中深孔爆破技术在岩巷快速掘进中的应用研究

李 建 强

(山西省阳煤集团宏厦一建,山西 阳泉 045000)

中深孔爆破技术在岩巷快速掘进中的应用研究

李 建 强

(山西省阳煤集团宏厦一建,山西 阳泉 045000)

针对岩巷掘进速度慢、工效低的问题，通过优化掘进工艺、合理的组织劳动形式、中深孔爆破技术等的综合应用，提高了岩巷掘进速度，实践证明，改进后的工艺和设计，使每月掘进推进距离由原来的60 m～70 m增加至100 m以上，初步实现了岩巷高效安全掘进。

中深孔爆破，岩巷快速掘进，钻爆法

矿井在建设过程中，岩巷工期占总工期的40%～50%左右，工作量也要占到近1/2[1]，由此可知，岩巷掘进速度直接关系到矿井建设周期。目前，大多数矿井仍采用以钻爆法为主的工艺，月单进量为60 m左右，个别矿井能达到100 m，甚至更多[2]。钻爆法岩巷机械化作业工艺分为两种，一种是以气腿式凿岩机并配备斗式装岩机为主要工具的作业线，该工艺以其简单、便于管理的特点普遍应用于矿井，掘进速度基本保持在60 m/月～70 m/月[3]；另一种是以液压钻车并配自卸装岩机为主要工具的作业线，该工艺较为复杂，对作业环境的要求较高，因此很少矿井采用这种掘进方式[4]。这两种工艺相比，后者比前者的单进水平快约20 m/月。总的来说，我国岩巷机械化装备水平还是处于较低水平，掘进速度偏慢，成为制约矿井建设周期的瓶颈。如何实现矿建基建岩巷的快速掘进，将是矿井建设和生产中必须面临的问题。

近年来，中深孔爆破技术在矿井建设中取得实质性的成果[5-7]。本文结合矿井掘进中的实际情况，在以传统气腿式凿岩机配备斗式装岩机为主的基础上，通过引进中深孔爆破技术、优化组织结构、合理强化支护方式等关键掘进技术，实现岩巷快速掘进，增加了掘进单进水平，提高了掘进速度。

1 工程概况

根据某矿矿井设计，2号煤西翼扩区轨道运输大巷主要为满足2号煤层西翼采区通风、运输、行人等需要开拓的巷道，该巷道总

长2 500 m，埋深340 m，巷道服务年限20年。该巷道处于中细粒砂岩岩层，岩石普氏系数f=3～5，抗压强度平均为40.0 MPa。巷道断面为直墙半拱形，规格为5.1 m×4.2 m，采用锚网、锚喷等支护工艺支护，锚杆排距间距均为0.8 m。

2 掘进设备及材料

2号煤西翼扩区轨道运输大巷采用“一掘二喷”的施工工艺，即掘进一次后进行初喷，然后加复喷一次。其用到的设备和材料如表1，表2所示。

表1 主要设备一览表

表2 所需材料一览表

3 施工工艺

3.1 工艺流程

由于传统流程安排不尽合理，拖延了岩巷掘进时间，针对这一问题，本文对传统施工工艺流程进行了优化和细化，使其更加科学合理，最大限度的满足现场掘进需要。具体流程如图1所示。

传统“一掘一锚，二掘一喷”的工艺中，喷浆和掘进分开执行，每天只能有2个班在掘进，速度比较慢。改进后，每天有3个班掘进，利用装岩机前后空间的特点，喷浆与掘进同时进行，这样每天即加快1个班掘进。如图1所示的流程中装车用的为耙斗装岩机，该种装岩机操作简单，对工作环境的要求比较低，且装岩过程能与打孔、喷浆同时进行，因此极大限度的缩短了一个循环的掘进时间。

3.2 组织和管理

采用“三八”制作业方式，掘进作业每班出勤24人，喷浆作业每班出勤12人。喷浆和装车作业相互独立，交叉进行，掘进作业在装岩机前掘进，喷浆作业在装岩机后喷浆成巷。

每班作业要有专门的负责人负责现场指挥，调动工人的积极性，注意打眼、爆破、装岩、支护、运输五大工序的衔接与配合，确保各循环流畅、高效的进行。加强掘进团队管理，明确工人职责，细化考核单元，实现“区队对班组，班组对个人”的考核制度，做好上下班交接工作，尽可能保证较多的掘进时间。

