浅析钻爆法掘进中影响爆破效率的因素.doc
张雁鹏
摘 要：岩巷掘进是煤矿开采中的一项重要工作，其掘进效率的高低将直接影响煤矿开采效率，而当前国内岩巷掘进速度普遍偏低，很多矿井还在应用浅眼爆破技术，炮眼利用率低，爆破效果差，实际循环进尺小，而若采用楔形掏槽方式实施爆破，实际装药量易偏大，会造成爆堆风散，且可能崩坏支架与相关设备。爆破技术是岩巷掘进中经常用到的一种技术手段，分析岩巷掘进中影响爆破效率的主要因素，并提出相应的技术措施，以期有助于提高岩巷爆破效率，促进煤矿开采高产、高效。
关键词：岩巷掘进；爆破效率；影响因素；技术措施
引言
我们必须充分了解影响炮掘巷道爆破速率与质量的相关因素，并采取相关措施进行应对，以提高爆破速率，改善爆破效果
1、炮眼布置
1.1 炮眼布置方式的确定
1.1.1 掏槽眼的布置
当前，在我们日常作业中常见的掏槽方式大致可分为三种： 斜眼掏槽、直眼掏槽以及混合掏槽。斜眼掏槽适应性强，它在很多岩石巷道中都适用，其所掏炮眼与工作面间的夹角通常在 55° ～ 70°之间，且岩石越坚硬实际夹角也应越小。眼间距应控制在 300 ～ 500 mm 之间，坚硬岩石应选用小值。炮眼深度应比其它炮眼更深一些，眼底间距应控制在 100 ～ 200 mm 之间，且不应打透。直眼掏槽也有一些自身特点，此种掏眼应布设空眼来充当自由面，且应让掏槽眼彼此平行，其在爆破及深孔爆破中应用较多，且所爆破的岩石块度应相对较均匀。在实施爆破作业时应依据相关次序依次起爆与空眼相近的炮孔，并逐步向四周扩展。掏槽眼最好应布置于软岩层中，且应让各炮眼必须平行，炮眼与炮眼间的间距也应尽量相等。此外混合掏槽在本质上也属于一种直眼掏槽，只是应应用斜眼来扩大槽孔，且斜眼与工作面间的夹角最好应控制在 75° ～ 85°之间，这样与直眼掏槽相比，可大幅减轻钻眼作业量。
1.1.2 辅助眼的布置
所布置的辅助眼间距与最小抵抗线间应取 400 ～ 800 mm的距离，且应布设为垂直于工作面状。在实际生产中，当采用斜眼进行掏槽作业时，所掏的首圈辅助眼最好应与工作面成某一夹角。且应依据巷道断面大小情况来布设辅助眼，可把辅助眼布置为两圈也可布置为 3 圈。
1.1.3 周边眼的布置
在布置周边眼时，通常可把其布设为与巷道壁相距 7 ～ 80 mm之间，眼底位置布设于巷道壁处，与工作面夹角大小可控制在87°左右，与此同时可把周边眼间距控制在 300 ～ 400 mm 之间。在巷道爆破作业中合适的眼间距与装药量是决定巷道成型情况的两个重要因素，在生产作业中要想取得较好的爆破效果，实际眼痕率应控制在 60% 之上。
1.2 炮眼深度的确定
经长期实践，人们发现有很多因素都会影响炮眼深度，这些因素主要为： 岩石性质情况、巷道断面大小、凿岩机械性能、作业人员素质的高低以及采用的作用方式等，在实际确定炮眼深度时，我们应综合考虑这些因素，以确定出最合适的炮眼深度。1） 参照凿岩机械来确定炮眼深度。所布设的炮眼深度首先应适应于凿岩机械，如对于气腿式凿岩机而言，随钻眼深度的逐步加深，钻眼速度会迅速下降，尤其是在炮眼深度大于 3 m时表现最为明显，因此在使用普通气腿式凿岩机钻眼时，所布设的炮眼深度最好应小于 3 m。2） 依据循环作业方式来确定炮眼深度。要想把炮眼深度设计的科学、合理，在设计时还应适应于循环作业方式，确保正规循环作业能顺利进行，并应有利于实施安全管理，可布设为各班都单独完善一个循环，这样各班的作业任务会更具体，对组织工作与安全管理工作十分有利。
2、周边眼参数的合理确定
2.1 确定炮眼间距
