浅析煤矿岩石巷道掘进的爆破方式

乔顺兴

摘要：在煤矿岩石巷道掘进过程中，主要是采用爆破方式使岩石破碎。文章主要阐述我国煤矿岩石巷道的爆破技术的发展现状，指出了爆破技术需要不断完善、科学管理，使爆破技术在煤矿岩石巷道掘进过程中能够取得良好的效果。同时，也对今后煤矿岩石巷道掘进爆破方式的改进进行了分析。

关键词：煤矿岩石巷道；煤矿掘进；爆破方式

中图分类号：TD236 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0104-02

就目前而言，我国大多数煤矿企业仍然采用钻眼的爆破方式在巷道掘进中进行岩石爆破。如果爆破效果不错，将有助于提高之后施工的速度和质量，提高施工的效率。因此，国外的一些煤矿企业主要关心对钻眼爆破方法的探究，并且不断对其进行改进和完善。虽然浅眼爆破技术比较简单，容易掌握，并且每个炮眼能得到较好效果，但是它在循环过程中用时较长，消耗了较多的辅助作业时间，增加了制作成本，效果不理想。因而必须对爆破技术进行改进，在煤矿建设以及生产过程中使改进的爆破方法能起到更显著的作用。

1 爆破方法的理论和技术

1.1 爆破的器材

我国大多数煤矿的开采深度都比较深，深井作业时围岩所受的应力很大，存在围岩硬度较大、炮眼利用率较低和循环用时较长等问题。目前我国用于爆破的主要器材有以下几个：小直径管状炸药、煤矿系列水胶炸药和煤矿毫秒雷管、煤矿导爆索、电雷管性能测试仪以及矿用电雷管发爆器等，基于我国爆破技术的现状，应该对爆破器材进行优化与完善。

1.2 爆破方法的应用

爆破技术主要是利用炸药爆炸瞬间产生的能量对物体产生冲击，破坏其原有结构。爆破方法的一般步骤：首先在岩石上钻出一个炮孔或药室，然后在炮孔或者已挖好的药室中铺设炸药，并放入煤矿导爆索，最后进行引爆。

1.2.1 软岩巷道中爆破方法的应用。由于软岩的巷道硬度系数小于8，在实际调查中显示，煤矿巷道为软岩巷道的比较少见。与中硬岩的巷道掘进施工存在较大的差别，在软岩巷道掘进中放炮施工主要采用光面爆破法。基于岩石硬度较小的限制，软的岩石容易在外界条件下发育结构面，导致岩石的强度降低以及塑性变形增大，并且岩石容易产生风化，之后遇水膨胀。这种岩石巷道在掘进时不难施工，主要的困难是巷道支护的问题。

综合来看，在巷道掘进时应用光面爆破的方法，而不会使用钻眼爆破法，因为钻眼爆破方法在爆破时会干扰到周围的岩石，造成进行巷道支护时很难确保安全。但是，在掘进中采用光面爆破法的效果也不会有坚硬岩石中的效果好。因此，应该应用密度较小、爆炸速度较慢的高效能的炸药进行爆破，并且要严格设计装药装置和光爆参数，才能取到良好的效果。

1.2.2 中硬岩巷道中爆破方法的应用。中硬岩的硬度系数处于8～12之间，经调查研究，我国的极大多数煤矿巷道都属于中硬岩巷道。目前，我国很多煤矿单位对中硬岩巷道的掘进都比较有把握。基于深孔爆破以及直眼掏槽爆破的技术限制，每次循环掘进大约只能挖到1.8～2m之间，因此，部分煤矿采用预裂爆破方法进行爆破掘进，有些采用光面爆破进行爆破掘进，这两种爆破方法的爆破要点都是控制超挖。

（1）预裂爆破方法。预裂爆破方法是在岩石周边炮眼先引爆，预先准备好贯通爆裂面，爆裂面沿着断面轮廓。在爆破之前要选择合适的炸药类型，根据实际情况设计炮眼直径以及两炮眼间的距离，严格把握炸药的用量，只有这样才能起到预裂面的爆破效果。并且使用预裂爆破方法进行岩石巷道掘进爆破时，不会干扰巷道周围的岩石，保证围岩处于稳定状态。预裂爆破的爆破参数应该参考普通光面爆破的参数。

