论煤矿掘进中深孔爆破技术

【摘要】在现代煤矿开采过程中，爆破技术的应用越来越广泛，已经发展成为煤矿开采过程中的关键技术，本文就煤矿挖进中深孔爆破技术进行探讨。

【关键词】煤矿；中深孔；爆破技术

中图分类号：X752 文献标识码：A

前言

在煤矿开采的过程中随着开采深度的不断延伸，需要不断的掘进，在掘进的过程中就需要有巷道的支撑，在巷道的挖掘过程中爆破技术是最快、最有效的方法。在现代煤矿开采过程中爆破技术已经被广泛的应用，中深孔爆破技术以其突出的优点更是被广泛的使用。

中深孔爆破技术概述

中深孔爆破技术对爆破质量的改善是在爆破过程中岩石的破碎效果好，减少了爆破飞石，而且石块的大小基本都符合工程的要求，很少出现超出规格的大石块。较好的爆破效果就是无底跟，且爆堆集中又具有一定的松散度便于铲装设备高效率的装载，这就要求在爆破的时候能够合理的控制最小抵抗线，有效地降低其产生的有害效应，减少因爆破产生的各种危害。爆破技术的经济指标指的是爆破产量、炸药单耗以及后续工序能否发挥其高效率，还有工程的成本等。合理选择爆破参数，对爆破技术的优化是取得良好爆破效果的必要措施。

中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用

中深孔光面爆破在煤矿井下巷道掘进的实际应用中，应注意以下几点技术关键点：

3.1、炮眼间的距离和炮眼抵抗线的确定要以岩体的岩石的特性为依据，确保钻眼的质量符合标准；

3.2、在往炮眼里装药时，要控制好炸药量，此外药量分布一定要均匀；

3.3、炮眼周边眼应采用爆速比较低，猛度不高的炸药，为保障装药结构的合理性，可以采用导爆索；

3.4、在起爆时，应该采用毫秒微差有序的起爆方式，科学合理地计划岩体的开挖步骤，保证爆破所形成的临空面符合要求；

3.5、边孔的直径应该小于五十毫米。

中深孔光面爆破在实际应用中还应该注重爆破参数的选择，通常所遇到的参数包括以下几个：确定光面爆破层的厚度，通常可以设置厚度为炮孔直径的十多倍左右；确定炮孔间的距离，一般情况下孔距应设置为爆破层厚度的百分之八十左右；以上爆破层的厚度与孔距的选择在遇到岩体质地软弱或裂隙发育的情况下，都应该选择最小值。通过对比预裂爆破，选用合理的钻孔直径和装药不偶合系数，此外线装药密度也要依据松动爆破药量的计算公式来最终确定。对于中深孔光面爆破的实际应用程序主要有以下几个要点要掌握：掏槽方式要合理，通过掏槽眼可以进一步增加炮掘的自由面。当下使用最多的一种掏槽方式是直眼掏槽，此种掏槽方式充分利用空眼，构成补偿空间及辅助自由面，关于掏槽方式的选择，应该遵循简单有效的原则，尽量使得雷管段数控制在一定范围内，以便于爆破后能够顺利形成第二个自由面；微差间隔时间与光爆参数的选择要合理，一般而言炮眼密集系数应该在零点八与一之间的范围做选择，炮眼密集系数的具体选取应该依据爆破漏斗体积等指标以及爆破模型试验来确定。炮眼间距的选取则应该考虑爆炸生成气体的作用，以保障所产生的裂缝相互贯通。

4、爆破技术

4.1、炮孔深度炮孔深度2.2～2.7m，掏槽眼、辅助掏槽眼、中心眼的垂直深度比周边眼、二圈眼、三圈眼深100～200mm。

4.2、掏槽方案掏槽方式根据岩性、设备配制等而定，根据现场实际情况布置三对楔形掏槽眼和两对辅助楔形掏槽眼，中间加2个中心眼（见图1）。炮孔深度2.5m左右，掏槽眼的眼深比其它炮眼深100～200mm，中心眼的深度比掏槽眼大100～200mm，掏槽眼的角度应保证其孔口距离、孔底距离严格符合设计要求。 图1炮眼布置

4.3、辅助眼、周边眼的优化辅助眼用来继续扩大掏槽，辅助眼间距为600mm，布置在掏槽眼与周边眼之间，方向垂直于工作面，保证爆落下来的岩块均匀，为装岩创造有利条件。周边眼控制巷道成形，一般周边眼眼口距离巷道周边50mm，岩石愈坚固，靠周边眼愈近，周边眼间距不宜过大，一般为400mm。辅助眼和周边眼的眼底应尽量落在同一深度的平面上，爆破后的工作面比较平整。