在实际生产中，可用下列三种理论具体解释爆破作业中的岩石破裂过程：应力波波峰干扰理论，即动作用理论；爆生气体膨胀作用理论，即静作用理论；应力波与爆生气体综合作用理论，即动静结合理论。这三种理论适用于各种装药结构、岩石性能及装药特性，要想准确确定出最佳炮眼间距，必须依据理论计算，并充分结合实际情况科学、合理地确定。
2.2 确定最小抵抗线
对于光面爆破而言，其周边眼最小抵抗线 W 的大小情况会对实际光爆效果产生直接影响。若 W 过大，则很难充分破碎光爆层岩石，甚至使这些岩石根本无法沿炮眼底部切割开；若 W 过小，强烈的爆破反射波可能使围岩内形成较多裂隙，导致围岩稳定性变差，引发超挖与产生不平整的巷道壁面。在实际生产中，可用下列三种方法来准确确定最小抵抗线 W：依据炸药单耗情况确定；依据豪柔公式确定；依据炮眼密集系数大小 m 确定。经实践检验，为使光爆效果达到最佳，应依据岩石性质来科学、合理确定 m 值，通常我们可把 m 值设置为 0.8～1.0 之间，在硬岩取大值、软岩取小值的情况下，则可用式（1）确定最小抵抗线：W=E/m， （1）式（1）中， W 为抵抗线； m 为炮眼密集系数。
2.3 起爆时差的影响
经长期观察、分析起爆时差与爆破效果的关系得出：同时起爆及短时差起爆得到的光爆效果都相对较好，而采用长时差起爆取得的最终爆破效果则不是很好。就实际生产现状而言，很难达到绝对同时起爆，短时差起爆较多。对此，可通过对当前的雷管精度进行科学、合理改进，缩短起爆时差，这样获得的光爆效果会更好。
3、 爆破在大断面岩巷掘进中的应用效果
爆破技术改变了传统的爆破施工技术，循环进尺不低于 1.9m。坚持光面爆破。。传统的爆破技术采用单排楔形掏槽及正向装药爆破掘进，由于受矸石夹制作用，炸药能量往往不能被充分利用，爆破后围岩松动，但炮眼利用效果差。传统的爆破技术，一般一个循环炮眼深度 1.8m，而爆破后有效进尺不超过 1.5m，炮眼利用率为83%，而且随着眼深的增加，其利用率将更低，而且爆破后矸石破碎效果不理想。采用爆破，双楔形掏槽技术及反向装药施工，有效克服矸石夹制作用，而且反向装药后炸药聚能穴向外，有效释放能量，加之两次掏槽后，爆破范围内自由面增加，有效地将炸药到掘进迎头自由面之间的矸石崩落，炮眼利用率明显提高。现场实践中，采用该技术，炮眼眼深 2m，爆破循环进尺达到 1.9m，炮眼利用率达到 95%。爆破技术在大断面岩巷掘进中的应用，有效提高了炮眼利用率，在相同地质条件及施工装备条件下，其单循环进尺由原来的 1.5m 增加到1.9m，单循环进尺提高 27%。按每班一个循环，四六制作业（三掘一喷），全月生产时间 30 天，正规循环率以 85%计算，全月进尺可提高 30.6m，月度单进水平提高 27%。
结束语
1） 炮眼深度有一个最佳值， 在确定炮眼深度时， 应本着在能有效提高巷道掘进效率的基础上， 并充分结合现场实际情况，来科学、合理地确定炮眼深度。人们在实际生产中发现深孔爆破取得的爆破效果一般要比浅孔爆破取得的爆破效果好。2） 对于光面爆破而言，其实际爆破效果易受周边眼布置参数的影响，我们应科学布设周边眼参数， 应在尽量少打眼的情况下，实现光爆要求。3） 經大量试验人们发现，光爆效果的好坏在很大程度上也会受到周边眼实际起爆时差的影响，对此， 在实际生产中， 我们应尽量采取相关措施， 让周边眼尽量实现同时起爆， 这样能取得更好的爆破效果。
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