小议坚硬岩石巷道中深孔爆破技术的应用

小议坚硬岩石巷道中深孔爆破技术的应用

杨文前

杨文前（淮南矿业集团矿业工程分公司）

摘要：本文对坚硬岩石巷道掘进中深孔爆破技术在我矿的研究和应用进行了详解。

关键词：坚硬岩石巷道深孔爆破技术应用

0引言

在煤矿井下巷道掘进过程中，一般把坚固性系数f>8的石灰岩、中砂岩、粗砂岩以及一些如花岗岩、片麻岩等火成岩类岩石称为坚硬岩石，而较多遇到的是含石英，闪长石等的中、粗砂岩。在这些岩石巷道中掘进爆破的显著特点是钻眼速度慢、钻具磨损快，有资料显示，在f=10的石灰岩层中，采用ZY24型手持式风钻的平均钻眼速度约为0.1m/min；同时，炸药消耗量大，岩石爆破困难，经常出现放炮“冲炮”现象，爆破效率普遍较低，有时只能达到50%左右，更有的炮眼利用率仅有30％～50％。工程进展缓慢，爆落岩石大块率高、装岩生产效率低，使得整个掘进循环时间延长，以至严重影响掘进施工进度。

1坚硬岩石巷道掘进特点

在煤矿井下巷道掘进过程中，一般把坚固性系数f>8的石灰岩、中砂岩、粗砂岩以及一些如花岗岩、片麻岩等火成岩类岩石称为坚硬岩石，而较多遇到的是含石英，闪长石等坚硬成分的中砂岩、粗砂岩。如石英砂岩。

在坚硬岩石巷道中掘进爆破的显著特点是：

①钻眼速度慢、钻具磨损快，有资料显示，在f=10的石灰岩层中，采用ZY24型手持式风钻的平均钻眼速度约为0.1m/min；②岩石爆破困难，经常出现放炮“冲炮”现象，爆破效率普遍较低，有时只能达到50%左右，更有的炮眼利用率仅有30～50％；③炸药消耗量大，炸药单耗有时达到3.0kg/m3以上，但爆破效果仍不太理想；④爆落岩石大块率高、装岩生产效率低。

通常坚硬岩石巷道掘进循环时间较长，严重影响掘进施工进度。为克服硬岩石的高阻抗，提高炮眼利用率，改善破碎效率，增大循环进尺，通常是增加炮眼数目，加大炮眼装药量等。但炮眼数目增加势必又增大了打眼的工作量和作业时间，使得本已困难的打眼变得更难。过大装药量有时也只能造成炮眼前段岩石破碎和大量抛掷，不能从根本上解决炮眼利用率低的问题。

2巷道掘进中深孔爆破的特点

岩巷掘进中深孔掘进爆破技术可减少辅助作业时间，提高单循环进尺，能大量节省爆破器材和钎具消耗，从而加快巷道掘进速度和获得较大的经济效应。因而被认为是加快掘进速度最为有效的技术手段之一，也是目前岩巷掘进爆破的发展方向，特别是大型钻眼台车配备重型凿岩机具的使用，中深孔乃至深孔爆破更是显现出其不可替代的优越性。

2.1炮眼直径和装药直径炮眼直径大小直接影响到钻眼速度、全断面炮眼数目、炸药单耗、岩石破碎块度好巷道掘进爆破效率等。

炮眼直径较大时，对应可采用较大直径的药卷，炸药的爆速好爆轰稳定性较高，爆炸能量相对集中，利于岩石的爆破破碎，特别对于坚硬岩石，较大的装药直径能增强岩石的爆破破碎作用，提高爆破效率，同时增大炮眼直径，还可以减少工作面炮眼数目。但较大的炮眼直径增加了打眼的难度，与小直径炮眼相比，其钻眼速度明显降低。

2.2炮眼直径和装药直径的选择可根据巷道岩石的实际情况选用炮眼直径和装药直径。例如，掏槽眼可采用较大直径的炮眼和药卷（φ40mm钎头，φ35mm药卷），以增强掏槽眼爆破的能力，加大槽腔内岩石的破碎和抛掷，提高掏槽效率。而对于其他炮眼，则可采用较小直径的炮眼和装药（φ32mm钎头，φ27~29mm药卷），以提高钻眼速度。

