炮掘眼孔布置技术在煤矿巷道掘进中的优化研究

炮掘眼孔布置技术在煤矿巷道掘进中的优化研究

谢刚

四川芙蓉川南建设工程有限公司    四川 宜宾     644000

摘要:本文针对煤矿巷道掘进中炮掘眼孔布置技术进行了深入研究，强调了该技术在巷道掘进中的重要性。通过精准适应巷道岩石硬度系数和断面大小、合理布置眼孔、优化每个眼孔的装药量以及调整起爆顺序等优化方式，致力于提高巷道掘进的效果和安全性。通过对关键因素的优化，可以实现炮掘眼孔布置技术的最佳化，从而提高巷道掘进的效率和质量。

关键词: 煤矿巷道掘进；炮掘眼孔布置技术；优化研究

1.煤矿巷道掘进中炮掘眼孔布置技术的重要性

在煤矿巷道掘进中炮掘眼孔布置技术的重要性是不可忽视的，该技术直接关系到煤矿巷道掘进工作爆破的效果、安全性以及资源利用效率。在整个煤矿巷道掘进中，掘进作业受到地质条件的制约，巷道岩石的硬度、岩石的可爆性和断面大小差异巨大，而炮掘眼孔布置技术恰恰是为了应对各类复杂情况而备受重视的关键环节。炮掘眼孔布置技术在巷道掘进中的重要性体现在其掏槽眼能够创造必要的自由面，有效削弱岩石夹制作用，从而改善整体爆破效果，提高单循环进度。自由面的形成意味着在爆破过程中岩体可以自由展开，减少因夹制而导致的“放冲炮”、“蹦不掉”等现象。同时合理利用眼孔、辅助眼与周边眼的布置可以最大限度的节约炸材消耗，减少爆破振动对巷道围岩的破坏，确保巷道稳定。

2.炮掘眼孔布置技术在煤矿巷道掘进中的优化方式

2.1基于岩石硬度的智能化技术调整

在煤矿巷道掘进中炮掘眼孔布置技术的优化方式之一是基于岩石硬度的智能化调整，该技术优化方案旨在充分利用现代科技手段，通过智能化系统对掘进巷道的岩石硬度系数进行实时监测和分析，从而灵活调整眼孔的布置形式和位置。该种优化方式不仅提高了爆破效果，也有效应对了不同硬度岩石的挑战，为巷道掘进作业提供了更为精准和高效的解决方案。该优化方式依赖于先进的地质勘探技术，通过激光扫描、地质雷达等手段获取巷道岩石的硬度系数数据，该数据收集过程能够提供全面、准确的岩石硬度信息，为后续的智能化调整奠定基础。在布置形式上，系统可根据岩石硬度系数和巷道断面大小自动调整眼孔布置参数，包括：掏槽眼的布置方式、眼孔角度和深度、眼口位置、眼孔间排距、装药量等，当岩石硬度系数高、巷道断面小时，掏槽眼采用直眼掏槽或螺旋掏槽、眼孔深度减小（巷宽小于3m时，孔深不超过1.5m为宜）、眼孔间排距放大、装药量增加等，以保证在爆破时有足够的能量破碎岩石。相反，对于硬度较低的区域，则掏槽眼采用楔形掏槽、增大眼孔间排距、减少装药量、增大炮眼深度、降低周边眼间距等，以防止能量过大，造成岩体过度破碎，抛渣过远，甚至崩坏设备等危险。智能化的调整使得眼孔的布置更为精细，充分适应不同硬度的岩石，最大化地提升爆破效果。对于巷道岩石可爆性的影响，系统也能够进行实时的动态调整，在可爆性较差的岩石巷道中，系统可增加眼孔的布置密度和加大装药量，以确保破碎岩石有足够能量，提高爆破效果。而在可爆性较好的岩石巷道中，则可减少眼孔布置和减少装药量，避免过度破碎。

2.2合理布置眼孔

在煤矿巷道掘进过程中炮掘眼孔布置技术的合理优化对整体爆破效果和巷道稳定性具有至关重要的作用，特别是在掘进工作中通过巧妙而科学的眼孔布置方式，可以有效提高爆破效率、减少能源消耗、保障人员及设备安全，并最终实现巷道的高效掘进。掘进过程中眼孔的布置深度至关重要，通过将掏槽孔设置在煤矿巷道断面中央靠近底板处，第一排辅助孔之上，旨在实现对底部岩层的精准控制。该种布置方式能够有效提高爆破冲击波在巷道底部的扩散效果并充分降低巷道顶部岩体扰动，从而最大化地提升岩石的爆破效果并减少对围岩的破坏[2]。

