岩石巷道聚能管定向光面爆破技术的研究与应用

吴振华 褚 凯 王 凯

（临沂矿业集团有限责任公司，山东 临沂 276000）

光面爆破技术广泛用于地下工程施工中，尤其是煤矿岩石巷道施工过程中，通常采用多打眼、少装药的方法，就可以实现较好的爆破效果。光面爆破技术由于周边眼间距小，需要施工的周边眼数量多，占用施工时间多，降低掘进速度。为实现岩石巷道高效快速掘进，在鲁西煤矿-300m水平大巷试验“聚能管光面爆破”技术。通过选择合理爆破参数，实现巷道成型好、施工速度快、提高掘进效率的目的。

1 工程简介

鲁西煤矿-300m水平胶带大巷，巷道方位角1°3′，坡度+3‰。-300m水平胶带大巷巷道断面为直墙半圆拱形，荒断面积17.2m2，净断面积16.17m2，掘宽4.76m，净宽4.6m，墙高1.7m，拱高2.38m，掘高4.08m，净高3.9m。巷道采用锚网喷支护，锚杆为Φ18×2100mm左旋螺纹钢树脂锚固锚杆,全断面支护锚杆13根。

2 岩石巷道聚能管定向光面爆破

2.1 技术理论

爆破时，聚能管对炸药爆炸产生的能量产生积聚能量、指定方向作用，爆破冲击波沿周边眼中心线连线方向传递，形成巷道设计轮廓，最大程度保持巷道围岩完整性。

2.2 施工技术措施

（1）现场装药时，使用专用装药气枪将矿用炸药装入聚能管，操作简单，1人即可完成。装药与迎头炮眼施工平行作业。

（2）聚能管内的矿用炸药为连续不耦合状态，使用电雷管起爆。

（3）装好药的聚能管放入炮眼时，使用固定装置固定，调整聚能槽方向。

（4）封孔使用水沙袋。水沙袋是利用水和细沙按照一定比例混合装入专用塑料袋中。水沙袋利用水的不可压缩特点，能更好传递爆炸冲击波，还能起到降尘、减少有害气体的作用。

2.3 技术参数

迎头施工炮眼共54个，根据围岩岩性，周边眼距离控制在600～800mm范围内，炮眼装药量为8～10kg。

3 经济技术对比剖析

（1）聚能光面爆破和常规光面爆破比较，巷道轮廓更符合设计要求，眼痕率更高为84%～90%，巷道超欠挖量较小，利于初喷浆作业。

（2）聚能管光面爆破较常规光面爆破，周边眼间距提高一倍，有效减小周边眼施工数量，炮眼施工时间能够缩短1h左右。

（3）聚能管光面爆破较常规光面爆破，有效减少喷浆混凝土使用量和出矸量，大大降低巷道施工费用。

图1 常规爆破炮眼布置图

图2 聚能爆破炮眼布置图

图3 延米火工品消耗及每循环炮眼数对比图

图4 打眼、装药、初喷时间对比图

表2 经济效益对比表

（4）聚能管光面爆破工艺，有效缩短每循环施工时间，提高当班施工循环次数，提高巷道施工速度，有效提高作业效率。

图5 聚能光面爆破正规循环作业图

4 结论

（1）使用聚能管爆破技术，在炮眼中心连线方向上产生贯穿裂缝，让爆破产生的能量沿着设计的轮廓线传递，达到了“定向断裂”的理想效果，促使巷道轮廓线上岩石破裂，减少对巷道围岩的扰动，最大限度保持岩石的完整性和稳定性。

（2）使用聚能管爆破技术，周边眼间距增加至800mm，有效减少周边眼数量和火工品消耗。同时，缩短循环时间，增加循环数，提高掘进效率和巷道施工速度。

（3）使用聚能光面爆破技术，巷道成型好，喷浆材料的使用量也得到减少，生产成本大大降低，具有明显的经济效益。