黃寶龍

(天地科技股份有限公司建井研究院，北京 100013)

準直孔掏槽爆破技術(shù)在正興礦的應(yīng)用

黃寶龍

(天地科技股份有限公司建井研究院，北京 100013)

摘要：為了提高正興煤礦的巖巷掘進速度，應(yīng)用準直孔掏槽技術(shù)，針對巖層狀況，設(shè)計了新的爆破方案，試驗結(jié)果表明：①炮孔數(shù)量得到大幅度減少；②爆破進尺顯著提高，循環(huán)進尺都在1.84 m以上，炮孔利用率提高到了92%以上；③炸藥單耗下降了25%；④巷道成型較好，眼痕率明顯提高，超欠挖現(xiàn)象很少見。

關(guān)鍵詞：巖巷掘進；爆破；準直孔掏槽

巖巷爆破掘進因為只存在一個自由面，爆破條件十分不利。解決此問題的有效途徑之一是采用中深孔爆破，而中深孔爆破的關(guān)鍵則是掏槽技術(shù)，掏槽效果決定了爆破循環(huán)進尺和炮孔利用率?？茖W(xué)合理的掏槽形式和爆破參數(shù)才能保證形成理想的槽腔，從而獲得較高的炮孔利用率。

本文介紹了一種新的掏槽技術(shù)——準直孔掏槽技術(shù)，并將該技術(shù)應(yīng)用在正興煤礦巖巷掘進，爆破效果良好，為巖巷掘進提供了有力的技術(shù)保障。

1準直孔掏槽技術(shù)

準直孔掏槽技術(shù)經(jīng)歷了不同發(fā)展階段，已在煤礦井下巖石巷道掘進得到廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，多位科研人員[1-4]依據(jù)此技術(shù)來進行巖巷快速掘進研究，其優(yōu)點與作用機制已得到初步分析[5-6]。該技術(shù)具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，例如非煤礦山、水利、鐵道、公路等工程。

準直孔掏槽的基本布置見圖1。

圖1　準直孔掏槽基本布置[7]

圖1中，1#～6#炮孔與工作面夾角范圍為75～85°，為準直孔；7#、8#炮孔為中心輔助直孔；a為準直孔炮孔排距和中心輔助直孔炮孔間距；b為準直孔孔口間距；B為準直孔孔底間距；L為炮孔深度；θ為準直孔傾斜角度。

準直孔的裝藥量占掏槽藥量的絕大部分，裝一段雷管。中心輔助直孔在孔底裝少量炸藥，裝二段雷管。準直孔先起爆，將槽腔內(nèi)大部分巖石破碎并拋擲，同時，槽腔底部巖石產(chǎn)生大量裂紋，當(dāng)中心輔助直孔炸藥起爆后，槽腔底部剩余巖石全部破碎拋出，形成體積較大槽腔。

2工程概況

為了提高正興礦巖巷掘進速度和質(zhì)量，在正興煤礦南翼膠帶運輸大巷進行了準直孔掏槽中深孔爆破試驗。本巷道用途為南翼盤區(qū)的運煤、進風(fēng)、行人。

巷道斷面形狀為直墻半圓拱形，掘高3.5m，掘?qū)?.4m，掘進斷面積為13.32m2。巖層整體呈復(fù)向斜褶曲構(gòu)造，礦井嚴格按高瓦斯管理，煤層容易自燃。

南翼膠帶運輸大巷掘進采用全斷面一次爆破掘進法施工，工作面采用2臺YT-28型氣腿式鑿巖機打眼，配備Ф42 mm的“一”字型鉆頭，裝碴采用ZYT-60A型耙斗機和刮板輸送機；使用PE-5(B)型噴漿機進行噴漿作業(yè)。采用錨-網(wǎng)-索-噴聯(lián)合支護，作業(yè)方式為兩掘一噴。

3準直孔掏槽爆破設(shè)計與試驗

經(jīng)過在正興礦南翼膠帶運輸大巷的實地考察可知，南翼膠帶運輸大巷全斷面為含細粒粗砂巖，可爆性較好。

根據(jù)準直孔掏槽技術(shù)和中深孔爆破理論，結(jié)合多年的礦山巖巷掘進工程經(jīng)驗，針對巖層狀況，設(shè)計了新的爆破方案，如圖2所示。