密度的考虑是眼孔布置的另一关键因素，在周边孔的布置中帮孔和顶孔需要精准地布置在断面轮廓线内侧，离轮廓线10cm左右并以3%~5%的斜率外插，保证眼底偏离轮廓线10cm左右。该种布置方式的优势在于保证各炮孔互相平行，孔底能够落在同一平面上，从而确保爆破冲击波的均匀传播；采用缩小周边孔的间距和减少周边眼孔装药量的光面爆破技术可减少巷道超欠挖，使巷道成型更加规则。底孔和辅助孔的布置也需要极为慎重的考虑，底孔的最小抵抗线和炮孔间距稍小于辅助孔，以避免在巷道底板留下“根底”。此基础上底孔孔口的高度应该高于巷道底板，但孔底应低于底板轮廓线，以确保底板的整体平整性。辅助孔以槽腔为自由面，逐层采用线形或环状方式均匀布置在被爆岩体上。该类布置方式可以提供更多的自由面，有效改善煤矿巷道掘进中的爆破效果，实现单循环进度的最优化。

2.3装药量的精确计算与调整:

在煤矿巷道掘进中装药量的精确计算与调整是爆破工程中至关重要的一环，合理的装药量直接关系到爆破效果的优劣、工程的安全性以及能源的有效利用。装药量的计算需要考虑炮孔的长度、直径以及岩石的硬度等多个因素，其中采用毫秒延时起爆网络的方式，对装药量的要求更为严格。毫秒级的精确计算能够确保爆破冲击波在炮孔中的传播更为均匀，充分提高煤矿巷道掘进爆破效果。计算时需综合考虑岩石的爆破性质，根据不同位置的炮孔使用合适的装药系数（装药长度与炮孔长度比值），确保每个炮孔获得适量的能量。调整装药量需要根据实际的地质条件和工程要求进行综合考虑，在计算过程中计算人员需要通过对岩石的硬度系数进行精准测量，更准确地确定装药量。调整时要考虑不同炮孔之间的相互影响，以及整体爆破效果的协调性。通过对装药量的细致调整，可以在保证安全的前提下最大化地提高爆破效益。采用毫秒延时起爆网络的方式，起爆顺序更为灵活可控。通过合理的起爆顺序可以实现炮孔内爆破能量的逐层释放，最大化地提高巷道掘进的效率，而起爆网络的选择和设计需要考虑炮孔布置、岩石的性质以及掘进工程的具体要求。

2.4调整起爆顺序

巷道炮孔的爆破顺序是掏槽孔先起爆、辅助孔和崩落孔次之，接下来则是周边孔，该类顺序安排的目的在于确保掏槽孔提供了足够的自由面，为后续孔的爆破提供更好的条件，通过先起爆掏槽孔可以在掘进的初期就形成相对宽阔的空间有效提高爆破效果。周边孔的爆破顺序分为帮孔、顶孔和底孔，该类顺序安排有利于在爆破过程中逐渐释放能量，确保巷道周边岩石的均匀破碎。底孔的爆破秩序中为避免拉底现象，可以适当减小底孔间距，增加药量，以实现更好的“翻碴”作用，该类策略旨在防止巷道底部岩层过于坚硬，造成未破碎的“根底”现象。通过合理的调整起爆顺序，可以充分利用爆破冲击波的传播特性，使得每个炮孔的能量逐渐叠加，充分达到最佳的破碎效果。逐层释放能量的方式有利于控制巷道岩体的位移并减小巷道的变形，有效确保整体爆破过程的稳定性。

结语：在煤矿巷道掘进中炮掘眼孔布置技术的优化对爆破效果至关重要，通过深入研究和合理调整眼孔的深度、密度、角度以及装药量和起爆顺序，可以最大程度提高爆破效率和工程安全性。采用毫秒延时起爆网络和科学的装药计算方法，为爆破工作提供了更为精确和可控的手段。上述优化方式不仅改善了巷道掘进的质量，还在工程实践中取得了显著的效益，为煤矿巷道工程的可持续发展奠定了基础。

参考文献：

[1]段亚东.探析煤矿巷道掘进速度影响因素与对策[J].科技风,2023,(22):58-60.

[2]王粉,赵庆良,刘峰等.试论我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状及发展[J].内蒙古煤炭经济,2023,(14):157-159.

[3]周建祯.提高煤矿巷道掘进效率的措施研究[J].能源与节能,2023,(07):213-215.