聚能爆破在巖巷掘進中的應用

劉書博

摘要：運用BTC聚能管的聚能作用原理，控制爆轟波的傳播方向，達到定向預裂爆破目的，從而保證巷道成型規整，提高經濟效益。

關鍵詞：BTC聚能導爆管;光面爆破;爆裂方向

光面爆破是煤礦巖巷掘進中的主要工序，一般采用減少周邊眼間距及裝藥量來實現，使巷道成型達到了一定效果，但巷道局部超挖仍較嚴重，圍巖受到較大的破壞。且打眼時間長，循環進度少。我礦為提高巖巷掘進進度，保證巷道成型，創新爆破施工工藝，在280礦井水處理硐室掘進中，采用聚能爆破新技術，即解決了巷道超欠挖問題，保證了巷道成型質量;又提高了巖巷掘進循環進度，提高了巖巷單進水平。

1 巷道基本情況

280礦井水處理硐室設計規格4200*3200mm，支護方式為錨網索噴聯合支護，巷道設計層位在2#煤層頂板，巖層為砂巖，巖石硬度系數f=46。

2 聚能爆破原理

利用BTC聚能管控制爆裂方向技術，在巷道輪廓線內施工炮孔，采用雙向聚能管裝藥，并使聚能方向相切于巷道輪廓線，使無序爆破在聚能瞬時抑制和導向作用下，在兩個設定方向上（開口處）產生高能流，并產生集中張拉應力，集中定向釋放。當爆轟壓力超過巖體的抗拉強度時，就會使其沿輪廓線方向產生裂隙并定向擴展，使周邊眼眼孔之間形成貫穿裂縫，達到定向斷裂爆破的目的，從而大大降低爆破炸藥單耗，同時對巷道周邊的巖體所受損傷也大大減低。BTC聚能管爆破裂隙示意圖如下圖所示。

3 聚能爆破技術參數

3.1 聚能爆破鉆孔

采用鉆頭直徑45mm，聚能眼（周邊眼）孔深1400mm，掏槽眼、底眼孔深1600mm，輔助眼孔深1400mm。

3.2 聚能管

聚能管為雙向聚能管，型號為BTC900，外徑42mm，內徑36.5mm。

3.3 爆破炸藥

采用煤礦許用三級乳化炸藥，炸藥規格為∮32x300mm/卷

3.4 炮眼間距及最小抵抗線

炮眼間距為450mm，抵抗線500～550mm（施工中視圍巖具體情況適當調整）。

4 施工技術要求

（1）裝藥前必須將爆破鉆孔中的巖粉用壓風吹凈。

（2）在聚能管中進行裝藥，先將5段電雷管插入藥卷中（視巖性及炮眼深度適量裝藥，本工程周邊眼裝藥量為1個藥卷、半個藥卷交替裝藥，且保證聚能藥包相互接觸），再將藥卷放入聚能管前部頂端，用鐵絲插入固定防止滑動。

（3）將聚能管順周邊眼塞入孔中，剩余200mm時將聚能管聚能方向調至與輪廓線一致，然后繼續用專用工具（調向器）將聚能管捅到孔底，方向進行微調，最后確認管聚能方向與輪廓線一致。

（4）用炮泥封堵眼口，將炮泥送入孔中，然后用炮棍搗實，封堵長度不少于600mm，（裝藥結構示意圖）即可按正常程序放炮。

5 聚能爆破參數的選定

光面爆破法掏槽眼深度為1.2m，輔助眼和周邊眼深度為1m，單循環進尺為0.8m，每日3個循環，進2.4m。

我礦引進聚能爆破技術，使用聚能管爆破周邊眼，在井下現場實驗，得到兩組參數：

（1）周邊眼和輔助眼眼深為2.2m，掏槽眼、底眼眼深2.4m，循環進度2m，每2個小班1個循環，進2m，日進3m，但是在實驗中發現由于巖性、眼深，以及打眼角度問題，聚能管不能深入孔底，造成殘眼長，周邊眼2.2m，殘眼留下0.6m，進尺只有1.6m，光爆成型很好，就是進尺少。

（2）周邊眼和輔助眼眼深為1.4m，掏槽眼、底眼眼深1.6m，循環進度1.2m，每日3個循環，進3.6m，這樣每班都是一個循環，職工操作方便，進尺也達到了預計要求。

通過兩次實驗對比最終選用第二種方案。

6 聚能爆破的優點及效益

優點：巷道采用周邊定向斷裂爆破施工技術，減少了對巷道圍巖的破壞，減少了炮震裂隙。提高了周邊眼的眼痕率，保證了巷道的成型完整，提高了循環進尺，提高了巖巷單進水平。

經濟效益：在辛安礦280礦井水處理硐室掘進巷道施工中，采用聚能爆破新工藝，收到了較好經濟效益。循環進尺由0.8m提高到1.2m，每m少出矸石4m3，節省噴射砼3m3，通過綜合經濟分析計算，每m節省262元，整個工程減少投資3.8萬元。

7 結論

（1）使用BTC聚能管進行光面爆破，屬光爆施工新工藝，控制爆裂方向效果顯著。

（2）由于聚能管較長，應在其尾部充填炮泥，以保證不因炮桿填裝孔時改變聚能藥包的放置方向，降低爆破效果。

（3）正確使用BTC聚能管，操作時嚴格控制聚能管的開口方向，沿巷道輪廓線布置。

（4）提高爆破質量及選擇合理支護形式是保證巷道穩定的關鍵因素。