中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用

李明乐

摘要：我国是人口大国，是世界上人口最多的国家，煤炭行业也是我国的支柱产业，作为我国支柱性产业，在进入新时期后，其施工技术获得快速发展，为企业发展和行业进步提供了基础保障。中深孔光面爆破技术应用于煤矿掘进中，可以切实提升施工的效率和质量，为施工人员提供安全保障。本文主要针对中深孔光面爆破在煤矿掘进中的应用进行分析和阐述，希望给予我国相关企业以参考和借鉴。

关键词：岩巷掘进；爆破效率；影响因素；技术措施

引言

目前岩巷掘进施工中应用较多的一种技术是深孔爆破技术，中深孔爆破技术在大断面岩巷掘进中的应用，有效提高了炮眼利用率，由于其作业时间短，单循环进尺高，被广泛认可，但是也存在一定缺陷，比如：对围岩损坏程度大，需要加强支护等。为了提高杜儿坪矿岩巷掘进速度，在不改变掘进方法等条件下，综合考虑各影响因素，通过合理设计爆破参数以及施工措施等，避免出现深孔爆破后的弊端，提出使用中深孔光面爆破技术，取得了显著的效果。由此看来，岩巷掘进施工的质量的优劣，与掘进方法息息相关，爆破效果与爆破参数和施工技术措施也有着紧密的关系，如何有效应用中深孔光面爆破，在岩巷施工中实践，是能够很好提高工程效率。

一、中深孔光面爆破技术简述

（1）技术原理。以爆破的方式开展煤矿掘进施工的形式较多，其中中深孔光面爆破属于全新的技术，并且在具体应用中获得良好的效果。该技术的主要原理为：对所有炮眼进行同时引爆，并且在爆破中，由于炮眼之间的相互作用，会产生叠加的冲击力，冲击波在之间扩散中会引发重叠效应，进而提升爆破的威力和强度。同时，当冲击破作用于岩体中，以爆眼为中心点就出现大量裂缝，冲击效果不断扩大，进而产生全面爆破的效果。（2）应用要点。该技术在煤矿掘进中应用，由于其自身特点和应用范围的优势，已经获得各大煤矿企业的认可。但是在应用该技术的过程中，需要注意以下几点：首先，技术人员需要对现场进行勘察，掌握现场的具体情况，合理设置各个爆破點的距离；其次，装药是该技术应用的重点环节，技术人员需要确保各个爆破点药量一致；最后，引爆方式要结合具体情况科学选定，保证各个爆破点同时引爆，优化爆破效果。

二、岩巷掘进中爆破效率的影响因素

（一）掏槽爆破的影响

岩巷爆破掘进施工中的重要施工工序为掏槽，掏槽质量的好坏会对整个爆破效果产生直接影响，而掏槽方式与具体掏槽参数又是影响掏槽效果的主要因素。因此，在实施爆破作业中，必须依据围岩地质情况与掘进工作面大小情况科学、合理确定掏槽方式与具体掏槽参数。

（二）炮眼深度的影响

当前炮眼深度是影响整个钻爆工作实际效果的主要因素，若炮眼深度布设合理，将会产生很好的爆破效果，反之，必然会导致爆破效果较差，最终影响巷道掘进施工。当前，可参照下列几种方法来科学、合理确定炮眼深度：以循环进尺为中心进行确定，这样可最大限度地确保实现循环作业；以可达到最高掘进速度与消耗工时最短为中心来确定，可具体到每米工时消耗与具体钻眼速度情况进行确定，这样可实现高产、高效；依据科学理论分析与准确的试验检验确定出最佳炮眼深度。炮眼装药量应满足两个原则：第一，确保炮眼连心线在爆破后形成裂痕，即岩石抗拉强度小于眼壁上的初始拉力；第二，岩石的抗压强度必须大于眼壁上的初始压力，保证围岩无过度压缩性破坏。为了确保爆破时水炮泥充分发挥作用并形成水雾，首先周边眼采用反向装药，炸药填充时采用水炮泥，炮孔采用炮泥封孔，中间留有一段空气柱，爆破时，水炮泥所形成的冲击波在发挥作用时由于空气柱的存在导致冲击波强度减弱，因此围岩破碎程度较小。

三、中深孔光面爆破在煤矿掘进施工中的具体应用

（一）做好准备工作

在煤矿掘进施工中应用中深孔光面爆破技术，其对提升企业生产效率、确保生产安全具有积极意义，因此，为了保证该技术的有效实施，相关技术人员需要做好准备工作，提升操作人员的责任意识和安全意识，具备扎实和熟练的操作技能，确保该技术的合理应用。例如在硅质泥岩应用中深孔光面爆破技术之前，需要结合其岩层特点，即：难以钻进、岩性坚硬，在爆破后会出现较为破碎的岩渣，企业需要针对其岩层性质做好准备工作。

（二）确定炮眼密集系数和周边炮眼间距

多种是实践经验和理论研究分析得到，0.8到1.0之间是光面爆破炮眼密集系数的最合适的取值。这是基于双孔、双自由面爆破模型试验得出的，首先要确保平整的炮眼断面，以及明确标准的炮眼利用率指标，加大对光爆炮眼密集系数的合理性分析进，实践中增大光爆炮眼密集系数，直到巷道曲率半径足够大时，且破坏力逐渐减少时，此时的光面层的厚度为最厚的。反之，减少系数，巷道曲率半径拱顶曲率小，减少横向和纵向的跨度，则对破坏力要求则会增大。

（三）确定装药结构

装药是中深孔光面爆破技术的关键应用环节，技术人员需要准确以及合理的确定装药量和装药结构，在制定装药参数的过程中，技术人员要对以下因素进行综合考虑和权衡：首先，要确保周围岩层的稳定性和完整性，通过各种有效途径提升岩层的抗压能力，尽量减少爆破对岩层的破坏；其次，为了优化爆破效果，技术人员要保证在引爆炮眼后，岩壁所具备的拉力要大于岩层抗压能力；最后，如果技术人员选择引入炸药反向填充方式，需要在将水泡泥填充到爆破孔中，并且封闭孔口。

结语

综上所述，a）由于在一定条件下才能更好地实施掏槽爆破，该种爆破对破碎岩石条件有一定要求，因此要想使中深孔掏槽爆破取得成功且能有效利用炮眼、获得良好的爆破效果，选用的掏槽方式必须科学、合理，且实际装药量应适中；b）炮眼深度有一个最佳值，在确定炮眼深度时，应本着在能有效提高巷道掘进效率的基础上充分结合现场实际情况科学、合理确定炮眼深度。在实际生产中发现深孔爆破取得的爆破效果一般要比浅孔爆破取得的爆破效果好；c）对于光面爆破而言，其实际爆破效果易受周边眼布置参数的影响，应科学布设周边眼参数，在尽量少打眼的情况下，实现光爆要求；d）经大量试验发现，光爆效果的好坏在很大程度上也会受到周边眼实际起爆时差的影响，对此，在实际生产中，应尽量让周边眼实现同时起爆，这样能取得更好的爆破效果。

参考文献：

[1]杨仁树，胡坤伦，肖同社，等.提高煤矿深部岩巷掘进爆破效率的试验研究[J].煤矿爆破，2016（3）：70-73

[2]国家安全生产监督管理局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2016

[3]李红勋，宋建伟.中深孔爆破技术在煤矿井下掘进中的应用[J].企业技术开发，2016