深孔孔内分段爆破技术

深孔孔内分段爆破技术

周小平

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摘要：由于煤层在漫长的形成过程中，经历了复杂的地质构造运动，因此煤层中伴生有大量的断层、褶皱、陷落柱等地质构造。当地质构造尺寸较小时，在工作面采煤过程中可直接通过，若地质构造尺寸过大或岩层硬度较大时，强行推进极易损坏采煤机等设备。因此，工作面在过地质构造时，需采取特定的技术措施。随着建设工程开发区域的复杂，工程项目临近城区建筑物的爆破施工难度增加。精准爆破控制技术是联合应用爆破施工监测系统、精准控制爆破网络系统的技术体系，能够在复杂环境下，满足爆破施工要求，保障施工安全，实现精准爆破。基于此，本篇文章对深孔孔内分段爆破技术进行研究，以供参考。

关键词：深孔孔内分段；爆破技术；应用分析

引言

在矿山开采过程中，按照不同的分类标准，现有的爆破新技术可以被划分为多种类型。每一种爆破方法都有自己的特点和功能，既能有效地减少矿井的施工费用，又能改善矿井巷道的岩体结构，提高矿井掘进的质量与进度。比如，预裂爆破法是一种应用在露天矿中的爆破技术，可使边坡达到最大程度的稳定，并将采场的建设成本降到最低；深孔微差爆破技术在露天、井下采矿中得到广泛应用，对提高矿井的采出量具有重要意义。当前，虽然各种工程爆破技术已得到了越来越多的承认，但对于采矿行业来说，仍需要通过各种爆破方法的综合运用才能达成工作目的。

1爆破技术的设计要点

采用爆破技术时，应根据工程实际，使贯穿缝的宽度与岩石的构造强度相适应，并对具体参数进行合理的设计和优化。比如，若对硬度较高的部位进行加工，爆破预留宽度就要控制在10mm以上，而在松软岩体结构处理时，要将爆破开裂设计宽度控制在5mm以下。首先，在爆破技术设计中，要保证爆破技术参数符合要求，同时要注意施工技术参数和爆破技术参数的相互影响，使其更加合理。在进行技术性工作前，必须指派专门的人员清理井眼附近残留的松散石渣，以免对炸药的构造造成影响。其次，对设计参数进行选取与处理时，应保证保持率大于80%，并针对具体条件对细节进行优化。再次，生产时要注意，将孔径控制在50～200mm范围内。在大深度的井眼构造中，需要增加井眼尺寸，并对孔眼间距进行计算。最后，在进行爆破技术设计时，要充分考虑周边环境因素对技术使用效果的影响，并将其控制在250～400g/m围内，以达到降低成本、提高技术使用效益的目的。

2现场爆破存在的问题

（1）由于某矿区矿石节理裂隙发育，爆炸产生的气体逃逸扩散，导致爆炸能量不能充分做功，切割槽及正排采用较为保守参数施工，炸药单耗大于0.55kg/t，与单耗0.45kg/t的行业较好标准相比高出较多。（2）远景矿石主要分为板岩原生矿、板岩风化矿（品位低，一般作为废石）、砂岩原生矿和砂岩风化矿4种矿石类型，岩石硬度、可爆性有一定的差异性，采用相同的爆破参数不尽合理，造成一定量的大块和过粉碎同时存在的现象，二次爆破和矿石过粉碎、泥化造成了出矿和选矿的困难。特别是抛废生产线正常运行以后，矿石过粉碎，减少了进入抛废生产线合格矿量。（3）由于中深孔工艺相对复杂，矿山没有建立从现场地质、工程资料的收集、设计、现场定点、凿岩施工、测孔验收、设计变更及施工、验收、爆破前验孔与爆破设计、爆破组织、爆破后评估整套制度，施工过程中不规范，加大了施工难度。

