當(dāng)前炮眼深度是影響整個鉆爆工作實際效果的主要因素，若炮眼深度布設(shè)合理，將會產(chǎn)生很好的爆破效果，反之，必然會導(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)速度與消耗工時最短為中心來確定，可具體到每米工時消耗與具體鉆眼速度情況進(jìn)行確定，這樣可實現(xiàn)高產(chǎn)、高效;依據(jù)科學(xué)理論分析與準(zhǔn)確的試驗檢驗確定出最佳炮眼深度。筆者認(rèn)為，在巷道巖巷掘進(jìn)作業(yè)中，應(yīng)重視發(fā)展中深孔爆破技術(shù)，這樣將會產(chǎn)生更好的爆破效益，進(jìn)一步促進(jìn)巷道實現(xiàn)快速掘進(jìn)。

3周邊眼參數(shù)的合理確定

在巷道巖巷掘進(jìn)中，要想使光面爆破效果更理想，應(yīng)科學(xué)、合理確定周邊眼參數(shù)。

3.1 確定炮眼間距

在實際生產(chǎn)中，可用下列三種理論具體解釋爆破 作業(yè)中的巖石破裂過程：應(yīng)力波波峰干擾理論，即動作用理論;爆生氣體膨脹作用理論，即靜作用理論;應(yīng)力波與爆生氣體綜合作用理論，即動靜結(jié)合理論。這三種理論適用于各種裝藥結(jié)構(gòu)、巖石性能及裝藥特性，要想準(zhǔn)確確定出最佳炮眼間距，必須依據(jù)理論計算，并充分結(jié)合實際情況科學(xué)、合理地確定。

3.2 確定最小抵抗線

對于光面爆破而言，其周邊眼最小抵抗線W的大小情況會對實際光爆效果產(chǎn)生直接影響。若W過大，則很難充分破碎光爆層巖石，甚至使這些巖石根本無法沿炮眼底部切割開;若W過小，強烈的爆破反射波可能使圍巖內(nèi)形成較多裂隙，導(dǎo)致圍巖穩(wěn)定性變差，引發(fā)超挖與產(chǎn)生不平整的巷道壁面。在實際生產(chǎn)中，可用下列三種方法來準(zhǔn)確確定最小抵抗線W：依據(jù)炸藥單耗情況確定;依據(jù)豪柔公式確定;依據(jù)炮眼密集系數(shù)大小m確定。經(jīng)實踐檢驗，為使光爆效果達(dá)到最佳，應(yīng)依據(jù)巖石性質(zhì)來科學(xué)、合理確定m值，通常我們可把m值設(shè)置為0.8～1.0 之間，在硬巖取大值、軟巖取小值的情況下，則可用式（1）確定最小抵抗線：

W=E/m，（1）

式（1）中，W 為抵抗線;m 為炮眼密集系數(shù)。

3.3 起爆時差的影響

經(jīng)長期觀察、分析起爆時差與爆破效果的關(guān)系得出：同時起爆及短時差起爆得到的光爆效果都相對較好，而采用長時差起爆取得的最終爆破效果則不是很好。就實際生產(chǎn)現(xiàn)狀而言，很難達(dá)到絕對同時起爆，短時差起爆較多。對此，可通過對當(dāng)前的雷管精度進(jìn)行科學(xué)、合理改進(jìn)，縮短起爆時差，這樣獲得的光爆效果會更好。

4結(jié)束語

由于在一定條件下才能更好地實施掏槽爆破，該種爆破對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，且實際裝藥量應(yīng)適中。炮眼深度有一個最佳值，在確定炮眼深度時，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)場實際情況科學(xué)、合理確定炮眼深度。在實際生產(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。對于光面爆破而言，其實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，實現(xiàn)光爆要求。經(jīng)大量試驗發(fā)現(xiàn)，光爆效果的好壞在很大程度上也會受到周邊眼實際起爆時差的影響，對此，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量讓周邊眼實現(xiàn)同時起爆，這樣能取得更好的爆破效果。