1、1地下工程爆破技术的现状及发展摘 要：钻眼爆破法是我国煤矿井巷掘进的主要破岩方法。据统计，近年我国煤矿井下每年的岩巷掘进高达数万米，其中 90%以上是用钻眼爆破法完成的。钻眼爆破法具有结构简单、轻便灵活等特点。新型的爆破器材、先进的爆破技术不断在煤矿爆破中的应用，给钻眼爆破法注入了新的活力，使其在煤矿建设和煤矿生产中的作用更加突出。本文就爆破器材、爆破技术、爆破理论和爆破安全等方面，阐述我国地下工程爆破的现状和未来的发展前景。 关键词：地下工程；爆破技术；爆破器材；钻眼爆破法 1 目前的现状 我国共有爆破器材生产厂家 400 多家，其中隶属原煤炭部的就有 50多家，90 年代中期年工业炸药产量
2、 25 万多吨，占全国的 20%，雷管产量5 亿多发，占全国的 25%。50 年代初期，一批煤炭系统的爆破器材厂开始建设并投入运行，主要生产一些工艺简单、价格低廉的铵梯炸药和普通雷管。60 年代生产出了浆状炸药，以后又陆续生产露天岩石炸药、煤矿安全炸药、高威力铵梯炸药和抗水岩石炸药及段发雷管。70 年代我国开始引进研制乳化炸药和水胶炸药等含水炸药，因不含梯恩梯，爆破炮烟浓度低，抗水性能好而迅速发展。目前，我国煤矿系统的爆破器包括较先进的岩石和煤矿系列水胶炸药、乳化炸药、小直径浆状炸药、煤矿毫秒雷管、煤矿导爆索、高低威力导爆索、 、双向继爆管、无起爆药雷管、2矿用电雷管发爆器、电雷管性能测试仪等
3、，这些爆破器材为煤炭工业的发展奠定了基础。 掘进爆破技术。随着煤炭事业的快速发展、矿用爆破器材的不断更新和凿岩设备大型化、高效化，地下工程爆破技术也有了较大发展。近年来我国开始研究试验了无掏槽爆破技术，连续微分爆破技术，巷道掘进无抛掷爆破技术，揭煤遥控起爆技术等，产生了良好的经济效率。 岩巷掘进微差爆破技术。50 年代以来，微差爆破技术在各类爆破工程中已得到了广泛应用，特别是在露天爆破方面取得了较为显著的技术效益。经理论分析和模型试验研究表明，已不能满足岩石充分破碎的需要， 而较为合理的延迟间隔时间应该是使得前段装药爆后岩石破碎运动，新自由面完全形成。因此如能以合理的微差间隔时间爆破，便可以利
4、用先期炸药爆炸产生的应力场、自由面以及岩块间的相互碰撞，达到改善破岩效果、降低炸药单耗和控制破堆较为集中的目的。 立井深孔光面爆破技术。大型钻凿机械的出现及抗水型岩石水胶炸药、乳化炸药的应用，克服了普通铵梯炸药的管道效应和通水失效问题，使深孔和中深孔爆破技术得以快速发展。原煤炭部曾在“六五”和“ 七五”两次组织了煤炭高校和众多科研生产部门进行立井 4m 深孔光面爆破技术攻关研究，通过理论分析、实验室试验和现场工业测试，提出了高效率的两阶槽眼同深直眼掏槽和分段直 眼掏槽方法；成功地试用了炮孔上、中、下部预留空气缓冲层的装药结构；克服了炮孔上部欠挖问题和改善了爆破块度；同时采用较为先进的电磁雷管起
5、爆系统和非电导爆管起爆系统，提高了爆破作业安全性和缩短了爆破作业时间。 3定向断裂爆破技术。岩巷掘进施工采用传统的钻爆法时，周边眼布置密集，为浅孔多循环作业方式，即使采用普通的光爆成形技术，因施工中难以严格按光爆要求施工，致使巷道普遍成形效果差，围岩破坏严重，最终影响掘进的循环进尺及成本。中国矿业大学研究的“岩巷定向断 裂爆破新技术”取得了较好的效果，其机理是采用聚能药卷控制爆炸能量的释放方向，使之沿着巷道轮廓线方向优先释放，形成引导裂纹，并提供应力场使之具有足够的应变能来维持裂纹以理想的速率传播而不至于分叉；在非切缝方向，由于稀疏波作用及对爆生气体的缓冲作用，从而抑制了其它方向的裂纹扩展。试
