浅谈硬岩巷道掘进爆破技术

许少华

摘要：随着施工机械化程度的提高，中深孔爆破和光面爆破是岩石爆破发展的必然趋势，也是爆破业发展的方向。本文介绍了矿用的爆破方式即中深孔爆破和光面爆破两种方式，这样提高了炮眼利用率，爆破效果有了很大提高，产生相当可观的经济效益。

关键词：巷道掘进;中深孔爆破;光面爆破硬岩

1 前言

在当前煤矿形势下，井下岩巷掘进爆破、尤其是坚硬石英砂岩巷道掘进爆破仍较多采用浅眼爆破作业方式，而对于石英砂岩，爆破效率普遍较低，更为严重的是爆落岩石大块率高、而且它的装岩生产效率也是很低，这样严重影响掘进施工进度。岩巷掘进中深孔爆破可减少辅助作业时间，无论是掏槽形式和掏槽参数都与浅眼爆破有很大不同。不足以保证岩石破碎后充分移动，新自由面完全形成。不仅增加了出矸量和支护材料消耗，也降低了巷道的稳定性。因此，如何提高爆破效率、改善爆破效果、增加进尺、保证成型，仍是岩巷石英砂岩掘进中深孔和光面爆破工作中应解决的主要问题。

2 炮眼深度

影响炮眼深度的因素主要有：岩石性质、钻眼机械、循环作业方式、炸药威力等，在选择炮眼深度时应综合考虑。

⑴根据钻眼机械确定。炮眼的深度的好坏直接关系着爆破效果的好坏，而且炮眼的深度与钻眼机械也是相适应。根据有关资料显示，对于普通的气腿式凿岩机，钻眼速就下降得越快。使克服钎子弹性变形的冲击功增大，排渣难度也增大;其次钎杆能量消耗增加;再者人工拔钎也相当困难。随着钻眼深度的增加，钻速度的衰减加快。因此。使用普通式凿岩机.如果采用凿岩台车配备重型导轨式凿岩机，故能克服气腿式凿岩机的上述缺点，对巷道掘进中深孔爆破非常有利。

⑵单位炸药消耗量。爆破每立方米原岩所消耗的炸藥量称为单位炸药消耗量，单位炸药消耗量岩巷轮廓质量及围岩的稳定性等。合理确定单位炸药消耗量决定于多种因素，因此，要精确计算单位炸药消耗量是很困难的。在实际施工中，可以根据经验公式或参考国家定额标准来确定，但还需在实践中岩石变化进行调整。

⑶装药结构 我们还要考虑到在爆炸的药包起爆时，药包的位置决定着炸药起爆后爆轰波的传播方向，这也决定了爆轰气体的作业时间，是影响岩石爆破作业和爆破效果的重要因素。我们从理论的分析和实践的经验可以得到证明，反向装药比正向装药效果要好。一方面，反向起爆有利于眼底岩石的破碎，炸药的能量得到充分合理的利用。另一方面，反向装药的爆轰波向眼口传播，对岩石的拉断力大。但采用此爆破结构要采取相应的安全措施。

3 中深孔爆破

⑴掏槽爆破形式。掏槽爆破提高掏槽爆破的成功率和效率，决定了整个爆破质量和掘进效果;是提高岩巷掘进速度和爆破效率的主要因素，而掏槽效果的好坏又主要取决于掏槽方式。所以，按照掘进工作面大小选择合理的掏槽方式，显得更为重要。中深孔爆破时，楔形掏槽的应用却受到了巷道断面宽度的限制，必须采用直眼掏槽，中间补一路空眼。因此，各种掏槽形的共同特点是利用空眼作为首爆装药眼的辅助自由面和破碎岩石的补偿空间，直眼掏槽常有数量不等的平行空眼。我们可以总结出选择掏槽形式时考虑的原则有以下几个方面：①有较高的炮眼利率和较大的槽腔表面积，才能为后爆炮眼创造更为充分的自由面;②掏槽形式越简单越好。因为其结构简单，易掌握，现场使用较广。③首爆炮眼装药应占有较多的空眼。空眼越多对掏槽爆破越有利，因为这样可提供自由面和补偿空间。

⑵ 掏槽爆破参数。目前，从国内外较坚硬岩石巷道掘进爆破的实例和理论分析可以得出，垂直楔形掏槽可以充分利用工作面这唯一的自由面，能够获得较大的掏槽面积和槽腔体积。而巷道中深孔爆破，当巷道断面较小时斜眼楔形掏槽的应用就受到了巷道断面宽度的限制，可采用直眼掏槽，而巷道断面较大时，也较多采用楔形掏槽。我们通过长期实验和实践可知，对硬岩巷道，当巷道断面能满足钻眼掏槽要求时，最好的掏槽方式可以采用垂直楔形掏槽。掏槽爆破装药爆后要将槽腔内岩石充分破碎并抛出，所以，其装药量要根据不同种类的岩石装药量有变。

4 光面爆破

众所周知，一个较好的光面爆破效果是减少周边围岩破坏的关键。岩巷掘进均应采取周边光面爆破技术。在一般情况下，光面爆破炮眼间距取20倍的炮眼直径，但是我们可以根据长期实践经验和查阅有关文献资料可以得知，一般岩石现场施工实际采的炮眼间距控制在450—500 mm。光面爆破炮眼布置的另一个重要参数是炮眼密集系数，一般控制在300mm，较合理的光爆装药结构为径向间隙不耦合和轴.耦合介质通常为空气，但为确保安全，《煤矿安全规程》规定在有瓦斯和煤尘的工作面不许采用空气不耦合装药。所以，设计施工中为严格控制周边眼的装药量以求减少对周边围岩的损伤，巷道周边眼装药量要求爆破后在炮眼周围的岩石中不产生粉碎性破坏，并能在岩壁上留有眼痕。

5 结论

随着施工机械化程度的提高，中深孔爆破和光面爆破是发展的必然趋势，根据现场岩石性质和施工条件，我们在爆破参数、炸药单耗和炮泥堵塞等几个方面进行了较为深入的分析和研究，经反复多次的试验，提出了较为合理有效的适用于硬岩巷道掘进爆破施工的基本技术方案和措施，从而掘进速度有了较大提高，也积累了经验。因此，中深孔爆破和光面爆破并举是既保证质量和速度又可取得高效益的关键。初步分析了深井中深孔爆破和光面爆破的参数，这对现场参数设计和爆破施工具有很好的指导意义。

参考文献：

[1] 徐颖，宗琦.地下工程爆破理论及应用【m】.徐州：中国矿业大学出版社，2001

[2] 何勇松.中深孔爆破技术在半煤岩巷中的应用【j】.煤炭技术，2004.

（作者单位：中煤新集 刘庄煤矿）