張雁鵬

摘 要：巖巷掘進(jìn)是煤礦開采中的一項(xiàng)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(guó)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(shí)際循環(huán)進(jìn)尺小，而若采用楔形掏槽方式實(shí)施爆破，實(shí)際裝藥量易偏大，會(huì)造成爆堆風(fēng)散，且可能崩壞支架與相關(guān)設(shè)備。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

我們必須充分了解影響炮掘巷道爆破速率與質(zhì)量的相關(guān)因素，并采取相關(guān)措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，以提高爆破速率，改善爆破效果

1、炮眼布置

1.1 炮眼布置方式的確定

1.1.1 掏槽眼的布置

當(dāng)前，在我們?nèi)粘Ｗ鳂I(yè)中常見的掏槽方式大致可分為三種： 斜眼掏槽、直眼掏槽以及混合掏槽。斜眼掏槽適應(yīng)性強(qiáng)，它在很多巖石巷道中都適用，其所掏炮眼與工作面間的夾角通常在 55° ～ 70°之間，且?guī)r石越堅(jiān)硬實(shí)際夾角也應(yīng)越小。眼間距應(yīng)控制在 300 ～ 500 mm 之間，堅(jiān)硬巖石應(yīng)選用小值。炮眼深度應(yīng)比其它炮眼更深一些，眼底間距應(yīng)控制在 100 ～ 200 mm 之間，且不應(yīng)打透。直眼掏槽也有一些自身特點(diǎn)，此種掏眼應(yīng)布設(shè)空眼來充當(dāng)自由面，且應(yīng)讓掏槽眼彼此平行，其在爆破及深孔爆破中應(yīng)用較多，且所爆破的巖石塊度應(yīng)相對(duì)較均勻。在實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)應(yīng)依據(jù)相關(guān)次序依次起爆與空眼相近的炮孔，并逐步向四周擴(kuò)展。掏槽眼最好應(yīng)布置于軟巖層中，且應(yīng)讓各炮眼必須平行，炮眼與炮眼間的間距也應(yīng)盡量相等。此外混合掏槽在本質(zhì)上也屬于一種直眼掏槽，只是應(yīng)應(yīng)用斜眼來擴(kuò)大槽孔，且斜眼與工作面間的夾角最好應(yīng)控制在 75° ～ 85°之間，這樣與直眼掏槽相比，可大幅減輕鉆眼作業(yè)量。

1.1.2 輔助眼的布置

所布置的輔助眼間距與最小抵抗線間應(yīng)取 400 ～ 800 mm的距離，且應(yīng)布設(shè)為垂直于工作面狀。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)采用斜眼進(jìn)行掏槽作業(yè)時(shí)，所掏的首圈輔助眼最好應(yīng)與工作面成某一夾角。且應(yīng)依據(jù)巷道斷面大小情況來布設(shè)輔助眼，可把輔助眼布置為兩圈也可布置為 3 圈。

1.1.3 周邊眼的布置

在布置周邊眼時(shí)，通?？砂哑洳荚O(shè)為與巷道壁相距 7 ～ 80 mm之間，眼底位置布設(shè)于巷道壁處，與工作面夾角大小可控制在87°左右，與此同時(shí)可把周邊眼間距控制在 300 ～ 400 mm 之間。在巷道爆破作業(yè)中合適的眼間距與裝藥量是決定巷道成型情況的兩個(gè)重要因素，在生產(chǎn)作業(yè)中要想取得較好的爆破效果，實(shí)際眼痕率應(yīng)控制在 60% 之上。

