中深孔分次光面爆破技术在坚硬岩层掘进中的应用

张靖

【摘 要】水矿集团老鹰山煤矿为加快技改工程主、副斜井岩巷掘进速度，分别采用了中深孔全断面一次光面爆破技术与分次光面爆破技术。实践证明，一次光面爆破，在坚硬岩层中虽然增加了炮眼的数量、加大了装药量、增加了封泥等措施，但对加快掘进速度的效果并不明显，反而增加了成本；而分次光面爆破技术，第一次爆破为掏槽爆破，形成可靠的自由面，并将柱形槽改为楔形槽；第二次爆破为刷落爆破，最后成形，取得了较好的效果。

【关键词】坚硬岩层；分次光面爆破；效率

[中图分类号] TD263[文献标识码] B[文章编号] T2011-12(03)-1006

0 前言

中深孔分次光面爆破是指为了提高在坚硬岩层掘进中的爆破效率，采用先进行掏槽爆破，再进行成形爆破的掘进方法。水矿集团老鹰山煤矿目前正面临着通风线路长，运输系统复杂，风量不足，给煤矿生产带来很大的不便，矿井生产能力无法提高。只有在技改工程顺利按时完成后，才能为矿井以后的生产打下良好基础。所以加快技改工程主、副斜井的掘进速度至关重要（主、副斜井尽快和风井构成进、回风系统，才能增加掘进工作面的数量）。采用先进的中深孔分次光面爆破技术作为试验，不仅提高了主、副斜井的掘进速度，同时也为以后井下其他开拓、准备巷道的掘进打下坚实的基础。

1 工程概况

老鹰山煤矿主、副斜井全长分别为1452m、1467m，主、副井均布置在岩层中，岩石坚硬系数为7。

2 巷道技术特征

2.1巷道断面及尺寸

主、副斜井巷道断面形状均为直墙半圆拱形。巷道净断面规格尺寸，主斜井：净宽4.9m（中左中右各2.45m），净高3.75m（腰线上2.45m，腰线下1.3m），净断面积15.79m2；副斜井：净宽5.3m（中左、中右各2.65m），净高3.95m（腰线上2.65m，腰线下1.3m），净断面积17.92m2。

2.2支护形式

主、副斜井表土段均采用浇灌混凝土支护，浇灌厚度均为450；基岩段均采用锚网喷支护，主斜井采用22×2200金属锚杆配1400×900钢筋网支护后，再喷射混凝土；副斜井22×2500金属锚杆配1400×900钢筋网支护后，再喷射混凝土。锚杆间、排距均为800×800，喷射混凝土厚度均为100，强度C20。

3 爆破参数的确定

3.1中深孔全断面一次光面爆破参数

采用全断面一次光面爆破时，选用六眼柱型直眼掏槽，掏槽眼深2.2m，辅助眼眼深2.0m，周边眼间距400，辅助眼平均眼距550，全断面布置炮眼80个，共装药399卷，重59.85kg。

3.2中深孔分次光面爆破参数

采用分次光面爆破时，掏槽眼全部采用6眼楔形掏槽，掏槽眼斜长2.2m，辅助眼眼深2.0m。周边眼间距400，周边眼抵抗线500，辅助眼平均间距650，两次共布置炮眼65个，装药309卷，共重45.75kg。

4 施工技术

4.1中深孔全断面一次光面爆破施工技术

在中深孔全断面一次光爆施工中，采用“三八制”两掘一喷作业方式。正常施工时，每天安排两个掘进循环一个喷浆循环，掘进班接上班的班后炮，利用炮后矸石堆作为站台打矸石堆以上锚杆及上部炮眼，然后利用耙斗机扒矸，待扒至设计深度后，打下部锚杆、掏槽眼及下部炮眼。全部炮眼打完后一次装药，一次引爆。

4.2中深孔分次光面爆破施工技术

在中深孔分次光面爆破施工中，作业方式不变，掘进班接上班的班后炮，利用炮后矸石堆作为站台打上部锚杆及上部炮眼，（迎头矸石堆高度一般控制在1.5m左右），待炮眼打到矸堆以上0.6m时，可由人力将迎头矸石攉至设计掏槽眼高度。此时，打出第一次掏槽眼，并单独进行装药爆破。爆破后如果槽腔达到了预期深度，即可开始正常扒矸，待扒至设计深度后再打第二次爆破掏槽眼及其他成形爆破炮眼；如果达不到预期深度，必须再次调整掏槽眼位置，重打掏槽眼，再次单独爆破直至达到设计深度，方可打二次爆破炮眼。

4.3爆破效果对比

采用中深孔分次光面爆破技术后，爆破效率比全断面一次光面爆破明显提高，成形规整，减少了炮眼数量，降低了材料消耗。爆破效果见表1。

表1 一次光爆和分次光爆效果对比表

项目名称一次光爆分次光爆 效果对比

循环眼深m2.02.00

循环炮眼数 个 80 65 -18.8%

循环进尺m1.31.9 46.1%

炮眼利用率 %65%95% 46.2%

周边眼痕率 %40%90% 125%

炸药消耗 kg/m 46 24 -47.8%

超欠挖量 mm 22080 -63.6%

钻杆消耗/根 m 0.70.5 -28.6%

钻头消耗个／m 3.52.3 -34.3%

月进尺 m 78 114 46.2%

工期 个月18.8 12.95.9

由表1可得出以下结论，分次光面爆破技术效果：①减少了打眼数量，缩短了打眼时间；②巷道成形规整；③周边眼眼痕率提高了；④炮眼利用率提高了；⑤降低了材料、工具消耗量；⑥掘进速度提高了，缩短了工程工期。

5 分次光面爆破施工应注意的问题

（1）打眼质量要高，打眼前，一定要点好轮廓线，定准眼位保证眼向。

（2）为了便于施工，采用了人力将迎头矸石攉至设计要求，如果矸石堆过高的话，也可以采用耙斗外拉。

（3）第一次掏槽爆破后，再次打眼前，必须对槽内进行认真找掉，清除腔内浮矸，防止掉矸伤人。

（4）必须在第一次爆破槽腔深度达到1.0m以上时，才能进行第二次爆破，第二次掏槽眼位向下移动200左右为宜。

（5）保证炮眼的封堵质量。

6 结 论

中深孔分次光面爆破技术在坚硬岩层掘进中，可以较好地解决全断面一次光面爆破效率低、进度慢、单耗高、巷道成型差等问题，不仅能提高施工进度，缩短工程工期，同时大大提高了巷道工程质量，为以后矿井安全生产打下了坚实的基础，在遵循国家安全生产方针的前提下，大大提高了矿井生产的经济效益。

参考文献

[1]中国煤炭建设协会. 煤矿井巷工程.北京：煤炭工业出版社，2008-03