在煤矿掘进中中深孔光面爆破的应用

摘 要：随着科技的不断进步，煤矿事业的不断发展，中深孔光面爆破技术在煤矿掘进中使用的非常广泛，占有了很重要的地位，在实际的运用中不仅能够加速施工效率，而且还能提高施工的质量，从而满足煤矿企业对煤矿掘进速度的要求。本文介绍了中深孔光面爆破原理，探讨了在煤矿掘进中的具体应用。

关键词：煤矿 掘进 中深孔光面爆破 应用

中图分类号：TD263.31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0083-01

在煤矿的掘进中，由于矿压对巷道的影响很大，所以选择正确的施工工艺直接关系到煤矿掘进的质量和进度。在目前煤矿掘进中使用较为广泛为中深孔光面爆破的技术，保证了施工的质量和安全，减少了工作人员的劳动强度。同时，为了提高煤矿施工质量和速度，使用中深孔光面爆破技术不需要添加过多的工作人员和设备，保持掘进方式不变的情况下只要改变爆破参数就能够满足煤矿掘进施工的要求。

1 中深孔光面爆破概述

1.1 爆破原理

中深孔爆破技术是很多工程主要的爆破形式，不仅能够提升施工的效率，而且还能够保证施工的质量，它的主要爆破原理为：周边的眼统一起爆，就会产生大量的冲击波，在冲击波径向传播的过程中会遇到相叠加的情况，所以在相邻炮眼之间的冲击就会产生切向拉力。如果岩体的抗拉强度比拉力小的时候，就会由于在过大的外力作用下使岩体拉裂，在炮眼的中间就会产生裂缝，炮眼产生的爆炸气体会不断扩张，使裂缝不断的增大，就形成了爆破面。

1.2 技术要点

中深孔光面爆破时广泛应用于煤矿、铁路以及水利等工程的爆破技术当中。在实际的使用当中主要的技术要点包括以下几个方面：第一，要调查围岩现场的情况，根据调查的结果确定周围眼的抵抗线和间距，这样才能保证钻眼的质量；第二，装药是爆破的关键步骤，只有严格的控制装药的过程，保证药量均匀的分布，才会满足爆破的要求；第三，为了符合装药结构的要求，在周边眼要尽量使用低速爆或者小直径卷药的形式；第四，起爆方式上选择毫秒微差有序起爆的形式，同时还要确保在爆破的临空面良好。

2 掏槽眼的合理选取

掏槽眼在煤矿掘进的过程中能够增加自由面，如果掏槽眼爆破在一个自由面的作用下，把岩石破碎会很困难的，而炮眼爆破的效果又取决于陶槽爆破的好坏，所以掏槽形式的选择是非常重要的。在煤矿掘进中使用较多的是直眼掏槽的形式，但是效果还不是很理想。在确定掏槽方式时还要考虑雷管数、自由面以及空眼等效果的影响。

斜眼掏槽适用干各类岩石，一般而言，炮服与工作面夹角通常为55°～70°，这个夹角会随着岩石坚硬程度的提升而变小，每个掏槽眼间距一般去3～5 dm，并且随着岩石坚硬度的提高，间距的取值也越小夹角越小；直眼掏槽一般是设置空眼作为自由面，然后依次起爆临近空眼的炮孔，逐步扩大，待扩大到400～800 mm时，即为辅助眼形成了足够的自由面。混合掏槽其实就是直眼和斜眼掏槽混合布置，在实质上还是直眼掏槽，只是在扩大槽孔时采用斜眼。结合千枚岩的地质条件，千枚岩地层隧道的围岩宜采用混合掏槽。对于掏槽眼来说，一般的地质条件下可以采用大间距的楔形掏槽，这种掏槽对口掏槽眼距可以达到5 m左右，能够起到少钻眼，少装药以及加快施工进度的目的。[3]但是，在千枚岩地质条件下，采用大间距的爆破效果往往很难保证，因此，可以适当的减小楔形掏槽眼间距，一般的，V级千枚岩地层掏槽眼间距可以确定为3 m。

在使用直眼掏槽的时候要合理的选择间距和装药量，对于中深孔直眼掏槽炮眼布置参数中并没有准确的数据。掏槽爆破主要就是通过在炸药的作用下，使岩体破裂，所以对于掏槽眼的布置一定要确保在破裂区域之内，设定掏槽眼的间距为a，破裂区域的半径为Rk，所以可以确定破裂区域：。式中γb为炮眼的半径；St为岩石抗压强度；λ为侧压力系数；a为压力波衰减指数；Pr为眼壁上的初始压力。根据煤矿掘进的要求，装药爆破要将第二个自由卖弄里的岩石全部粉碎，所以掏槽的装药量要比其他炮眼的大，根据掏槽装药量的计算公式为：。式中Q为掏槽眼单眼的装药量；q为炸药单耗；Lb为炮眼的长度；m为装药槽眼的个数。

3 装药结构和炮眼深度的选择

3.1 装药结构

装药结构参数的确定要从以下两个方面考虑，第一方面是保证围岩没有受到过度的矿压，保证在岩壁上的初始压力不能超过岩石动态抗压的强度；第二方面要保证在炮眼连心线方向上的孔壁要打开，就是指在眼壁上的初始拉力一定要大于岩石的抗拉强度。在岩体的周边眼上采用反向的装药方式，要在孔内装填水炮泥，然后将空口密封。在起爆的过程中，水泡泥就会形成水雾，增加了冲击波的传播速度，同时也减轻了装药端对围岩的破坏，形成的空气柱能够将爆炸的能量在炮孔内不断膨胀，保证周围眼痕的完整。

3.2 炮眼深度的选择

在使用中深孔爆破的过程中最重要的就是确定炮眼的深度。影响炮眼深度的主要因素包括岩石的性质、巷道断面情况以及作业方式等，其中影响最大的就是作业时间和设备条件。在使用凿岩机钻眼时，深度与设备的速度成反比。在现在的煤矿掘进的过程中大多数使用7665型气腿式凿岩机，在实际的使用当中一般在眼深为大于2.5m以后工作效率就明显降低，所以为了提升循环尺度，在煤矿的掘进中不能没有限制的加深炮眼的深度，降低设备打眼的深度和时间，保证钻眼的速度在合理的范围之内。所以为了保证炮眼的利用率能够达到90%以上，打眼的深度为1.8～2.3 m之间。

总而言之，在巷道中使用中深孔光面爆破的技术，对煤矿的掘进起到的非常重要的作用，它不仅能够提高施工的效率，而且还降低了施工的成本，由于在很多的巷道中年限已久，长期受到矿压的影响，所以就导致煤矿掘速度的缓慢，但是中深孔光面的爆破技术及时的解决了这个问题，提高了施工的质量和效率。同时对装药结构、爆破参数以及炮眼深度等不断优化设置，在保证安全的前提下还能够提升煤矿掘进的速度和质量。

参考文献

[1] 温润国，周永辉，于鲁海.中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用[J].煤炭技术，2009（1）.

[2] 宗琦，郝飞.提高岩巷掘进爆破速度和质量的若干技术问题[J].中国煤炭，2004（10）.

[3] 陈外信，刘立新.大采高综采工作面运输顺槽的快速掘进[J].煤炭工程，2005（7）.

[4] 杨小林.地下工程工程爆破[M].武汉理工大学出版社，2009.