姜京濤

(山西陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司二礦，山西 陽泉 045000)

0 引言

近年來，隨著爆破技術(shù)的發(fā)展，一種先進的爆破技術(shù)——雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用于煤炭巷道掘進工程，這不僅是對傳統(tǒng)爆破法的創(chuàng)新，而且還會提高掘進速度和成巷質(zhì)量。

1 影響巷道掘進速度的因素

1.1 影響煤礦巷道掘進的相關(guān)因素

施工地質(zhì)：由于施工地質(zhì)具有差異性和多變性，因此，優(yōu)化開采技術(shù)、提高技術(shù)水平是首要任務(wù)，傳統(tǒng)爆破方式受巖層質(zhì)地制約明顯，在實際應(yīng)用中需要支護輔助，以此加快掘進速度，如果沒有外力輔助，那么掘進速度并不會顯著提高。雙循環(huán)爆破采掘技術(shù)無需支護環(huán)節(jié)就能高效掘進。

組織管理：雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用于煤礦巷道快速掘進工作中來，要想充分發(fā)揮先進技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)首先對這一技術(shù)有序管理，根據(jù)巷道掘進具體情況選擇適合的爆破方法，同時，針對雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用者和參與者進行系統(tǒng)培訓，促使員工掌握技術(shù)應(yīng)用注意事項，加強員工對該技術(shù)的了解和應(yīng)用，減少技術(shù)失誤。

施工工藝：施工工藝對煤礦巷道快速掘進具有關(guān)鍵性作用，施工工藝在實際應(yīng)用中會受單循環(huán)方式影響，但這一工作方式主要受傳統(tǒng)理論制約。單循環(huán)工作方式引導下，巷道掘進會浪費大量時間，單位時間內(nèi)的工作掘進速度較慢；大部分礦井長時間應(yīng)用會降低應(yīng)用性能，這在一定程度上阻礙爆破工作的順利開展。因此，應(yīng)與時俱進地改進單循環(huán)工作方式，為施工工藝有效應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

掘進設(shè)備：現(xiàn)代化設(shè)備漸漸走進了煤礦巷道快速掘進工作中來，在先進設(shè)備的應(yīng)用下，打孔爆破法中的打孔步驟明顯優(yōu)化，掘進速度顯著提高。綜合打孔設(shè)備被廣泛運用于打孔中，應(yīng)用不足具體表現(xiàn)為：能量消耗、刀具損耗、維修費用過多等，由于單循環(huán)的作業(yè)方式很難填補各項設(shè)備損耗帶來的缺陷，因此有必要向雙循環(huán)的工作方式予以改進[2]。

1.2 與傳統(tǒng)爆破方法相比的優(yōu)勢

傳統(tǒng)鉆孔爆破法優(yōu)點為：低成本、低能耗、靈活性較強、環(huán)境適用性較強；缺點為：施工速度較低，需要輔助支護。雙循環(huán)爆破方式能夠有效彌補傳統(tǒng)爆破方法的不足，具有應(yīng)用直接性和靈活性等特點以及掘進速度較快、效率較高的應(yīng)用優(yōu)點[1]。

2 雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用和效果

2.1 工程概況

以翟鎮(zhèn)煤礦為例，該礦后一11、13層軌道下山施工長度為362 m，傾角為16°，沿13煤頂板施工，此時煤礦巷道屬于穿層式，巖石特點表現(xiàn)為頂粉砂巖、底粉砂巖和頂泥灰?guī)r。巷道掘進區(qū)域內(nèi)，巖層走向為187°～256°，傾角為5°～12°，地質(zhì)構(gòu)造不是十分復雜，相對簡單，其中構(gòu)造方式主要以單斜式為主。開拓巷道支護形式有2種：第一種為臨時支護，第二種為長久支護。巷道掘進需要適當優(yōu)化爆破技術(shù)，應(yīng)用適合的、高效的爆破方法。