4.4、起爆药包位置起爆药包的位置决定着炸药起爆后爆轰波的传播方向，也决定了爆轰气体的作用时间。实验表明，在有良好堵塞的情况下，采用反向起爆时，炸药产生的冲击波和爆生气体的能量多用于对炮孔壁的破坏，大大降低了爆生气体从炮孔中喷出的数量，即使在高瓦斯矿井中，反向起爆是安全可靠的，最新的煤炭安全规程取消了煤矿井下对岩巷掘进中反向起爆的限制。为提高掏槽效果和炮眼利用率，采用反向起爆效果较好。

4.5、起爆顺序掏槽眼用一段雷管起爆，辅助掏槽眼、中心眼用二段，其它炮眼的段数由内往外依次排下去。中心眼的深度比掏槽眼大100～200mm，适当装入一定量炸药，中心眼起到了后续抛碴的作用，提高槽腔的成型质量及底部破岩能力，扩大槽腔体积，有效破碎底部岩石，使得槽腔的破碎更加充分，加深掏槽有效深度。

5、爆破效果的控制技术

5.1、选择合理的孔网参数孔网参数过大，容易出现大块、炮根过多等现象，造成一次爆破不能炸到设计位置。孔网参数过小，造成钻孔和装药量的浪费，影响爆破速度和工期。因此要选择合理的孔网参数，既要保证爆破效果又能加快施工进度，我认为根据不同岩石和孔深进行孔网参数的选取。对于Φ140孔径钻机：a=4～5.5mb=3.5～5.0m。对于Φ90孔径钻机：a=3～3.5m，b=2.5～3m。布孔的形式采用梅花形布孔方式具有更好的爆破效果，a=（1.15～1.25）.b

5.2、适当的超钻无论一次性爆破还是分层梯断爆破，都必须保证足够的超钻深度，超钻太小，沿台阶底板水平的岩石就不能完全爆下来，从而留下根底；过大超钻，不但浪费炸药和凿岩的费用并且增加地震强度，而且给下一层台阶的凿岩带来困难，一般h=（10～20）Φ，软岩取小值，硬岩取大值。

5.3、确定合理的炸药单耗根据爆区岩石的软硬、风化程度不同采取不同的单耗，一般按经验初选，再根据试炮效果进行调整。

5.4、处理好水孔，防冲炮。

对于有水的炮孔，为了便于施工，可采用综合处理的方法：（1）、对于积水过多的炮孔，可采用井点抽水的方法，将孔内水抽走。（2）、对于孔内水不太多的深孔，可采用乳化炸药进行装药，但孔深应小于10m，因为孔太深，乳化炸药可能无法下沉到孔底，为保证安全起爆，设两个起爆药包。堵塞段用细砂堵塞，不仅可以将堵塞段的水挤出，又增加了填塞段的密度。（3）、对于浅孔，水少时可用竹竿绑棉纱将水提干；水多时可用高压风管将孔内水吹出后，立即进行装药和填塞工作。

5.5、采用合理的装药结构为了提高爆岩的破碎度，减少大块率，同时又为了便于施工，一般采用连续装药和分层装药。台阶高度小于60d时，采用连续装药结构；当台阶高度大于60d时，采用分层间隔装药。实践证明，在两个长度大于20d的装药长度之间增加2.0～2.5m长的间隔堵塞，间隔堵塞周围的岩体在上下两个药包端部的作用也能获得良好的破碎。这样就可以节省了炸药的费用。

5.6、采用微差起爆技术微差起爆能为后起爆的药包提供新的自由面，减少岩石的夹制力和阻力，爆渣有了一定的水平位移，因而爆渣的松散度就好，便于机械清运；微差爆破能使前后起爆药包的应力波叠加，使岩石进一步破碎；微差爆破能使爆渣在移动过程中相互碰撞，使已经产生微小裂隙的岩块进一步解体破碎。实际工作中，孔内采用高段别雷管，孔外采用低段别雷管。

5.7、保证堵塞长度和填塞质量

确定合理的填塞长度并保证其质量对改善爆破效果和提高炸药能量利用率有着重要作用。填塞长度过短将产生较强的冲击波、噪声和飞石危害；反之将会降低延米爆破量，增加钻孔费用，并使台阶上部岩石破碎不佳。实际工作中填塞长度28～32Φ，对于填塞大于30Φ的情况下，一般不会有飞石。Φ90孔径的钻机填塞长度在2.8～3.5之间；Φ140孔径的钻机填塞长度在4.5～5.0之间。对于无水段的填塞一般用岩粉或黄土，填塞料中不得夹有石块，填塞时边填边捣实，防止卡孔和悬空，并注意保护好雷管脚线；对于孔口填塞段有水的炮口，可先将水抽干再填充，或用细砂填充。

6、结束语

在当前煤矿开采的过程中，中深孔爆破技术在已经成为爆破技术中应用最广泛，其在提高挖掘效率的同时，也在一定程度上降低了生产的成本，在一定程度上促进了煤矿开采的效率。

参考文献

[1]陈光寒.中深孔光爆掘进技术研究［J］.矿山压力与顶板管理，2000

［2］王丽红．浅析煤矿地质勘探中煤质分析评价工作［J］．中国科技博览，2012