高瓦斯突出矿井岩巷掘进中深孔爆破技术研究

■何辉

（神华宁夏煤业集团有限责任公司乌兰煤矿宁夏石嘴山753000）

高瓦斯突出矿井岩巷掘进中深孔爆破技术研究

■何辉

（神华宁夏煤业集团有限责任公司乌兰煤矿宁夏石嘴山753000）

在煤矿掘进过程中，一般采用的爆破手段为中深孔爆破技术，中深孔爆破技术的成本价格低廉，掘进的效率也比较高，可以保证施工质量和施工速度。本文详细介绍了乌兰煤矿中深孔爆破技术参数设置过程及在岩巷掘进作业过程中的一些具体应用，进而介绍了一些中深孔爆破技术施工时的注意事项。

高瓦斯突出 岩巷掘进 中深孔爆破研究

1　概述

在煤矿掘进过程中，中深孔爆破技术占有很重要的地位，尤其是在地下采矿过程中，得到了很广泛的应用，并给企业带来了可观的经济效益。中深孔爆破技术能适用于各种规模、地形地貌的煤矿，它与其他开采技术相结合，不但减少了生产事故，提高了安全生产条件，而且提高了掘进单进水平，使企业的效益有显著提高。受自然条件制约，直到2014年，乌兰煤矿才逐步开始采用中深孔爆破技术。

1.1矿井概况

乌兰煤矿属高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井，矿井围岩多以灰黑色或深灰色粉砂岩和细砂岩为主，部分煤层直接顶板为石灰岩，岩性较硬，硬度普氏系数f一般为4～6。乌兰煤矿以往岩巷掘进炮眼深度一直为1.6m（掏槽眼深度1.8m），这是一直影响乌兰煤矿岩巷掘进单进水平提高的重要因素。为了进一步提高岩巷掘进单进水平，2014年开始，乌兰煤矿开始研究中深孔爆破技术，并逐渐成熟。

1.2中深孔爆破技术概述

中深孔爆破主要是加强爆破破碎效果，减少爆破飞石，崩落石块大小基本符合要求，爆堆集中且有一定松散度，便于掘进出渣。这就要求在技术上要熟悉所布炮眼的最小抵抗线，合理布置炮眼及控制装药量，同时也要熟悉炮眼爆破顺序，根据实际地质及岩性情况，及时做出调整，保证爆破效果及巷道的成型。

2　中深孔爆破技术研究

2.1中深孔爆破的参数设置

首先，要确定乌兰煤矿中深孔爆破中炮眼的深度。根据乌兰煤矿井下围岩的性质、巷道断面尺寸、打眼设备类型等确定炮眼直径，乌兰煤矿现掘进的岩巷（平巷）全部使用凿岩机打眼，炮眼直径为45mm，炮眼直径确定后，结合中深孔爆破技术要求，炮眼深度一般设定为2～2.5m比较适宜。炮眼深度不宜过大，若深度过大将会造成爆破冲击，增大排粉的难度，使爆破掘进不能正规循环进行。因此，乌兰煤矿先将炮眼深度确定为2m，即掏槽眼施工2.2m，周边眼及辅助眼施工2m，将2m以上深度的炮眼作为下一步中深孔爆破试验的参数。

其次，要确定最小抵抗线。抵抗线过大，会导致炮不能很好的推出去，出现强烈的后冲、拉裂现象；抵抗线过小，不仅会浪费炸药、增加作业时间，还会出现飞石，对施工人员的安全有很大威胁，无形中增加了工程成本。因此，最小抵抗线的确定需要根据井下岩石硬度、炸药威力、炮径以及炮孔角度等复杂的参数进行计算，而且要不断地进行调整，以保证良好的爆破效果。乌兰煤矿技术人员根据实践总结出计算炮眼最小抵抗线的公式：W=a/m，其中W代表最小抵抗线，a是炮眼间距，m是炮眼的密集系数（一般情况下，m大于1.0，炮眼孔径较小时，m取1）。乌兰煤矿炮眼间距最小的为周边眼，间距300mm，因此，计算得出炮眼最小抵抗线W=0.3m。

