摘要：文章根據(jù)筆者現(xiàn)場工作的經(jīng)驗，提出了一些合適井巷掘進爆破效率的相關技術方案，幫助煤礦井巷鉆爆法掘進速度的上升。

關鍵詞：井巷掘進；爆破技術；爆破效率

中圖分類號：TD235 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0097-02

1 煤礦井巷施工技術

煤礦巷道施工可分為兩種方式：一是一次成巷；二是分次成巷。一次成巷，就是在巷道施工中的掘進、支護、水溝等三個分部工程同時施工，在合適的距離內(nèi)遵從設計的整體要求，相互結(jié)合起來，盡可能有連接性的將三個工程一起施工，沒有什么收尾項目，一次做成

巷道。

研究表明，一次成巷具有以下優(yōu)點：

（1）成巷速度快。巷道斷面只需施一次工，施工程序相當?shù)暮唵危瑢C械的效率加強也有很大的幫助。

（2）節(jié)約材料，工程成本低。一次成巷的支護距離通常在40m以下，不僅材料消耗量小；雷管、炸藥的消耗量也隨之降低了。

（3）施工作業(yè)安全，工程質(zhì)量高。一次成巷圍巖暴露周期小，風化、變形和破碎程度不嚴重，永久支護時施工安全有保障，工程質(zhì)量也很高。

井巷施工中，光面爆破技術選取的合適度，對加強施工安全和提高工作效率都有很深遠的影響。

2 煤炭井巷掘進爆破的定義及作用原理

煤炭井巷掘進爆破從爆破開始時，最先爆破的是開挖巷道的重要成分，接著在巷道周邊輪廓線上放置適當數(shù)量的藥包，用這種方式來布置，可使爆破完成后的開挖面變得十分的圓滑，所以該項技術被稱為光面爆破技術，就是先設計一個標準的爆破參數(shù)，爆破完成后壁面會變成一個輪廓線達到設計要求，比較光滑的開挖面。

現(xiàn)在對于煤炭井巷掘進爆破的破巖機理還沒有完全弄清，依然在研究之中。即使我們的理論研究沒有得到完善，但實際應用方面卻有了一個相同的認知。通常來說，炸藥在開始起爆時，爆炸時產(chǎn)生的氣體膨脹對外做功的大小決定了它作用的好壞。煤炭井巷掘進爆破先是周邊眼同時爆炸，然后以各炮眼的沖擊波由中心向四周的的范圍發(fā)射出去，應力波和鄰近炮眼的沖擊波產(chǎn)生疊加的作用，隨之產(chǎn)生了切向拉力，這是的炮眼中心連線的中點產(chǎn)生拉應力值達到了最大，當這種拉力值高于巖體的極限抗拉強度時，巖體就會出現(xiàn)一定區(qū)域的裂縫，如果爆炸氣體達到更大的膨脹之后，裂縫也隨之變大，規(guī)則的光滑的爆破面就是這樣而成的。

3 煤炭井巷掘進爆破的優(yōu)點及應用條件

3.1 相對于普通爆破技術，光面爆破具有以卜優(yōu)點

（1）它的巖面危害范圍較小，井巷圍巖的穩(wěn)定性不變，讓施工可以順利的進行，且較為安全。

（2）它的巷道表面是比較規(guī)范的，圍巖的完整性沒有被破壞掉，所以圍巖的自身承載能力變得更好了。

（3）它的圍巖比較的整齊，只有一部分圍巖表面不是很規(guī)范，使得通風阻力和瓦斯積聚都相對的減小了，保障了生產(chǎn)安全。

（4）它的掘進巷道超挖量下降許多，材料消耗和成本的花費也隨之下降許多，但施工掘進速度卻隨之增加了。

3.2 其應用條件為

（1）煤炭井巷掘進爆破可以采用施工巷道一次成巷，掘進和支護一起施工，施工流程也很簡潔，但在節(jié)理較發(fā)育、圍巖裂隙較大的軟巖段的施工效果不如之前的好。所以，這種爆破技術比較適合在圍巖硬度中等以上的區(qū)域，巖石穩(wěn)定性只要滿足標準，爆破效果相對來說也會很好的。

（2）預裂爆破技術需要用到不禍合裝藥的方法，所以施工工序比較的麻煩，而在軟巖段施工的效果最佳。所以井巷掘進中可在軟巖或者是圍巖節(jié)理、裂隙非常發(fā)育的區(qū)域內(nèi)進行預裂爆破技術，那么爆破效果。才能達到最大值

4 煤炭井巷掘進爆破的技術措施

為了取得較好的光面爆破效果，可采取以下措施：

炸藥對巷道斷面的形成有不可忽視的作用，炸藥要選那些低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。

采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)。根據(jù)光面爆破作用原理，炸藥在炮眼中爆炸，是由爆炸沖擊波和爆炸氣體結(jié)合后才發(fā)揮作用，巖石就受到了破壞。周邊眼起爆時，爆炸沖擊波對巷道內(nèi)側(cè)的巖石和巷道外側(cè)的巖壁同時起了比較強烈的破壞作用，所以只有消除了周邊眼爆破對巷道周邊巖壁的破壞作用，才能達到光面爆破的成效。光面爆破的不偶合系數(shù)最大不要大于2，并且該炸藥的臨界直徑要高于藥卷直徑，使傳爆的穩(wěn)定性增加。