1.2 炮眼深度的確定

經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)有很多因素都會(huì)影響炮眼深度，這些因素主要為： 巖石性質(zhì)情況、巷道斷面大小、鑿巖機(jī)械性能、作業(yè)人員素質(zhì)的高低以及采用的作用方式等，在實(shí)際確定炮眼深度時(shí)，我們應(yīng)綜合考慮這些因素，以確定出最合適的炮眼深度。1） 參照鑿巖機(jī)械來確定炮眼深度。所布設(shè)的炮眼深度首先應(yīng)適應(yīng)于鑿巖機(jī)械，如對(duì)于氣腿式鑿巖機(jī)而言，隨鉆眼深度的逐步加深，鉆眼速度會(huì)迅速下降，尤其是在炮眼深度大于 3 m時(shí)表現(xiàn)最為明顯，因此在使用普通氣腿式鑿巖機(jī)鉆眼時(shí)，所布設(shè)的炮眼深度最好應(yīng)小于 3 m。2） 依據(jù)循環(huán)作業(yè)方式來確定炮眼深度。要想把炮眼深度設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適應(yīng)于循環(huán)作業(yè)方式，確保正規(guī)循環(huán)作業(yè)能順利進(jìn)行，并應(yīng)有利于實(shí)施安全管理，可布設(shè)為各班都單獨(dú)完善一個(gè)循環(huán)，這樣各班的作業(yè)任務(wù)會(huì)更具體，對(duì)組織工作與安全管理工作十分有利。

2、周邊眼參數(shù)的合理確定

2.1 確定炮眼間距

在實(shí)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(dòng)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(dòng)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(jì)算，并充分結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)、合理地確定。

2.2 確定最小抵抗線

對(duì)于光面爆破而言，其周邊眼最小抵抗線 W 的大小情況會(huì)對(duì)實(shí)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(qiáng)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(shí)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(shí)踐檢驗(yàn)，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)。

2.3 起爆時(shí)差的影響

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

3、 爆破在大斷面巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用效果

爆破技術(shù)改變了傳統(tǒng)的爆破施工技術(shù)，循環(huán)進(jìn)尺不低于 1.9m。堅(jiān)持光面爆破。。傳統(tǒng)的爆破技術(shù)采用單排楔形掏槽及正向裝藥爆破掘進(jìn)，由于受矸石夾制作用，炸藥能量往往不能被充分利用，爆破后圍巖松動(dòng)，但炮眼利用效果差。傳統(tǒng)的爆破技術(shù)，一般一個(gè)循環(huán)炮眼深度 1.8m，而爆破后有效進(jìn)尺不超過 1.5m，炮眼利用率為83%，而且隨著眼深的增加，其利用率將更低，而且爆破后矸石破碎效果不理想。采用爆破，雙楔形掏槽技術(shù)及反向裝藥施工，有效克服矸石夾制作用，而且反向裝藥后炸藥聚能穴向外，有效釋放能量，加之兩次掏槽后，爆破范圍內(nèi)自由面增加，有效地將炸藥到掘進(jìn)迎頭自由面之間的矸石崩落，炮眼利用率明顯提高?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中，采用該技術(shù)，炮眼眼深 2m，爆破循環(huán)進(jìn)尺達(dá)到 1.9m，炮眼利用率達(dá)到 95%。爆破技術(shù)在大斷面巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用，有效提高了炮眼利用率，在相同地質(zhì)條件及施工裝備條件下，其單循環(huán)進(jìn)尺由原來的 1.5m 增加到1.9m，單循環(huán)進(jìn)尺提高 27%。按每班一個(gè)循環(huán)，四六制作業(yè)（三掘一噴），全月生產(chǎn)時(shí)間 30 天，正規(guī)循環(huán)率以 85%計(jì)算，全月進(jìn)尺可提高 30.6m，月度單進(jìn)水平提高 27%。

結(jié)束語

1） 炮眼深度有一個(gè)最佳值， 在確定炮眼深度時(shí)， 應(yīng)本著在能有效提高巷道掘進(jìn)效率的基礎(chǔ)上， 并充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，來科學(xué)、合理地確定炮眼深度。人們?cè)趯?shí)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。2） 對(duì)于光面爆破而言，其實(shí)際爆破效果易受周邊眼布置參數(shù)的影響，我們應(yīng)科學(xué)布設(shè)周邊眼參數(shù)， 應(yīng)在盡量少打眼的情況下，實(shí)現(xiàn)光爆要求。3） 經(jīng)大量試驗(yàn)人們發(fā)現(xiàn)，光爆效果的好壞在很大程度上也會(huì)受到周邊眼實(shí)際起爆時(shí)差的影響，對(duì)此， 在實(shí)際生產(chǎn)中， 我們應(yīng)盡量采取相關(guān)措施， 讓周邊眼盡量實(shí)現(xiàn)同時(shí)起爆， 這樣能取得更好的爆破效果。

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