深孔爆破技术在煤矿掘进的应用

深孔爆破技术在煤矿掘进的应用

郭海林

葛洲坝易普力四川爆破工程有限公司 四川 成都 610000

摘要：深孔爆破技术是煤矿掘进中使用频率较高的爆破技术手段，具有危险性小、爆破率高等优势，但目前在实践应用中经常出现爆破失败情况，影响爆破掘进工作效率与质量。为此，本文展开深孔爆破技术在煤矿掘进的应用分析，以期提高深孔爆破技术实践的规范性，提升爆破成功率。

关键词：深孔爆破技术；煤矿掘进；技术应用

引言：我国作为能源大国，煤矿开采事业如日中天，煤矿掘进作为开采煤炭资源的重要环节，爆破技术的应用必不可少，而深孔爆破技术因具有良好的经济与社会效益受到煤矿行业的广泛青睐，为有效实现深孔爆破技术的价值，缩短爆破时间、减少爆破带来的危害，探究深孔爆破技术的应用具有突出的理论意义与实践价值，

1 深孔爆破技术原理

在爆破安全规程（GB6722-2011）中规定深孔爆破技术是在当炮孔直径达到75mm以上、炮孔深度超过5m以上条件下应用的炮孔爆破技术，适合在露天工程或地下开挖工程中应用。在煤矿掘进中，其利用深孔爆破中产生的强烈冲击波，且冲击波在传播过程中可出现叠加现象，增加冲击波能量，爆破煤矿巷道，为煤矿开采开辟道路^[1]。具有爆破破碎质量高，噪声、冲击波、地震、飞石等危害小的优势；且经技术对比，其可提高延米爆破量，降低单孔炸药消耗量，经济效益与社会效益优势突出。

2 深孔爆破技术在煤矿掘进中的应用

2.1 设置炮眼

确定炮眼位置、设置炮眼是应用深孔爆破技术的第一步骤，技术人员应根据现场情况以及煤矿掘进方案展开规划，准确确定炮眼位置，为爆破工作的进行奠定良好基础。具体来讲，应以矿井特点为重点分析对象，分析岩体质地情况、巷道断面尺寸等，并结合现有技术条件、设备条件分析炮眼位置对爆破操作的影响，选择最佳位置；确定炮眼位置后，应合理设计炮眼深度，炮眼深度与爆破效果有着密切的关系，炮眼深度的增加使冲击波能量提升，冲击波较强易造成排碎石、排粉困难，为后续工作增加难度，从而影响掘进进度；但炮眼深度较小，无法达到预期爆破效果，因此，爆破过程中还需要参照煤矿开采需要以及深孔钻机的规格确定合理深度^[2]。

2.2 掏槽

掏槽是爆破作业的关键环节，也直接影响着爆破质量与效果，其主要发挥增强岩体破碎效果、提升对炮眼利用率的作用。目前常用的掏槽方式主要有三种，其一为斜眼掏槽、其二为直眼掏槽、其三为混合掏槽，三种掏槽方式使用条件不同，产生的效果也不同，根据爆破现场实际情况，合理选择是实现爆破经济效果最佳的根本。以直眼掏槽为例，适用于体积小的煤矿，或爆破力量处于均匀分布状态下，或煤矿巷道断面以及岩性等因素对爆破影响小的情况下，可有效发挥促进岩体破碎效果，也是目前应用最为普遍的掏槽方式。在直眼掏槽过程中掏槽方式会随着形状发生改变，如三角柱式、龟裂式、螺旋式，三角柱式为目前应用最为广泛的掏槽方式，其由4个装药炮眼以及3个空眼组成内槽，并在外围设有6个装药眼组成副槽，当炮眼深度超过2米时，三角柱内炮眼最先完成起爆，搭配使用三系列100毫秒电雷管可实现90%的炮眼利用率，且顶点之间利用空眼隔离冲击波，避免装药炮眼内炸药被压死，可有效提高爆破成功率，且便于现场炮管。