5 爆破效率的提高

爆破效率，可以理解為炮眼利用率和井巷成形的規(guī)整度。井巷掘進爆破效率不好就是由于炮眼利用率低和爆破后殘眼量高至20%以上等原因?qū)е碌模绻巧皫r或火成巖時，殘留量高至40%以上；巷道超、欠挖現(xiàn)象得不到控制，形狀不符合標準。

想要使爆破率上升的辦法是多種多樣的，例如：依據(jù)不同巖性、掘進斷面和循環(huán)進度，然后在選擇一個最佳的掏槽方式，對裝藥量和裝填結(jié)構(gòu)做一個具體的規(guī)定，再規(guī)定一下適當?shù)钠鸨樞?，想要使爆破效率適當?shù)募哟笠幌戮偷弥匾暸谘鄯舛沦|(zhì)量和嚴格的施工。

工程實例：

實例一：某礦掘進隊在開展某石門穿越煤層的項目時，圍巖都是比較零碎的，如果爆破后的超挖現(xiàn)象沒有規(guī)劃好的話，就算炮眼利用率超過90%也是不合格的，掘進斷面擴大了lm2左右，形狀不符合標準，不僅消耗了許多的支護材料，還讓支護工作變得更加困難。經(jīng)過研究得到了這樣的結(jié)果，炮眼利用率要滿足相應的指標，因此在本段圍巖中采用三角錐形掏槽的方法就是正確的，而超挖現(xiàn)象則是周邊眼間距偏大和裝藥過量造成的。找到了出錯的原因后，要對爆破圖表做一個合理的改進，周邊眼間距由原來的600mm改為400mm，裝藥量由原來的450g/眼改到150g/眼，不僅減少了總裝藥量，還使得爆破效率有一個顯著的上升，超挖現(xiàn)象被控制住了，形狀也符合了標準，讓錨噴支護可以順利的進行

下去。

實例二：某礦掘進隊在開展某石門穿越火成巖項目時，圍巖的硬度很高，導致火工品消耗得比較的多，而炮眼利用率卻只有40～50%左右，還出現(xiàn)了危害性較大的欠挖現(xiàn)象。經(jīng)過研究得到了以下結(jié)論：（1）用三角錐形在堅硬巖中掏槽的方式是錯誤的；（2）全斷面（5.6m2）布置的炮眼遠遠小于21個；（3）周邊眼鉆眼質(zhì)量遠遠低于實際的標準（未打在設計輪廓線上）；（4）爆破的方式選擇的不正確；（5）炮泥充填長度小于實際長度，密實度不高。所以，要編制一個新的滿足各項指標的爆破圖表。從工人鉆眼技術水平的方面開始改進，掏槽的工具由三角錐形加強為六眼楔形，并且在居中的位置多掏兩個垂直空眼；根據(jù)5個/m2炮眼的要求，全斷面需要布置28個炮眼。在現(xiàn)場施工時要做相應的輔導，讓周邊眼打在規(guī)定的設計輪廓線上，眼距落實到350mm。對藥卷的裝填方向要實施監(jiān)督，最后用聚能效應實施聚能爆破；每個眼的炮泥要依次堵塞，堵塞長度不能小于300mm且填充的密實度要高。只要按以上步驟實施，爆破效率肯定會大幅度的加強，炮眼利用率也能上升到85%以上，避免了欠挖現(xiàn)象的出現(xiàn)，形狀也符合標準。

通過上述二例分析，有如下兩點需要在掘進爆破中注意的：

首先是技術人員要根據(jù)要求編制正確的爆破圖表，如果碰到巷道穿過多種巖層的情況，要選擇兩種（或兩種以上）合適的穿過量大的主要巖層，在編制爆破圖表這一環(huán)節(jié)中，也要關注一下現(xiàn)場的指導工作，要多次重復整個爆破實踐。接著就依照實驗所測得的爆破參數(shù)對圖表進行一個合理的調(diào)整，讓它在鉆眼爆破工作的指導和檢查中發(fā)揮實效。

其次是參加掘進爆破的工人，要以《煤礦安全規(guī)程》的標準和爆破圖表的規(guī)定展開施工，要杜絕隨意打眼、隨意裝藥、隨意放炮等不良事件的發(fā)生，為施工的安全和速度提供一個保障。

參考文獻

[1] 王紅儉，王會森.煤礦電工學口[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[2] 王仁祥.常用低壓電器原理及其控制技術阿[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[3] 國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[S].北京：煤炭工業(yè)出版，2004.

作者簡介：李智軍，男，河南鄭州人，山西宏廈第一建設有限責任公司助理工程師，研究方向：掘進技術。