2.2 雙循環(huán)爆破技術(shù)原理

炮眼布置：巷道實際施工程序較復雜，應(yīng)用傳統(tǒng)爆破方式不僅會降低爆破成功率，而且還會降低掘進速度，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示為：每班打眼1.1～1.5 m，進尺為1.1～1.3 m，炮眼利用率為82%，結(jié)合具體施工實際探索新型爆破方式——雙循環(huán)爆破技術(shù)。其炮眼布置如圖1所示。

圖1 炮眼布置圖

爆破循環(huán)：在第一個循環(huán)中，上下炮眼相比傳統(tǒng)方式的深度調(diào)整為1 m和2 m，上部循環(huán)進度為1.1 m，下部循環(huán)進度為1.7 m，當首次循環(huán)結(jié)束后，一方面要執(zhí)行敲幫問頂這一原則，另一方面還要有效摘除危巖懸矸，在第一個循環(huán)的上部分進行初步噴爆，上部支護工作完成之后，將一部分矸石運出，確保所剩余矸石能夠迎合施工需要，接下來噴爆巷道，并實施支護工作。上述工作完成后即可進入第二個循環(huán)。此外，在第一個循環(huán)中還應(yīng)禁止出現(xiàn)傘檐施工現(xiàn)象。在第二個循環(huán)中，上述的支護部位完成后，以矸石為平臺實施第二個循環(huán)的爆破工作，執(zhí)行上部的炮眼工作，炮眼深度為1 m，循環(huán)深度為0.9 m。在敲幫問頂之后，危巖懸矸應(yīng)有效摘除，對第二個循環(huán)的上部空頂區(qū)域以外的部分進行初步噴爆[3]。上部分的支護準備就緒即進行出矸工作，第二個循環(huán)中的矸石需出凈，然后對巷道進行初步噴爆和支護，之后繼續(xù)進行下一個循環(huán)，以此循環(huán)往復進行。

爆破參數(shù)：水膠炸藥(每支295 g，L=385 m)，毫秒延期電雷管(2″～6″)，電雷管每段延時24 ms，其中，電雷管應(yīng)進行同一編號。

炮眼深度和角度：第一循環(huán)上臺階和第二循環(huán)上臺階，炮眼打深均為1 m，夾角為74°；第一循環(huán)下臺階，掏槽眼深2.1 m，角深74°，輔助眼深1.9 m，角度確定為74°，底眼深度為1.9 m，角度為73°[4]。

裝藥量：第一循環(huán)下臺階在爆破施工中，受較深炮眼影響，掏槽眼每孔0.74 kg，輔助眼每孔0.5 kg，底眼每孔0.5 kg，上臺階周邊眼每孔0.2 kg，輔助眼每孔0.2 kg；第二循環(huán)施工時，僅將爆破放在上臺階，打眼深度為0.9 m，每孔裝藥量0.2 kg。

掏槽眼距：根據(jù)實際施工需要，最佳距離設(shè)置為485 mm，輔助眼間距為485～540 mm，周邊眼間距為495 mm，底眼間距為480～590 mm。

2.3 施工效果

雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用后，一方面，炮眼的利用率和爆破效率會大大提高，每班的進尺深度比傳統(tǒng)的爆破法平均深0.5 m；另一方面，巷道的掘進速度也會大大提高，雙循環(huán)爆破技術(shù)能夠適用于巖層質(zhì)地相當堅硬的工況，受鹽城質(zhì)地影響效果較弱，下山錨網(wǎng)噴巷道掘進每班進尺突破1.9 m。

3 結(jié)語

針對爆破方式進行對比分析，全面掌握煤礦巷道快速掘進的影響因素，在此基礎(chǔ)上，探究雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用原理和使用效果，充分彰顯雙循環(huán)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，煤礦巷道快速掘進中應(yīng)用這一技術(shù)會大大提高掘進速度、優(yōu)化掘進效果。此外，還應(yīng)對雙循環(huán)爆破技術(shù)深入研究，提高這一技術(shù)在煤礦開采工作中的應(yīng)用率，擴大雙循環(huán)爆破技術(shù)應(yīng)用范圍[5]。