喬 斌

（山西焦煤集團西山煤電杜兒坪礦，山西 太原 030000）

深孔爆破目前是巖巷掘進施工中應(yīng)用較多的一種技術(shù)，由于其作業(yè)時間短，單循環(huán)進尺高，被廣泛認可，但是也存在一定缺陷，比如：對圍巖損壞程度大，需要加強支護等。為了提高杜兒坪礦巖巷掘進速度，在不改變掘進方法等條件下，綜合考慮各影響因素，通過合理設(shè)計爆破參數(shù)以及施工措施等，避免出現(xiàn)深孔爆破后的弊端，提出使用中深孔光面爆破技術(shù)，取得了顯著的效果。

1 工程概況

杜兒坪礦新開拓東翼運輸巷道全長1300m，位于北三號采區(qū)，處于褶曲構(gòu)造地段，預(yù)估穿越1個背斜，揭露2個陷落柱，主要擔(dān)負設(shè)備、材料以及人員運輸任務(wù)，服務(wù)年限較長。該巷道主要以泥巖和砂巖為主，斷面形狀采用半圓拱形，掘進高度3.8m，寬度4.4m，墻高1.6m，采用錨噴支護。

2 炮眼布置及裝藥量的確定

光面爆破能減少周邊圍巖的破壞程度，決定巷道的成型率，光爆參數(shù)由巖石性質(zhì)和巷道斷面輪廓決定。

光面爆破炮眼布置密集程度可以根據(jù)巷道曲率半徑適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)拱頂曲率半徑較大時，跨度相對較大，所需破壞力就相應(yīng)減弱，光爆炮眼密集程度適當(dāng)增大，光面層可以厚一些；反之，破壞力較大時，光爆炮眼密集程度適當(dāng)減小。周邊眼以能滿足爆破后使炮眼間貫通裂隙完全形成為原則合理布置。

炮眼裝藥量應(yīng)滿足兩個原則：第一，確保炮眼連心線在爆破后形成裂痕，即巖石抗拉強度小于眼壁上的初始拉力；第二，巖石的抗壓強度必須大于眼壁上的初始壓力，保證圍巖無過度壓縮性破壞。為了確保爆破時水炮泥充分發(fā)揮作用并形成水霧，首先周邊眼采用反向裝藥，炸藥填充時采用水炮泥，炮孔采用炮泥封孔，中間留有一段空氣柱，爆破時，水炮泥所形成的沖擊波在發(fā)揮作用時由于空氣柱的存在導(dǎo)致沖擊波強度減弱，因此圍巖破碎程度較小。

由于本次作業(yè)主要采用中深孔爆破，如何確定炮眼深度成為實質(zhì)性問題。根據(jù)具體地質(zhì)條件，炮眼深度應(yīng)根據(jù)圍巖性質(zhì)、爆破作業(yè)方式、巷道斷面大小、鑿巖機類型等來進行確定，其中尤以鑿巖機循環(huán)作業(yè)時間最為關(guān)鍵。鉆眼速度與深度之間存在一定關(guān)系。巷道掘進采用7655型氣腿式鑿巖機，當(dāng)鉆眼深度控制在1.8m左右時，鑿巖速度并無多大變化，但是在超過2.2m后鉆眼速度明顯下降。因此，將炮眼深度確定在1.8～2.2m之間。

在確定爆破延期間隔時間時，應(yīng)將巷道掘進自由面空間狹小、巖石所受夾制作用明顯等因素考慮在內(nèi)。如果延期間隔時間確定不合理，掏槽爆破或中深孔爆破時無法使巖石充分破碎，無法形成自由面，導(dǎo)致炮眼利用率極低，巖石在爆破后的塊度就較大，影響爆破效果。綜合考慮各因素，確定在巷道中爆破時總延期時間不得超過130ms，雷管延期間隔時間確定為25ms。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

直眼掏槽形式多種多樣，常見的包括三角分階分段直眼掏槽、角柱掏槽以及螺旋掏槽形式等。在現(xiàn)場分別應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)三角分階分段直眼掏槽的效果最佳，此方法在具體運用時對于槽腔體積的增大有一定積極作用，同時能夠增加掏槽深度，使得巖石拋擲作用較小，且堆積集中，易于裝巖。三角分階分段直眼掏槽的優(yōu)點在于能夠分上、下兩個階段進行掏槽，在上階段進行掏槽爆破時，首先形成一個漏斗形槽腔，為下分段創(chuàng)造一個自由面；在下分段進行裝藥爆破時，充分利用上分段爆破后的巖石殘余應(yīng)力和再次爆破所增加的巖石破碎程度，同時裝藥的毫秒起爆，使得爆破能量多用于巖石破碎而非巖石拋擲。具體三角分階分段直眼掏槽示意圖如圖1所示。

三角分階分段直眼掏槽裝藥分段起爆實質(zhì)是對抵抗線的分解，掏槽眼按順序逐眼加深，逐步擴大加深槽腔，并且分段延續(xù)起爆，最終確定淺孔深度為1.2m，單孔裝藥量為0.5kg，深孔深度確定為2.2m，單孔裝藥量為1.1kg。周邊眼眼距確定為500mm，單位長度裝藥量設(shè)計為0.23kg，單孔裝藥量設(shè)計為0.46kg，光爆層厚度為600mm，采用1～5段毫秒電雷管全斷面一次起爆，現(xiàn)場實踐結(jié)果表明炮眼利用率能夠達到85%以上，欠挖小于40mm，超挖小于80mm，月循環(huán)進尺取得了108m的好成績。

圖1 三角分階分段直眼掏槽示意圖

4 結(jié)論

巖巷掘進施工中，中深孔光面爆破的應(yīng)用，需要采取合理的炮眼深度設(shè)計和裝藥量并結(jié)合正確的掏槽方式，以及爆破毫秒延期間隔時間等參數(shù)，對于提高施工速度，降低材料損耗，降低施工成本，提高經(jīng)濟效益起到積極作用，同時對于巷道成型以及施工質(zhì)量的完成也起到了十分重要的作用。結(jié)果表明運用中深孔光面爆破技術(shù)，確實達到了快速掘巷的目的。