2.3炮眼深度炮眼深度是指眼底到工作面的垂直距离，而沿炮眼方向的实际深度叫炮眼长度，例如斜眼掏槽中的掏槽眼。炮眼深度是巷道掘进爆破中最基本的技术参数，影响炮眼深度的因素主要有：煤岩性质、钻眼机械、循环作业方式、炸药威力等、要求的任务等，在选择炮眼深度时应综合考虑。其中，重点是钻眼机械和循环作业方

3岩巷快速掘进应用

实施岩巷快速掘进战略的号召，根据我矿各岩巷掘进队的实际工程情况，紧紧围绕快速掘进做工作，一直致力于中深孔爆破技术的试验，在矿领导统一指挥下，在技术科掘开组的大力配合下，我们在矿业队伍中进行了中深孔爆破技术的试验，取得了明显成效，目前正在我矿全面推广。通过这段时间的实验，我们总结以下几点：

3.1加强技术指导在中深孔爆破技术的实施开始阶段，我们组织技术人员现场跟班，掌握第一手资料，根据现场跟班调查出的问题，我们主要有以下几项措施：

3.1.1加强对施工作业人员的技术培训，专门举办迎头工的技术培训班，培训打眼知识，加强岗位责任制的学习，提高操作人员的责任意识。

3.1.2强化现场施工监督管理，每小班打眼前跟班技术员点眼位，打眼时做到“三定”，即定人、定位、定职责，炮后验炮检查眼深、眼数、眼的角度，并由安检员将当班打眼情况汇报调度，使打眼做到了动态管理。

3.1.3在技术上主要做了以下改进:①根据地质情况及时调整爆破参数。②掏槽眼由水平楔形改为水平楔形加辅掏，从而扩大了自由面，增加了掏槽效果，此次试验采用复式掏槽，使掏槽眼底与旁边辅助眼底的距离由原来的1050mm减小到650mm，这使得两眼间距不再过大，掏槽的效果更加明显；辅助眼眼位与眼位的间距变大，在一定的程度上减少了眼数。③使用了大直径钻头配大直径炸药，即使用了￠42钻头配￠35直径炸药，增加了爆破强度.所有眼位(除周边眼外，)均采用￠42钻头打眼，让眼位的自由面空间增大，爆破的效果得到提高。④装药结构由正向改为反向。⑤炮眼深度:掏槽眼2.8米，其它眼深2.4米，爆破的有效长度得到提高；⑥增加风锤和锚杆机数量，缩短打眼时间。

3.2实验结果通过这段时间的实验，我矿在提高单进上取得了明显的成效，矿自由队伍单进都在75米以上，矿业公司三支队伍都在80米以上，其中一队在7月份单进达到176米，创总公司记录。这与前期中深空爆破技术的试验离不开，在一队进行，二队配合，在两队岩性和断面都基本相同的情况下，采用相同的爆破图表，一队改为反向装药结构，经一周的试验，爆破进尺增加200mm左右，然后一队采用反向装药结构，改用大直径钻头配大直径炸药，二队改为反向装药结构还用小直径钻头配小直径炸药，结果一队循环单进达到2.2米以上，而二队循环单进只达到2米。二队采用大直径钻头配大直径炸药施工后，循环单进达到2.2米以上。为了解决由于炸药量本身的提高和装药量的增加，在爆破效果提高的同时使爆破的轮廓松动圈增大，周边成型不及原来，超挖量比原来增加，使得出矸量增加；另外，周边松动圈的增大也使顶板方面存在一定的安全隐患。

此次试验主要在以下几个方面进行了调整:

3.2.1采用新的爆破图表：此次试验采用复式掏槽，使掏槽眼位与旁边辅助眼位的距离由原来的1050mm减小到650mm，这使得两眼间距不再过大，掏槽的效果更加明显；眼位与眼位的间距变大，在一定的程度上减少了眼位数。

3.2.2打眼方面的改变：打眼的工器具发生了改变，不再使用原2.3m的钎子打眼，掏槽眼采用3m钎子，其余辅助眼等均用2.6m钎子。这使掏槽的有效长度可以达到2.8m左右，而其他的辅助眼的有效长度也能达到2.4m左右，爆破的有效长度得到提高；所有眼位均采用￠42钻头打眼，让眼位的自由面空间增大，爆破的效果得到提高，这两个方面的改变也就让进尺得到了很大的提高。

3.2.3炸药、炸药量及装药方式的改变：炸药量提高；正向装药方式，考虑残炮，处理难度大，断面最下面两排眼依然采用加装彩带，很大程度上也使进尺得到提高。

4小结

坚硬岩石巷道掘进中深孔爆破技术在我矿的研究和应用效果较好。