3深孔预裂爆破机理分析

在瓦斯压力、爆炸压力波等共同作用下，煤体会受到深孔预裂爆破影响。带有瓦斯煤体的深孔预裂爆破将瓦斯、煤置于一个系统中，煤矿企业不但要考虑煤体爆裂问题，还要分析瓦斯压力的作用。而且在爆破孔周边添设辅助自由面不仅能使邻近孔洞在连接方向上呈现出贯通裂缝，还能在其余方向出现裂隙，这样便能构成连通性强的裂隙网络。

4深孔预裂爆破工艺分析

为了确保深孔预裂爆破施工能安全、稳定地落实，该试验使用了安全等级较高的乳化炸药，轴向采用了连续装药模式。在实际作业中，孔径尺寸影响着钻孔数量、效率以及炸药单耗等。结合以往的爆破经验，煤矿企业会选用孔径在100mm左右的爆破孔。而顾及到工程现场钻孔施工等问题，此次试验选择的爆破孔径在94mm。对于深孔预裂爆破而言，其存在最优炮眼不耦合系数，所以装药爆破会使煤体出现极多裂隙，结合煤矿现有材料该试验明确装药直径为51mm，不耦合系数为1.67。至于控制孔，受到工程现场打钻设备、地质条件、工艺安全等因素的影响，选用孔径在100~150mm的控制孔能有效实现补偿、导向的目的。结合煤矿的具体情况企业选择了孔径在110mm的控制孔进行试验。同时针对高瓦斯煤体，企业在深孔预裂爆破时要避免出现冲孔问题，所以爆破孔需有一定的堵塞长度，通常是炮眼深度的40%左右。并且煤层在受到深孔预裂爆破抽放瓦斯技术作用后会出现大范围的裂隙网，这样瓦斯也能顺利、快速地抽出。就7603回风巷而言，当下掘进速度是3m/d，应用深孔预裂爆破后，瓦斯抽放需在半月以上才能趋于稳定，所以企业要合理控制炮眼深度，至少要为60m。而要想保证深孔预裂爆破作业的安全、高效，爆破孔深度应固定在60m，堵塞长度在14m，要想提高封口效果还可使用湿润黄土堵塞炮孔。为了实现装药完全起爆，煤矿企业需在各炮孔都放置一个起爆药卷，在起爆药卷中又有两只电雷管，再布置煤矿许用导爆索，将雷管放置在装药端进行起爆，这样就可完成深孔预裂爆破工作。

5精准控制爆破施工监测

爆破设计参数一般会根据过往同类施工经验确定，但在大规模作业前，还需进行小量试爆。试爆的目的为获得最佳装药参数、延时间隔时间以及爆破的地表振动衰减规律，为设计和施工提供理论依据。根据试爆结果，适当调整各项参数以达到最优效果。施工过程中对各保护建筑及设施布设自动无线监测装置，对每次爆破进行实时监测，并根据监测数据优化爆破方案。在岩土介质中，由于高能量震源的瞬时激振（如爆破、打桩、强夯等），使岩土体产生剧烈的振动，这种振动在岩土介质中，依靠介质相邻点间的相互作用，以激振点（区域）为中心，以地震波的形式向外围传播。爆破施工时，TC-4850型爆破测震仪可根据该原理，通过现场实测拟爆破场地周边建构筑物处的质点振动速度，监测设计爆破方案具体实施时对周边建（构）筑物及设施产生的振动影响。发现异常后及时反馈，修改爆破设计参数，调整单孔药量、同段最大药量及微差延迟的间隔时间等相关参数以确保周边建（构）筑物的绝对安全。

结束语

总而言之，在目前的采矿工程中，爆破技术仍然占据着不可取代的地位，其广泛的应用与普及，为我国采矿事业注入了强大动力。但是，要想让国内的爆破技术获得稳步发展，不仅需要操作人员和施工单位不断充实工程爆破技术的知识，还需要对工程爆破技术进行深入探讨与研究，进一步提升安全意识，使工程爆破技术在矿山工程中最大程度地发挥效用。

参考文献

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