2.3 起爆

起爆环节方法的选择直接影响爆破长度，且合适的起爆方式也是确保爆破效果的关键，目前常用的起爆方式主要为反向爆破，将起爆腰包放置在孔底处，起爆后爆轰波从孔底向孔口处传播，有效克服根底爆破效果不理想问题。具体操作中，孔底起爆爆炸应力波在孔底向孔口的传播过程中因朝向自由面方向发生反射形成应力的叠加，自由面附近将产生拉伸应力波，极为强烈，从而提升附近岩石爆破效果；在相同条件下，设置两点，一点为正向起爆、一点为反向起爆，观察两点爆炸后应力波向自由面的传播情况，均能够产生反射，但反射波返回到特定点位置时，反向起爆晚于正向起爆，因此，利用反向起爆在岩石应力波以及爆轰气体的双重作用下，产生更多裂隙，并有效促进裂隙扩大、延伸，同时随着向孔口方向移动，爆轰气体被充分利用，有效避免向外溢出，从而延长应力波动压、爆轰气体静压的作用时间，提高爆破效果；此外，孔底爆破一直是煤矿掘进工作的难点，由于孔底处抗爆阻力达到最大，需要消耗较大能量破碎此处碎石，但正向起爆下随着爆轰应力波向孔底的传递，能量逐渐减少，加之一部分爆轰气体经裂隙溢出，所以效果有限，反向爆破改变应力波传递方向，在岩石破裂之前，始终将爆轰气体密封在炮孔内，作用到岩石上的压力极高，时间也较长，可提高破碎效果^[3]。

3 深孔爆破常见失败原因及处理

深孔爆破过程中出现拒爆现象十分危险，需结合现场情况及时确定拒爆原因，采取措施进行挽救。目前，结合深孔爆破技术的应用实践，总结出常见拒爆原因有：爆破网络连接过程中电阻值过大，导致网线出现短路或漏电；爆破装置质量问题；雷管脚线连接不当。

针对以上原因，可采取以下措施进行处理：确定为爆破装置问题后要及时更换装置，并严格检测新装置质量，避免再次出现拒爆；爆破前，应对网线的连接情况进行仔细检查，及时发现连接不当情况，并测量各项参数，确保无异常后进行爆破；管理人员要重视爆破材料的质量监管，尤其是雷管、炸药、起爆线等关键材料，在现场需由专人监管，并且每项材料使用前应由技术人员进行质量的再次确认。

此外，应注意在处理拒爆问题时，要做好工作人员安全防护，避免直接取出炸药或雷管，可重新设置炮眼，并保持新炮眼与拒爆炮眼之间处于安全距离（＞30cm）；处理拒爆炮眼过程中，收集残留的雷管、块体进行统一处理，且此时施工现场内不得进行其他作业，避免发生意外。深孔爆破技术的操作有一定危险，在作业期间必须具备安全意识以及可靠的安全防护设施，避免意外造成人员伤亡，且发生拒爆后应及时总结经验，分析发生原因，避免拒爆再次发生，并提升拒爆处理效果。

结束语：

综上所述，深孔爆破技术优势显著，在煤矿掘进若想利用技术优势提高爆破效果、炮眼利用率，实现经济效益与社会效益，应确保设置炮眼、掏槽、起爆等关键技术节点的规范操作，并基于拒爆经验的总结，现场做好材料质量控制、爆破网络连接复核等工作，确保爆破成功率，减少安全风险，实现后续工作稳步推进。

参考文献：

[1]段忠慧.中深孔爆破技术在巷道快速掘进中的应用[J].煤,2020,29(11):17-19.

[2]曾柯植,赵可鹏,白昌赫.煤矿掘进中的深孔爆破技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2020(20):17-18.

[3]孙锋民.煤矿掘进中深孔爆破技术的有效运用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(09):204-205.