设备、工具包机到人，统一编号管理。建立设备考核制度，在配件消耗上，实行“以旧换新”制度；若发现设备损坏，及时派人维修，做到“及时发现问题，立即解决问题”。对于耗材的管理，从源头上控制浪费现象，提高工人节约意识，降低成本。

4 爆破技术

4.1 爆破方案设计

为使得爆破效果最佳，经过理论计算和现场多次优化炮眼参数，确定如图2所示的炮眼布置方案。图2中采用准直眼强力掏槽，全断面一次爆破。选用二级煤矿许用水胶炸药，药卷规格φ35×250 mm，雷管用8号金属外壳雷管Ⅰ～Ⅲ段。

炮眼分为6类，分别标号为a，b，c，d，e和f，主爆炮眼深度为2.4 m，其他深度2.0 m，各类的参数如表3所示。

4.2 爆破

根据全断面一次爆破的特点，采用串联起爆网络，使用强力XMFB-150型电容式发爆器起爆。爆破后，周边炮孔的炮眼利用率高达93%，爆破效率达87%～95%，中间孔的利用率也在90%以上，每班循环进尺1.8 m～1.9 m。

表3 炮孔设计参数表

类别个数/个深度/m炮眼角度/(°)垂直水平装药量kg/眼封泥长度cma82.090-30.8b222.090-30.8c112.09000.8d102.090+30.8e72.09000.8f22.49001>50注:-为向下倾斜,+为向上倾斜

5 结语

通过对某矿2号煤西翼扩区轨道运输大巷中深孔爆破对快速掘进技术的应用研究，得出以下结论：

1)实施改进后的方法后，2号煤西翼扩区轨道运输大巷每班循环进尺1.8 m～1.9 m，即每天循环进尺5.4 m～5.7 m，每月按有效工作时间20 d计算，则每月推进距离约在100 m以上。

2)优化掘进工艺、合理的劳动组织形式、中深孔爆破技术等的综合应用，提高了掘进工效，加快了2号煤西翼扩区轨道运输大巷的掘进速度，缩短矿井建设周期。该研究方法和成果，初步达到了研究预期目标，具有很强的科学性和使用性。

[1] 牛遂旺,邢顶门,王文康.岩巷快速掘进技术在陈四楼煤矿的应用研究[J].中州炭,2010(9):6-8.

[2] 赵宏伟.煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用[J].煤炭科技,2012,38(8):69-71.

[3] 董升平,单传杰.岩巷快速掘进技术[J].山东煤炭科技,2009(5):10-11.

[4] 卫广生.中深孔爆破技术的应用与实践[J].能源技术与管理,2012(3):101-103.

[5] 姜金球.岩巷掘进施工机械化配套方案[J].建井技术,2000,21(4):30-33.

[6] 宗 琦,郝 飞.提高岩巷掘进爆破速度和质量的若干技术问题[J].中国煤炭，2004(10):39-42.

[7] 王崇理,张建安.定向断裂控制爆破技术的试验及应用[J].中国煤炭,2001,27(7):40-42.

Study on the application of hole blasting technique in rock roadway rapid excavation

LI Jian-qiang

(HongshaFirstConstructionofShanxiYangquanCoalIndustryGroup,Yangquan045000,China)

To the problems of slow and inefficient in rock roadway excavation, this paper tries to improve the speed of excavation in rock roadway by the optimizing tunneling technology, reasonable labor organization and the deep-hole blasting technology. Practice has proved that the improved technology and design can increase monthly tunneling from 60 m～ 70 m to 100 m above, reaches the purpose of efficient and safe excavation rock roadway.

deep hole blasting, fast excavation in rock roadway, drilling and blasting method

1009-6825(2014)11-0128-02

2014-02-04

李建强(1972- )，男，助理工程师

TU751.9

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