岩巷掘进中影响爆破效率的主要因素分析

岩巷掘进中影响爆破效率的主要因素分析

邹龙

重庆能投渝新能源有限公司销售分公司重庆400061

摘要：本文论述了岩巷掘进中影响爆破效率的主要因素有：掏槽型式及其参数、炮眼深度和周边眼参数等；并提出了上述影响因素如何合理确定和相应的技术措施，对提高煤矿岩巷掘进速度有一定的指导意义。

关键词：岩巷掘进、爆破，影响因素

一、引言

目前国内煤矿岩巷掘进速度一般在60～100m/月之间，甚至有的更低，大多数的岩巷掘进队伍仍采用小于2m的浅眼爆破,循环进尺很低,明显增加了辅助工序所占时间的比例，并且爆破效果较差,炮眼利用率只有70%左右,较差的在50%左右。由于采用不合理的周边眼参数,导致对围岩的严重破坏和造成超欠挖严重,提高了支护费用，等等。由于普遍存在上述几方面的弊病,严重影响了岩巷施工速度,同时还导致了人力、物力和材力的浪费,降低了掘进效率。根据岩巷掘进爆破经验以及理论分析,影响岩巷掘进爆破效率的主要因素有:掏槽方式及其装药量、炮眼深度、周边眼爆破参数、起爆时差和炮眼利用率等。

二、掏槽爆破的影响

掏槽爆破是岩巷掘进施工中的关键,决定了整个爆破质量和掘进效果。掏槽爆破时,破碎岩石的条件十分困难,如何提高掏槽爆破的成功率和效率,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及其参数。因此,根据围岩地质情况和掘进面大小选择合理的掏槽方式及其参数,是很重要的。

2.1掏槽方式

掏槽方式分为斜眼掏槽和直眼掏槽。理论分析掏槽方式分为斜眼掏槽和直眼掏槽。理论分析和实践表明,斜眼掏槽(主要是楔形掏槽)适用于2m以下的浅眼,其炮眼利用率较高,在我矿普遍使用斜眼掏槽。

2.2装药量

装药量是影响斜眼掏槽效果的主要因素,药量的确定取决于岩石的物理力学性质、炸药品种、岩石所处状态以及布孔参数。那种认为装药量越多,爆破效果越好,炮眼利用率也越高的想法是一种误解。事实上,根据爆破漏斗理论,当炮眼深度一定时,装药量大于临界值,爆破漏斗体积和深度随装药量增大而增大;当装药量增大到漏斗体积和深度达到最大值时,若继续增大药量,漏斗体积反而减小,甚至会造成整个掏槽的失败(即所谓破碎岩石的再生)。

三、炮眼深度的影响

炮眼深度是井巷快速掘进的基本技术参数,它对整个钻爆工作及其技术经济效果有决定性的作用。目前,确定炮眼深度有以下几种方法:

3.1.以循环进尺来确定,其优点是确保了正规的循环作业；

3.2以能够获得最高的掘进速度和最低的工时消耗为标准,从每米工时消耗和钻眼速度变化等方面综合分析加以确定。其优点是可以确保较快的速度和获得较高的效率；

3.3理论计算。根据理论分析与试验研究,确定出合理的炮眼深度。总之,合理确定炮眼深度对于加快掘进速度和提高掘进效率是很重要的。

四、周边眼参数的合理确定

岩巷掘进中能否实现理想的斜眼掏槽爆破效果,周边眼参数的合理确定也是很关键的。主要参数有炮眼间距和最小抵抗线。

4.1炮眼间距的确定

控制爆破中岩石破裂过程有三种不同的理论解释:(1)应力波波峰干扰理论(动作用理论):(2)爆生气体的膨胀作用理论(静作用理论):(3)应力波与爆生气体综合作用理论。对于不同的装药结构、不同的岩石和炸药性能,上述三种理论各有其合理性。

在具体确定炮眼间距时,应以理论公式作为指导,根据实践经验来确定。

4.2最小抵抗线的确定

掘进爆破中周边眼最小抵抗线W的大小直接影响光爆的效果。W过大,光爆层岩石将得不到适当的破碎,甚至不能使其沿炮眼底部切割下来；W过小,在反射波作用下,围岩内产生较多裂隙,影响围岩稳定,造成超挖和巷道壁面不平整。常用确定最小抵抗线W的方法有三种:(1)根据炸药单耗来确定:(2)根据豪柔公式确定:(3)根据炮眼密集系数m确定。经验表明,为获得良好的爆破效果,m值应根据岩石性质来选择,一般取m=0.8～1.0,硬岩取大值,软岩取小值,则最小抵抗线W=E/m。

4.3起爆时差的影响

起爆时差对爆破质量及效果有无影响,目前尚无争议。现场实践表明,不考虑时差大小,掘进中也可取得高质量的爆破的效果。中国矿业大学北京研究生部利用动光弹对同时起爆、长时差起爆和短时差起爆三种情况,进行了试验观察分析,得到了如下结论:(1)同时起爆和短时差起爆均能取得良好的爆破效果,而长时差起爆效果较差;(2)在实际生产中,绝对的同时起爆难以做到,多数是处于短时差起爆;(3)通过改进现有雷管精度,缩短起爆时差有利于提高爆破效果。

五、结语

5.1掏槽爆破是在单自由面条件下起爆的,破碎岩石的条件最困难,通过选择合理的掏槽方式及装药量,可以实现中深孔掏槽爆破较高的成功率和炮眼利用率；

5.2炮眼深度存在一个最优值,应以提高巷道掘进效率为前提,结合现场实际情况综合确定,长期实践表明,中深孔爆破(l=2～3m)优于浅孔爆破(l=1.5～2m)；

5.3爆破效果的好坏很大程度上依赖于周边眼参数的合理选择,如何在尽量少打眼的基础上达到高质量的爆破要求,是今后研究的重点；

5.4大量试验表明,周边眼的起爆时差对光爆效果有较大影响,应痛过各种措施确保周边眼尽量做到同时起爆。除了上述列举的三个主要方面的因素外,影响岩巷掘进爆破效率的因素还有:爆破施工工艺、钻眼质量、起爆方式等。

参考文献：

［1］姜彦忠.爆破技术基础[M].北京:中国铁道出版社.1999.

［2］傅菊根;井巷掘进爆破炮眼利用率的影响因素[J];爆破器材;1998年03期