煤巷爆破掘进优化设计研究

2018-09-10秦云龙康志强

山西化工 2018年4期

秦云龙，康志强，高洁

(汾西矿业柳湾煤矿，山西吕梁 033000)

引言

柳湾煤矿主采11#煤层六盘区轨道巷受临近小煤窑采空区影响显著，巷道掘进过程中频繁揭露空巷，小煤窑空巷内漏顶、漏风、积水现象时有发生，使得掘进期间施工工序复杂繁琐，施工强度加大，巷道掘进速度慢。因此，如何在现有的生产技术条件下实现安全快速掘进，已成为该矿亟待解决的问题。

1 工程概况

柳湾煤矿9#煤、10#煤大部分已被临近的小煤窑开采多年，而该矿9#煤、10#煤、11#煤平均层间距仅2.5 m、4.6 m，导致11#煤顶板的不同程度地遭到损毁，局部破碎严重。柳湾煤矿11#煤层六盘区南翼轨道巷设计服务年限8年以上，承担着该盘区材料运输的重任。该条巷道的早日完工对于六盘区的生产具有重要的作用。受小煤窑采空区影响，该巷在掘进过程中遭遇顶板破碎、冒落，严重影响了掘进速度。

11#煤六盘区轨道巷原采用2.0 m、2.5 m孔深爆破掘进，单循环进尺分别为1.7 m、2.3 m，日进尺分别为3.4 m、4.6 m。考虑到巷内采用出渣效率高的耙矸机加遛子出渣方式，为提高掘进速度，在原成功经验基础上，矿方提出了3.0 m孔深爆破方案。

2 快速爆破掘进方案设计

1) 炮眼及乳化炸药直径

根据该巷道的岩性、地质、水文情况，采用规格Φ35×200 mm二级乳化炸药；1-5段位的雷管全部应用，充分利用前段爆破产生的新自由面，提高炸药的利用效率，从而提高炮眼的破岩能力，增大不耦合系数，延长应力波作用时间。

2) 炮孔深度

炮孔深度主要是根据试验要求、循环进尺、以能够获得最高的掘进速度和最低的工时消耗为标准决定。根据现场2.0 m、2.5 m孔深爆破经验，现将炮孔深调整为3.0 m，采用两节长2.5 m钎杆凿岩，辅助掏槽眼的垂直深度与周边眼、二圈、三圈眼深度一致。

3) 掏槽爆破

采用复式双楔形掏槽[3-4]，布置三对楔形掏槽眼和两对辅助楔形掏槽眼，中间加2个中心眼。中心眼的垂直深度比掏槽眼大200 mm，掏槽眼的角度应保证其孔口距离、孔底距离严格符合设计要求。当炮眼深度改变时，掏槽布置可不变，只需调整装药量即可。复式双楔形掏槽爆破炮眼利用率高，采用全断面巷道爆破时，岩石的抛掷距离较近，爆堆集中，不易崩坏巷道内的设备和支架。

4) 辅助眼、周边眼

辅助眼包括视断面大小有三圈眼、二圈眼，主要是用来继续扩大掏槽，辅助眼间距为600 mm，布置在掏槽眼与周边眼之间，方向基本垂直于工作面，保证爆落下来的岩块均匀，为装岩创造有利的条件。周边眼直接决定巷道轮廓成形的好坏，一般周边眼眼口距离巷道周边50 mm～100 mm，岩石愈坚固，靠周边应愈近，周边眼间距不宜过大，一般为350 mm～500 mm，以利于保证巷道断面轮廓，尽量减少刷帮或喷浆量。辅助眼和周边眼的眼底应尽量落在同一深度的平面上，这样爆出来的工作面平整，有利于下一次打眼。

5) 起爆药包位置

起爆药包的位置决定着炸药起爆后爆轰波的传播方向，也决定了爆轰气体的作用时间。本方案将起爆药包放在孔底，爆轰波沿孔底向孔口反向，确保爆破的效果和避免产生拒爆。

6) 起爆顺序

在成组药包爆破时，先起爆的药包为后续起爆药包创造自由面。为了使掏槽彻底，先给其它药包提供一个自由面，三对掏槽眼用一段雷管起爆，二对辅助掏槽眼、中心眼用二段，其它炮眼的段数由内往外依次排下去。中心眼适当装入一定量炸药，起到了后续抛渣的作用，提高槽腔的成型质量及底部破岩能力，扩大槽腔体积，有效破碎底部岩石，使得槽腔的破碎更加充分，加深掏槽有效深度，加强抛渣作用。

7) 光面爆破技术措施[5]

a)保证打眼质量，钻眼操作规范，炮眼要打的圆直，必须提高打眼工的技术水平。

b)炮孔的眼位和角度。为保证掏槽效果，掏槽眼的眼距及眼深应按照设计打眼；辅助眼和二圈眼深度足够，以保证炮眼利用率及提高循环进尺；二圈眼的眼距要适当加密。

c)装药与起爆顺序。在炸药装入炮眼前，应将炮眼内的残碴、积水排除干净并仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求，装药时应严格按照设计的炸药量进行装药；起爆顺序按爆破说明书布置，不得随意改变。

d)保证填塞效果。所有炮装药结束后必须进行堵塞，炮孔堵塞的目的是保证炸药充分反应，使之产生最大热量，防止炸药不完全爆炸，防止高温高压的气体过早地从炮眼中溢出，使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功，提高炸药利用率。