小斷面巖巷鉆爆法快速掘進(jìn)技術(shù)及工藝

張召冉，張之慧，岳中文，郭盛華，閻小亮，馬文平，劉國慶

(1.北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，北京 100144;2.陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司 一礦,陽泉 045000;3.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)力學(xué)與建筑工程學(xué)院,北京 100083;4.北方爆破科技有限公司,北京 100089)

“采掘失衡”矛盾一直是中國煤炭企業(yè)生產(chǎn)面臨的主要問題[1]，其中，巖石巷道的掘進(jìn)速度是制約巷道掘進(jìn)整體水平的關(guān)鍵。陽泉礦區(qū)是中國重要的煤炭基地之一，現(xiàn)有煤礦40余座，保有儲(chǔ)量200億t。陽煤集團(tuán)所屬生產(chǎn)礦井均為高瓦斯礦井或煤與瓦斯突出礦井，瓦斯災(zāi)害十分嚴(yán)重[2]。為開采煤炭資源，需要掘進(jìn)開拓準(zhǔn)備巷、高抽巷、低位抽放巷、底抽巷等巷道，年掘進(jìn)巷道工作量超過100 km，其中小斷面巷道(10 m2以內(nèi))占比40%以上。與巨大的巖巷掘進(jìn)量相比，陽泉礦區(qū)鉆爆法(平均)掘進(jìn)速度維持為70～80 m/月，其中小斷面巷道平均月進(jìn)尺為112 m/月，最高月進(jìn)尺為165 m/月。

針對(duì)巖巷掘進(jìn)速度的問題，學(xué)者們開展了大量的研究，取得了豐碩的研究成果。楊仁樹等[3]提出了掏槽孔超深掏槽爆破技術(shù)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，效果良好。張淵通等[4]通過分形技術(shù)分析了二階二段掏槽技術(shù)后的矸石塊度分布，應(yīng)用該技術(shù)后矸石塊度降低50 mm以上。Yi等[5]探討了炮孔間微差起爆時(shí)應(yīng)力波之間的相互影響。戴俊等[6]利用ANSYS/LS-DYNA數(shù)值模擬雙炮孔爆破裂紋擴(kuò)展過程，得到了孔間裂縫的合理間距為400～700 mm。張召冉等[7]基于“時(shí)、空”兩個(gè)維度，提出了“多階段”掏槽技術(shù)，分析了二階二段掏槽破巖機(jī)理，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得良好效果。……