（2）光面爆破方法。光面爆破方法是待开挖到轮廓线时，应该先保留一层1.2倍炮孔间距厚度的岩层，将装有低威力的小炸药卷放入炮孔中，并离孔壁有一段距离，爆炸之后可以在孔壁上看见炮孔痕迹。在煤矿岩石巷道中，将锚喷支护和光面爆破结合在一起并付诸实践，获得了很好的爆破效果和支护效果，基于这一技术良好的爆破效果和优越的爆破质量，目前这技术正被广泛应用于中硬岩巷道掘进施工。进行锚喷支护之前必须在煤系地层中采用光面爆破方法。由于光面爆破方法的出现，爆破技术正朝着科学的轨道发展，对爆破技术的认识达到了新的水平。我国的部分煤矿企业通过对岩石巷道爆破时爆破参数的分析，探究了一种新型的光面爆破施工技术。经过改进的光面爆破施工方法，爆破后巷道的形状有利于施工，不需要进行超挖的操作，取得了良好的爆破效果。

在煤矿岩石巷道掘进过程中，预裂爆破方法和光面爆破方法都能使施工顺利进行，不仅能节约成本，而且能增加经济效益。

1.2.3 硬岩巷道中爆破方法的应用。巷道中硬岩的硬度系数大于或等于12，经过调查研究，我国进行硬岩巷道掘进的煤矿企业很少。对于硬岩巷道的掘进，可以采用爆破掘进的方法。这类岩石硬度较大，进行爆破时，雷管的延迟时间较短，因此进行爆破时应该使用威力小的炸药。在对硬岩巷道掘进时，会导致凿岩的时间较长，工作效率较低。爆破掘进时真正的难点是掏槽，掏槽的要求较高，巷道掘进时主要采用锥形掏槽和楔形掏槽。在实际工作中，楔形掏槽更适宜现场操作，有三种楔形形式：单楔形、双楔形以及三楔形。在掘进施工时，采用中心孔向往抛矸以掏空槽顶部的岩石。这技术不仅提高了炮孔的利用率，而且也提高了单循环的进尺，爆破效果有了较明显的改进。

2 爆破技术的改进

基于我国煤矿的开采现状，必须加强对岩石巷道爆破方法的研究并且改进现有爆破方法，推广配套技术。根据煤矿巷道的具体条件，应该采取措施改进目前的岩石巷道掘进的爆破技术。

2.1 爆破器材的改进

加强对爆破材料的改进必须先加大对爆破材料的研究力度，既要保证炸药爆炸时的安全，也要增加炸药爆炸时的威力。与此同时加强对爆破器械的改进，主要是加强对凿岩机的研究，使新型的凿岩机既能减少打眼的时间，还能起到降低噪音的效果。先进的凿岩机还可以减小工人作业的强度，也会大大提高巷道掘进的效率。

2.2 完善爆破技术

对现有的爆破技术进行改进并完善，加强爆破技术的创新都能有效地缓解我国目前煤矿巷道掘进爆破方式中存在的短板问题。钻研爆破方法、预裂爆破方法和光面爆破方法都具有各自的缺点，应该针对这些缺点进行探讨，完善这几种爆破方法，推广效果比较好的爆破技术。在改进原有爆破技术的基础上，开发新的爆破技术。

2.3 加强计算机的应用

目前在工程上计算机已被广泛应用。煤矿可以根据自身情况应用适宜的爆破参数及器材，利用计算机制图（爆破图表），根据爆破图表进行实践，还可以使用计算机优化图表设计，进行爆破模拟并诊断效果，提高爆破技术的管理水平。

3 结语

在煤矿岩石巷道掘进过程中采用不同的爆破方法将会产生不同的爆破效果。目前我国的掘进爆破方法存在爆破效率低、循环时间长等问题，不仅影响了岩石巷道的掘进速度，而且制约了矿井的高效生产。因此，我国必须加强对岩石巷道爆破技术的改进并加以完善，降低辅助作业时间，提高炮眼利用率，从而提高煤矿岩石巷道的掘进

效率。

参考文献

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[2] 杨仁树，张志帆，等.淮南矿区深部硬岩巷道钻爆技术研究[J].煤炭科学技术，2005.

[3] 石回春.直眼掏槽中深孔爆破技术在掘进中的应用

[J].能源与环境，2009，（5）：55-57.