平行空孔直线掏槽在全岩大断面巷道的应用

摘要：根据爆破设计原理，通过实践，采用平行空孔直线掏槽，配合凿岩钻车打眼、耙装机出货，促进安全生产，减人提效，使劳动生产率大幅提升。

关键词：平行空孔直线掏槽；桶形掏槽；炮孔设计；提升进尺

Abstract：according to the principle of blasting design，through practice，adopt the limits hole straight cut，with drilling jumbo drilling，rake installed shipment，promote production safety，the JianRen effect，make Labour productivity increased substantially.

Keywords：smooth unconstrained linear cut hole，the drum cutting，hole design，improve penetration

一、概述

平岗煤矿施工下延采区东部立风井风道工程，巷宽5.0m，巷高4.0，断面17.3㎡，岩石坚固性系数f=10～12。原采用楔形掏槽，平均每循环进尺1.4-1.5m，月进50-60m。为了加快掘进速度，经矿研究决定采用平行空孔直线掏槽中的桶形掏槽，经过近2月来的研究实践，月进可达80-100m，从而提高了单进，保证了接续。

二、平行空孔直线掏槽

平行空孔直线掏槽亦称直孔掏槽，所有掏槽孔均垂直于工作面，且相互平行，其中有幾个不装药的空孔，作为装药炮孔爆破时的辅助自由面和破碎体的补偿空间。

直孔掏槽的优点是：（1）炮孔利用率高；（2）孔深不受巷道断面限制；（3）破碎块度均匀；（4）钻孔方便，准确度高。而这些优点都是楔形掏槽没有的。直孔掏槽在单位炸药消耗量和爆破单位体积岩石所需的炮孔长度方面都比楔形掏槽高，其主要原因是直孔掏槽槽腔的炸药单耗和炮孔数目明显偏高。因此，直孔掏槽的爆破效率在小断面掘进工作面要比楔形掏槽低，但在中等和大断面的掘进工作面，由于槽腔体积所占掘进面积的比例小，爆破效率明显提高。（见表1）

直孔掏槽和楔形掏槽爆破参数与效果比较

参数 直孔掏槽 楔形掏槽 直孔与楔形掏槽比较/% 备注

循环炮孔个数/个

掘进孔数/个

循环装药量/kg

掏槽/掘进面积/%

钻孔方便和准确性

炮孔利用率/%

单位炸药消耗量

/kg·m-3

单位体积炮孔长度

/ m·m-3

破碎程度 103

66

86

37.9

高

96

2.49

5.95

均匀 92

55

79

44

低

100

3.04

5.32

不均匀 11.9

20.0

7

-16

——

-4

-18.09

11.8

—— 不含周边孔

总装药量

表1

平行空孔直线掏槽通常分为龟裂掏槽、桶形掏槽和螺旋形掏槽。

龟裂掏槽最适于工作面有较软的夹层或接触带相交的情况；螺旋形掏槽适用于较均质岩石；桶形掏槽应用范围广泛，大、中、小断面均可采用，我矿根据地质条件及巷道断面采用桶形掏槽。（见图1）

三、爆破参数确定

1、直眼掏槽装药量

根据掏槽爆破要求，装药爆破要将槽腔内的岩石充分破碎并抛出。因此，装药量较其他炮眼要大。直眼掏槽药量的经验计算公式为：

式中：Q—单个槽眼装药量，kg；

q—炸药单耗，取30kg/ m3；

Lb—炮眼长度，取2m；

ρ0—炸药密度，取1.04g/ cm3；

m—装药槽眼数，取5个。

由以上数据计算得出Q=1.29kg，根据现场实践，掏槽眼装药量确定为1.2kg。

2、炮孔数目的确定

炮孔数目于掘进断面、岩石性质、炮孔直径、炮孔深度、和炸药性能等因数有关。确定炮孔数目的基本原则是在保证爆破效果的前提下，尽可能地减少炮孔数目。按下面公式估算：

式中 N-炮孔数目，个；

f-岩石坚固性系数，取12；

S-巷道掘进断面面积，取17.3㎡。

由以上数据计算得出N=52个（不含周边孔），根据现场实践最终确定循环炮眼个数为103个。（见图2）

3、单位炸药消耗量

单位炸药消耗量的大小取决于炸药性能、岩石性质、巷道断面、炮孔直径和炮孔深度等因素。按下面修正的普氏公式来确定。

式中 q-单位炸药消耗量，kg/m?；

f-岩石坚固性系数，取12；

S-巷道掘进断面面积，17.3㎡；

K0-考虑炸药爆力的校正系数，K0=525/p，p为爆力，mL。

由以上数据计算得出q=30kg/m?。

四、效果分析

通过结合CMJ2-18型凿岩钻车、ZWY-150/45L耙装机配合应用，下延采区立风井风道1200米的工程，原计划20个月，2012年末完工，通过使用直线掏槽作业，每循环进尺由原1.4～1.5米提高至1.8～2.0米，月进提高至80～100米，提前4个月结束了工程。使东部风井提前运转，主扇提前投用，使全矿井风量增加了2000m3/min。下延采区、东一采区能够增加掘进队组，提前两月出面，保证了接续。掘进单进提升，使得工人工资稳定，从而稳定了队组建设，掘进队组能够平稳快速发展。

作者简介：

刘宝新，黑龙江龙煤集团鸡西矿业公司规划建设部。