雷恒太

(山西呂梁西山德威礦業(yè)管理有限公司)

巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)優(yōu)化及應(yīng)用效果

雷恒太

(山西呂梁西山德威礦業(yè)管理有限公司)

根據(jù)西山晉邦德煤業(yè)巖巷掘進(jìn)需要，根據(jù)該礦巖巷掘進(jìn)條件，對(duì)直眼掏槽和斜眼掏槽2種典型掏槽方式進(jìn)行了對(duì)比分析。以似直眼掏槽方式為基礎(chǔ)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果表明：參數(shù)優(yōu)化后炸藥和雷管單耗分別降低了13%、5%，炮眼利用率和眼痕率分別提高了24%、205%，巷道掘進(jìn)費(fèi)用降低了239.47 元/m，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可為類似礦山提供參考。

爆破工程 巖巷掘進(jìn) 似直眼掏槽 爆破參數(shù)

西山晉邦德煤業(yè)建設(shè)規(guī)模1 200 kt/a，礦區(qū)面積9.011 km2，屬兼并重組建設(shè)礦井，巖巷掘進(jìn)工程量大，因此，優(yōu)化掘進(jìn)爆破參數(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)外煤礦在巖巷掘進(jìn)中，鉆眼爆破法施工工藝仍占主導(dǎo)地位[1-4]。爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)直接影響了井巷掘進(jìn)的打眼工程量，為進(jìn)一步加快巷道掘進(jìn)速度，有必要對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本研究根據(jù)西山晉邦德煤業(yè)巖巷掘進(jìn)條件，對(duì)巖巷掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以期提高巖巷的掘進(jìn)速度和質(zhì)量。

1 掏槽方式

1.1 典型方式

掏槽方式主要有：①斜眼掏槽，炮孔軸線與爆破自由面斜交，可獲得較好的爆破效果，在我國巖石井巷掘進(jìn)爆破中應(yīng)用廣泛；②直眼掏槽，炮眼軸線垂直于工作面布置，易于掌握和實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鉆機(jī)作業(yè)及鉆眼機(jī)械化[5]。該2類掏槽方式的特點(diǎn)見表1。

表1 掏槽方式特點(diǎn)

1.2 似直眼強(qiáng)力掏槽

似直眼強(qiáng)力掏槽中所有炮孔深度一致，大角度斜眼(近似為直眼)配合中心直眼，采用合理的時(shí)間間隔進(jìn)行分層分次爆破。

2 爆破參數(shù)

2.1 巷道條件

試驗(yàn)巷道為礦井集中運(yùn)輸大巷，建成后擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭運(yùn)輸任務(wù)。巷道穿層掘進(jìn)，巷道斷面為半圓拱型，采用錨網(wǎng)噴的支護(hù)方式，巷道凈寬4 400 mm，凈高3 700 mm，凈斷面積14.14 m2。掘進(jìn)過程中依次穿過細(xì)砂巖、中砂巖、泥巖、石灰?guī)r等巖層。根據(jù)礦山建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃，要求巷道掘進(jìn)速度達(dá)100 m/月以上。

2.2 爆破參數(shù)

(1)炮眼深度。根據(jù)大巷的巖層條件和掘進(jìn)工藝設(shè)備，確定炮眼深度2.0 m(鑿巖采用2.2 m規(guī)格的釬桿)，循環(huán)進(jìn)尺預(yù)計(jì)1.8 m以上。

(2)孔網(wǎng)布置。掏槽眼中心設(shè)置二次掏槽孔，內(nèi)裝少量炸藥，以擴(kuò)大槽腔體積、解決炮眼利用率低的問題。輔助眼和周邊眼主要用來繼續(xù)擴(kuò)大掏槽，以每一炮眼的最小抵抗線近似相等的原則布置，同時(shí)兼顧爆落巖石的塊度和巷道輪廓整齊。周邊眼采用定向斷裂爆破技術(shù)，間距500～600 mm，輔助眼間距600～700 mm。

(3)爆破網(wǎng)絡(luò)。晉邦德煤業(yè)為瓦斯礦井，一次全斷面起爆的總延時(shí)不大于130 ms，采用5段雷管正向起爆。炮眼用炮泥填滿封實(shí)，封堵長(zhǎng)度大于500 mm。根據(jù)以上原則確定的炮眼布置方式如圖1所示。

2.3 爆破效果

通過對(duì)參數(shù)優(yōu)化前和優(yōu)化后的爆破效果進(jìn)行分析，對(duì)炮眼利用率、炸藥單耗、雷管單耗、眼痕率等4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖2。

圖1 巷道炮眼布置(單位：mm)

圖2 爆破效果對(duì)比

由圖2可知：巖巷掘進(jìn)爆破參數(shù)優(yōu)化后，炸藥和雷管的單耗分別降低了13%、5%，炮眼利用率和眼痕率分別提高了24%、205%。

3 效益預(yù)測(cè)

西山晉邦德煤業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明，爆破參數(shù)優(yōu)化控制了超欠挖，減輕了工人的打眼工作量，節(jié)省了鉆眼爆破時(shí)間，提高了勞動(dòng)效率，在保證爆破效率和爆破質(zhì)量的前提下，極大提高了巖巷掘進(jìn)速度，在22 d內(nèi)便實(shí)現(xiàn)了巷道進(jìn)尺101 m，超過了月進(jìn)度計(jì)劃要求。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比計(jì)算，單位巷道進(jìn)尺的經(jīng)濟(jì)效益見表2。

表2 經(jīng)濟(jì)效益

由表2可知：爆破參數(shù)優(yōu)化后可節(jié)約巖石巷道掘進(jìn)費(fèi)用約239.47元/m。

4 結(jié) 語

根據(jù)西山晉邦德煤業(yè)巖巷的掘進(jìn)條件，以似直眼掏槽方式為基礎(chǔ)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在提高爆破效果的同時(shí)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，可為類似礦山提供借鑒。

[1] 東兆星.井巷工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

[2] 王玉杰.爆破工程[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009.

[3] 黃顯忠.巖石爆破不同掏槽形式的對(duì)比分析[J].探礦工程，2012，39(7)：82-84.

[4] 程 剛，殷現(xiàn)民.中深孔光面爆破掏槽方式選擇與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2011(6)：16-17.

[5] 彭及環(huán)，吳永強(qiáng)，羅業(yè)民.大長(zhǎng)空孔直眼掏槽爆破工藝應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(6)：109-110.

2015-08-06)

雷恒太(1973—)，男，工程師，041606 山西省臨汾市洪洞縣。