6、验表明定向断裂爆破改变了炮孔周围的应力分布与发展的对称性，沿定向断裂方向应力远大于其它方向，这是能源集中作用产生定向断裂的重要原因。 煤矿爆破理论。近年来，煤炭系统的高等院校和科研单位结合煤炭生产的需要，深入测试研究了若干煤矿井下爆破的机理和参数，如光面爆破成缝机理和光面爆破参数设计；合理微差时间、深孔直眼掏槽爆破和分段直眼掏槽爆破机理与参数设计；爆破冲击波在井巷中的传播规律与安全防护机理与措施，矿用炸药、雷管安全爆炸机理；由爆破引燃引爆瓦斯机理和防护措施；煤矿安全爆破条件与危害因素；井巷掘进爆破参数专家系统研制与开发，岩石的爆破分级等。这些研究大都取得了较为理想的效果。 2 急待提高的方面
7、由于工程爆破的研究和实践存在条件和对象的多样化、复杂化，其理论研究与实际应用尚有较大的差距，以理论指导实践，克服经验主义，4首先加强爆破基础理论的研究，探索和解决与实践有关的爆破作用机理问题。此外，就全国普遍情况来讲，从事和煤矿爆破有关的人员众多，长期以来除因炸药雷管的生产供应还由有关部分管理外，在爆破工艺的好坏与爆破器材的应用，新理论新器材新技术的研究推广等方面都缺乏统一的强有力的组织领导和管理，仍有不少矿井仍然全部采用已有 30 多年历史的纸包岩石或煤矿硝铵炸药， 施工机械化配套使用率不高，大型钻凿设备应用较少，限制了中深孔和深孔爆破技术的应用和发展。由瞎炮引发的爆炸事故时有发生，严重影响
8、煤矿安全生产。 3 未来的发展 作为煤矿井下破岩的基本方法，钻眼爆破在安全和高效两个主要方面与高速发展起来的现代化机械破岩技术相比已面临严峻挑战，由于采用各种刀具切割、滚压、研磨等破岩手段易于控制、安全可靠、且能连续有效地作业，因此目前在煤矿采掘中大有取代爆破法而成为采掘较为松散煤岩的主要方法。 从爆破能量的利用上来看，提高爆破安全和提高爆破效率实质上是一个问题的两个方面，爆破的有效性和爆破危害性都是爆破威力造成的。如何改善爆破器材性能和爆破技术工艺、提高爆破效率和爆破安全则是我们目前最根本的任务。为达到此目的，根据多年的调查研究考证后，今后应努力做好以下几方面工作。 开发研制新型起爆材料。用
9、量最大的铵梯炸药，虽已为煤矿生产的发展做出了很大贡献，但由于其有不少缺点，如梯恩梯粉末有毒、生产厂流出的水污染环境、铵梯易吸潮结块、易产生爆炸不完全及管道效应5等，威胁了煤矿的安全生产，因此更新换代势在必行。目前和今后一段时间内应提倡应用防水性能好、爆炸威力高的水胶炸药，降低其生产成本，立井应倡议推广应用电磁雷管起爆系统。 实现钻眼机械化。实现钻眼机械化是当前的重要任务之一。应该在努力全面实行采掘高效配套机械化的基础上，加快钻眼机械化的进程，研制钻眼装药综合机械，实现钻眼装药机械化。 完善爆破技术的多方控制。实现多方控制化是各种爆破技术多年来共同努力的方向，工程爆破中的城市拆除爆破、抛掷爆破、
10、松动爆破等都已成功地实现了安全和效果的双面控制。目前煤矿井下已采用的有深孔爆破、光面爆破、微差爆破、松动爆破、定向爆破、安全爆破等，做好爆破控制工作，必将给煤矿安全、高效爆破带来美好前景。 4 结束语 通过对爆破工程相关技术的调查研究，发现在爆破方面钻眼爆破法依然占据的主要地位。先进的爆破技术及操作方法使得钻眼爆破得到了长足的发展。同时爆破工程也随之有了较大的进步。 参考文献 1赵士奎，用化学炮泥封孔提高爆破效益J.东北煤炭技术1992， （1）：59 2苏库特鸟住夫著.爆破工程师手册S北京：煤炭工业出版社，1992：335 3杜力编译.爆破的事故树分析S.爆破，1992，9（3）：55 4郭金栋，谢绍东，许福乐，李博，冯占文。卸压爆破在低透气突6出煤层快速掘进中的应用J.技术，2009，f09。
