1、中深孔爆破技术研究摘要：许多煤矿岩巷掘进效率不高，从而极大地影响了生产的持续发展。如何实现巷道的优质高效掘进，一直是煤矿全岩巷道掘进所面临的主要问题。 关键词：中深孔 控制 爆破技术 一、主要研究内容 对大断面全岩巷道施工工艺进行了优化，选择合理的作业方式；优化爆破参数，提高爆破效果。 二、中深孔控制爆破技术 2.1 掘进方式的选择 选择合理有效的掘进方式对巷道进尺起关键作用。巷道成巷一般有全断面一次成巷和分台阶分次成巷两种基本形式。全断面一次成巷工序简单、效率高、速度快，适用于整体性较好的岩层。缺点主要表现为顶板围岩暴露面积大，维护困难，上部打眼和装药困难。台阶成巷分为正台阶工作面施工法和倒
2、台阶工作面施工法。正台阶施工相对来说有利于顶板维护，下台阶爆破自由面多，爆破效率高，易实现迎头和台上、台下的平行作业。倒台阶施工适合于巷道高度较高、下软上硬的岩层。 2.2 掏槽方式的选择 掏槽爆破是井巷工程中的重要技术内容，是决定炮眼利用率的主要因素。在巷道爆破施工中，掏槽眼爆破条件最差，因为它是在只有一个自由面情况下起爆。目前，在掘进中，平均炮孔利用率偏低，造成大量的无效劳动，主要原因是掏槽爆破技术掌握的不好，爆破工作者还不能象光面爆破、台阶爆破等根据岩体性质、炸药和装药结构有效地调整爆破参数，从而取得预期效果。掏槽眼爆破是以爆破漏斗的形式形成的自由面，为其它炮眼的爆破创造更有利的条件，掏
3、槽眼爆破的效果在很大程度上决定着其它炮眼的爆破效果。一般对掏槽眼爆破有两条基本要求：1、炮眼利用率高，留下的残眼少；2、爆破下来的岩石抛离工作面，为其它炮眼爆破创造新的自由面和膨胀空间。 掏槽形式有斜眼、直眼掏槽两大类。斜眼掏槽适应性好，任何岩石条件下均能获得较好的掏槽效果，可靠性高，能将槽腔内破碎岩石有效抛出，形成自由面，为后续炮眼创造有利破岩条件，槽眼位置和倾角精度对掏槽效果影响较小。但斜眼掏槽明显的缺点是掏槽眼深度受巷道断面限制，岩石抛距大，爆货分散。直眼掏槽的优点是炮眼深度不受巷道断面限制，爆破后的爆货集中，岩石抛距较小，不易损坏巷道内设备，炮眼较浅和破碎岩石有足够空间时，炮眼利用率较
4、高，易于实现多台凿岩机平行作业。但从爆破技术的难易程度看，直眼掏槽爆破较为复杂，爆破参数、钻眼技术和施工工艺要求严格，直眼掏槽的效果受破碎岩石膨胀空间的影响，槽腔深部的岩石如不能被有效地抛出，就会降低掏槽质量和全断面巷道的炮眼利用率，相应对直眼掏槽的眼位和深度、堵塞要求高，眼间距和平行度的误差对掏槽效果的影响较大，且直眼掏槽的炮眼数目和炸药消耗量偏高。 直眼掏槽实质是挤压破碎，利用不装药的空孔为自由面提高掏槽质量。由于自由面小，爆破时受到较大的夹制作用。实践表明，直眼掏槽的眼距应大于压碎区直径而小于环状裂隙区直径为宜。若装药眼间距大于环状裂隙区直径，空眼便起不了太大的作用。受夹制作用的影响，难
5、以形成槽腔，甚至导致掏槽的失败。若装药眼间距太小，增加了槽腔，槽腔破碎的岩石会被另一爆破眼产生的压缩波和气体静压作用重新压实。从另一角度来说，减少了槽腔的有效利用深度和空间，降低了槽眼爆破效果，且装药间距过小，爆炸冲击波会把相邻炮眼的炸药压实，使得其密度太大而拒爆。 由于煤矿井下实际条件的限制，难以实现以较大孔径空孔提供掏槽眼爆破的足够的补偿空间，我们在实践中，依据岩性、断面大小和施工技术水平提出了如下图 2-1 三种典型的带小直径空孔的中深孔爆破的掏槽形式，空孔的大小与其它眼径相同。图 2-1 几种掏槽方式示意图 如图 2-1a、b，2、3、4 号孔为上层浅孔，深 1.01.5m，一段起爆；
6、1、5、6、7 号孔为下层深孔，深 2.03.0m，第二次起爆（用三段或四段） ，孔间距为 250300mm。图 2-1c，2、3、4、5 号孔为上层浅孔，深1.52.0m，一段起爆；1、6、7、8、9 号孔为下层深孔，深2.03.0m，第二次起爆（用三段或四段） ，孔间距为 250300mm。 2.2.1 中深孔掏槽方式的选择 为取得最佳掏槽效果和提高炮眼利用率，必须选择合适的掏槽形式，以便合理分配炸药能量（表 2-1、2-2） 。 进一步分析各种掏槽形式的爆破作用特点，又将掏槽形式划分为三大类进行分析： 第一类掏槽：一个自由面条件下的倾斜、垂直、平行掏槽。该类掏槽因进尺受到限制、多次扩孔和
7、空气冲击波强烈、钻眼困难，现场使用较少。 第二类掏槽：利用空孔提供爆破补充自由面和破碎岩石补偿膨胀空间的掏槽形式，包括直眼掏槽中的缝形、角柱形和螺旋形掏槽。缝形掏槽爆破进尺约为 23m；角柱形掏槽能更完全地从槽腔中抛出岩石，爆破进尺可达 45m；螺旋掏槽效果居三者之首，掏槽装药眼按螺旋线布置，以使每个装药眼均具最小抵抗线，通过顺序起爆使后爆炮眼抛出前爆炮眼的破碎岩石，爆破进尺更高，缺点是钻眼复杂。 第三类掏槽：通过灵活的装药结构和起爆方式来取得良好的炮孔堵塞、补充自由面、补偿空间、破碎岩石和抛掷效果，是较先进的掏槽方式。将掏槽概括归纳（表 2-3） ，并综合表 2-1、表 2-2，得出硬岩中采
8、用中深孔爆破技术进行快速掘进选择掏槽形式的原则。 （1）直眼掏槽优于斜眼掏槽。除炮眼深度不受巷道断面和岩性限制外，作用于岩体上的炸药比能量较高且分布均匀，可进行较深炮眼的爆破。 （2）直眼掏槽方式选择应建立在综合衡量掏槽效果、施工难易、器材条件和爆破安全等指标的基础上。如螺旋掏槽效果理论上优于角柱掏槽，但后者结构简单、只需使用 12 段雷管，宜于现场使用；眼底抛碴掏槽虽进尺和炮眼利用率高，但存在眼底药包拒爆不易处理的风险，所以使用应慎重。 （3）利用空孔提供爆破补充自由面、破碎岩石补偿膨胀空间的掏槽形式是提高直眼掏槽爆破效果的有效形式。通过第三类掏槽方式来取得良好的炮孔堵塞、补充自由面、补偿空间和破碎岩石抛掷效果，如爆破封口掏槽、台阶分层掏槽等，应是一种新颖可行的方法。