圖2　正興煤礦試驗方案(單位：mm)

掏槽主要參數(shù)見表1。炮孔深度2 m，炮孔直徑44 mm，采用正向裝藥，堵塞長度0.5 m。炸藥采用煤礦許用水膠炸藥，藥卷直徑為35mm，藥卷質(zhì)量為200 g/支，藥卷長度為18 cm/支。采用煤礦許用毫秒延期雷管，1#～6#炮孔用一段雷管起爆，7#～8#炮孔用二段雷管起爆，全斷面共五段雷管。試驗結(jié)果見表2。

表1　正興煤礦爆破方案掏槽參數(shù)

表2　正興煤礦試驗結(jié)果統(tǒng)計

由表2可知，試驗前循環(huán)進尺約1.2m，炮孔利用率約80%。采用準直眼掏槽技術(shù)后，爆破進尺大大提高，循環(huán)進尺都在1.84m以上，炮孔利用率提高到了92%以上；全斷面一次起爆，瞎炮現(xiàn)象很少出現(xiàn)，安全系數(shù)大大增加；同時，節(jié)省了大量時間和材料成本。

4結(jié)論

正興煤礦南翼膠帶運輸大巷采用準直眼掏槽技術(shù)，取得了較好的爆破效果：試驗前全斷面平均炸藥單耗為1.24kg/m3，而試驗期間平均炸藥單耗為0.92kg/m3，可見，采用準直眼掏槽技術(shù)后，炸藥消耗量大幅下降。爆破后，巷道成型很好，眼痕基本都保留了，超欠挖現(xiàn)象基本不見。

準直眼掏槽技術(shù)作為一種新技術(shù)，希冀其能在其他礦山得到更為廣泛的應(yīng)用，為巖巷掘進提供更加有力的技術(shù)支持。

參考文獻

[1]單仁亮，汪學(xué)清，高文蛟，等.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巷道爆破中的應(yīng)用研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2007，26(S1)：3322-3328.

[2]單仁亮，黃寶龍，張懷文.厚軟弱夾層巖巷中深孔爆破試驗研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009，37(6)：39-41，45.

[3]汪學(xué)清，單仁亮，黃寶龍.光面爆破技術(shù)在破碎的軟巖巷道掘進中的應(yīng)用研究[J].爆破，2008，25(3)：12-16.

[4]黃寶龍，單仁亮，董韶華.準直孔掏槽爆破技術(shù)在河?xùn)|煤礦的應(yīng)用[J].工程爆破，2013，19(3)：14-16.

[5]單仁亮，黃寶龍，高文蛟，等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破新技術(shù)應(yīng)用實例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011，30(2)：224-232.

[6]單仁亮，黃寶龍，蔚振廷，等.巖巷掘進準直眼掏槽爆破模型試驗研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2012，31(2)：256-264.

[7]黃寶龍.巖巷掘進準直眼掏槽爆破試驗研究[D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，2011.

Application of technique of quasi-parallel cutting blasting in Zhengxing coal mine

HUANG Bao-long

(Institute of Mine Construction，Tiandi Science & Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China)

Abstract:In order to improve the speed of rock drivage in Zhengxing coal mine，technique of quasi-parallel cutting blasting is applied.New blasting schemes is designed according to the conditions of rock.The test results are as follow：① The number of blast holes makes considerable reduction；② Blasting footage is significantly improved，footage is above 1.84m with each repetition.Utilization ratio of blast hole brings up to 92%；③ There is a 25% decrease in explosive specific charge；④ Contour outline of roadway is better.There is a marked improvement in the rates of half-hole marks.Over-excavation and under-excavation phenomenon are seldom seen.

Key words：rock drivage；blasting；quasi-parallel cutting blasting

收稿日期：2015-03-04

作者簡介：黃寶龍(1976-)，男，遼寧岫巖人，博士后，副研究員，主要從事巖土工程方面的研究工作。

中圖分類號：TD236

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)01-0101-02