提高井巷掘进爆破效率的探析

陈进海

摘 要：福建省煤矿井巷掘进以钻爆法为主，采用钻爆法的井巷掘进，就其施工工艺来看，主要有钻（眼）、爆（破）、装（岩）、运（输）、支（护）五大工序。结合笔者在福建省煤矿井下多年工作的实践经验，其中钻眼爆破占所有工序的时间超过30%。因而，提高井巷掘进爆破效率，对井巷掘进进度至关重要。根据福建省矿山井下复杂多变的地质条件和所采用的炮孔布置方式，以及笔者井下现场实践经验，从炮眼数目、炮眼深度、周边眼距和最小抵抗线的确定及周边眼位的布置、掏槽方法、装药量等几个方面在提高爆破效率方面上进行探析，从而降低施工成本，提高井巷掘进速度。

关键词：煤矿；井巷掘进；爆破效率；相关对策；

文章编号：1674-3520（2015）-06-00-01

一、问题的提出

采用钻爆法的井巷掘进，就其施工工艺来看，主要有钻（眼）、爆（破）、装（岩）、运（输）、支（护）五大工序。各工序周而复始循环进行，使得工作面向前推进。因此，为了加快井巷施工速度，必须从五大工序中寻找关键工序，提高关键工序的工作效率。什么才是影响井巷掘进速度的关键因素呢？结合笔者在福建省煤矿井下多年工作的实践经验和福建省大部分煤矿采用的开拓方式（大部分采用平硐或平硐暗斜井开拓，很少有立井开拓），其中钻眼爆破占所有工序的时间最多，约占30%-45%。钻眼爆破中虽然爆破工作只占了小部分时间，但如果工作面的岩石爆不下来，造成巷道欠挖，就要进行巷道刷帮或挑顶，进而重复打眼爆破工作，造成掘进工作面就延迟推进。因此，在钻眼爆破中，如何做好爆破工作，提高爆破效率，对井巷的掘进速度就显得尤为重要。

二、如何提高掘进的爆破效率

（一）爆破效率的定义

实际爆破量与设计爆破量之比。井巷掘进中主要是指炮眼利用率和井巷成形的规整度。

（二）井巷掘进中爆破效率低的主要表现

炮眼利用率低，爆破后留有残眼达20%以上；遇砂岩、火成岩时甚至超过40%；巷道超、欠挖现象严重，成形不规整。

（三）提高爆破效率的主要技术措施

根据不同岩性、掘进断面和循环进度，通过合理地选择掏槽方式，确定合适的装药量和装填结构，安排合适的起爆顺序，注意炮眼封堵质量和精心施工等是提高爆破效率的主要技术措施。

（四）实际工作中的工程实例分析：

实例一：福建省龙岩市新罗区许岭村煤矿掘一队在+490石门穿越煤层施工中，由于围岩和顶板较为破碎，爆破后造成局部片帮，超挖现象较严重，掘进断面比设计断面增加1m2以上，巷道成形不理想，虽然炮眼利用率可达90%以上，但给支护带来困难和造成支护材料的浪费。经原因分析，认为炮眼利用率达到预期的效果，说明在本段围岩中采用三角锥形掏槽是可行的，超挖主要是周边眼间距偏大和装药过量造成的。找出原因后，及时修改了爆破图表，将周边眼间距从500mm缩至400mm，装药量从300g/眼减至150g/眼，在总装药量节约的前提下，取得了较高的爆破效率，并控制了超挖，规整了成形，为金属支架支护创造了必要条件。

实例二：福建省永安市长垇石墨矿掘进队在+535探巷穿越火成岩施工中，由于围岩坚硬，火工品消耗量大增，但炮眼利用率仅50～65%，且欠挖现象严重。经原因分析，认为：1、在坚硬岩中采用三角锥形掏槽不适宜；2、全断面（4.86m2）布置18个炮眼偏少；（3）周边眼钻眼质量差，周边眼间距过大；（4）未利用聚能效应爆破；（5）炮泥充填长度不足，封堵不密实。

（五）通过上述二例分析，有如下二点需要在掘进爆破工作中重视：

一是技术人员必须根据现场实际编制合格的爆破图表，如巷道穿过多种岩层，则应选用两种（或两种以上）穿过量大的主要岩层，分别编制爆破图表，并加强现场技术指导，经过若干循环的爆破实践，然后根据实测取得的爆破参数对图表进行修改完善，使之真正成为指导和检查钻眼爆破工作的技术文件。

二是参加掘进爆破的工人，必须严格遵守《煤矿安全规程》和爆破图表的规定作业，消除自由打眼、自由装药、自由放炮的现象，保证安全和快速施工。

三、提高掘进爆破效率的参数选择

由于福建省煤矿（到目前为止）均被鉴定为瓦斯矿井，因此，各矿井目前均采用毫秒延期电雷管引爆的光面爆破法进行井巷掘进。

鉴于福建省当前掘进队伍员工素质不高，钻眼技术水平较低的现有条件下，如何实现光面爆破，使断面基本达到设计轮廓要求，超、欠挖少，稳定围岩，以利支护，尤其是以利于锚喷支护的推广应用，是值得从事掘进爆破的技术人员研究和实践的。笔者根据多年的工作实践，结合上述实例，提出提高掘进爆破效率的参数选择建议，供参考：

（一）炮眼数目的确定

掘进工人往往为节省钻眼时间，实际工作中炮眼布置数目偏少（仅为3～3.8个/m2），造成炮眼利用率低，巷道成形不好。有资料表明，全断面按5个/m2布置炮眼，炮眼利用率可达90%上下，且炮眼数目增加，炮眼利用率就提高。因此，综合考虑既节省时间又能提高炮眼利用率，全断面炮眼按4～5个/m2布置较为合理。

（二）周边眼距和最小抵抗线的确定及周边眼位的布置

要合理地布置炮眼，首先要确定周边眼距（一般地应控制在350～400mm范围内）和最小抵抗线（一般地應在400～550mm范围内选取）。周边眼应布置在设计轮廓线上，眼底向外偏50～100mm为宜。

四、结语

只要工程技术人员加强爆破理论、爆破技术和爆破安全知识的系统学习，理论联系实际，认真编制、及时修改和完善爆破图表；掘进工人认真执行炮眼布置（眼距、眼深、最小抵抗线）、药量限制、装药结构、炮泥充填、起爆方式等规定，就一定能使爆破效率提高，使爆破的井巷成形规整，避免超、欠挖量，减轻爆震对围岩的损伤，以利于巷道维护、节工省料，从而提高井巷掘进速度，较大幅度地降低成本，取得显著的经济效益。

参考文献：

[1]徐颖，方江华. 光面爆破合理炮孔密集系数的研究[J].工程爆破，1998（1）

[2]高尔新，杨仁树，等. 爆破工程[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，1999

[3]崔云龙. 简明建井工程手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003