再次，要确定单位体积岩石使用的药量系数，即炸药单耗，通常我们用Q表示。乌兰煤矿岩巷掘进全部采用直墙半圆拱形断面，而巷道断面大小、每循环施工的炮眼数量、装药方式、起爆方法、岩石硬度、最小抵抗线等因素对Q值均有影响。因此，通过大量实验和实践经验证明，乌兰煤矿将此次2m深度炮眼掘进的岩巷炸药单进确定为1.51kg/m3。

2.2巷道掘进爆破

巷道中的爆破效果直接影响着巷道掘进的其他工序的进行，决定着工程进度。其爆破范围不大，用药不多，爆破夹制作用在一个自由面上很明显。所以，合理布置各种炮眼，确定好的方式方法、参数等显得十分重要。巷道掘进中，炮眼有以下四种分类，第一种是掏槽眼，掏槽眼主要布置在巷道断面中下部，深度比预计掘进循环进度大200mm；第二种是辅助眼，辅助眼位于周边眼和掏槽眼中间，一般是两排；第三种是周边眼，周边眼布置在靠近巷道轮廓处，眼距布置的合理与否直接影响巷道断面的成型；第四种是底眼，底眼能够平整巷道底面，不留底根。

乌兰煤矿岩巷最大掘进断面为17.3㎡，以往掘进时炮眼总数为70个，包括三组掏槽眼、一圈周边眼、两圈辅助眼及一排底眼，炮眼间距为周边眼400mm，辅助眼和底眼500mm。采用炮眼深度为2m的中深孔爆破技术后，通过大量试验，乌兰煤矿将周边眼眼距缩小为300mm，增加一组掏槽眼，炮眼总数增加为82个，这样不仅提高了掘进单进水平，而且爆破后巷道成形也较以往好了不少。

乌兰煤矿属高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井，装药方式为正向装药，岩巷揭穿煤层掘进过程中需要采用远距离爆破方式，一次性起爆。因此，受此条件制约，乌兰煤矿使用毫秒延期电雷管和煤矿许用炸药，采用毫秒微差起爆，它是用毫秒来计算炮眼之间或各排炮眼之间的时间间隔，按照一定顺序要求起爆。这个方法能减少爆破震动，减少爆破的危害，同时还能提高岩石的破碎质量，降低爆破成本。

3　中深孔爆破技术注意事项

煤矿岩巷掘进中深孔爆破作业中，应该结合本矿区实际地质情况，根据炮眼抵抗线及地质条件的变化，熟练的布置炮眼，其中对掏槽眼及周边眼的熟练掌握，可加强爆破效果，有利于巷道的成型，保证巷道掘进工程质量。

4　结语

中深孔爆破技术不仅能够大幅度提高掘进单进水平，而且使矿井开采过程中成本降低。乌兰煤矿采用2m深度炮眼的中深孔爆破技术后，岩巷掘进单进由2013年的76.69m/月·个提高至2014年的82.23m/月·个，提升幅度达到7%，创造几年来的新高。因此，2015年开始，乌兰煤矿计划进一步对中深孔爆破技术进行研究，特别是在2.5m左右深度炮眼的中深孔爆破技术上进行研究，一方面提高了岩巷掘进单进水平，一方面降低了掘进材料成本，使矿井更进一步受益，企业的效益再上一层楼。

[1]刘晓刚.浅论煤矿掘进中深孔爆破技术 [J].中国高新技术企业（中旬刊）.2012.7.

[2]宗琦，刘菁华.煤矿岩石巷道中深孔爆破掏槽技术应用研究 [J].爆破，2010.4.

P62[[[文献码]B

1000～405X（2016）～4～434～1