浅论煤矿掘进中深孔爆破技术_深孔爆破法掘进天井

　　摘要：中深孔爆破技术作为现阶段煤矿掘进生产过程中较常采用的爆破手段，可以有效地提高爆破掘进效果，加快作业进度。文章首先概述了中深孔爆破技术及其优缺点，进而详细介绍了中深孔爆破技术的各项参数及施工注意事项，进而分析了出现拒爆的原因及处理措施，可以为相关作业人员进行爆破作业提供一定的参考。
　　关键词：煤矿掘进；中深孔爆破；拒爆
　　中图分类号：TD235 　　　文献标识码：A 　　　文章编号：1009-2374（2012）20-0145-03
　　中深孔爆破技术作为浅眼爆破的延伸，不仅可以准确地控制爆破产量，而且爆破生成的块体一般散于爆堆边缘和表面，容易及时进行二次破碎，技术优势十分明显。在煤矿生产掘进开采过程中，由于部分巷道经过长时间的使用，受矿井内的矿压影响很大，采用中深孔爆破技术可以有效地提高循环进尺，缩短辅助作业的时间。通过中深孔爆破技术，可以在不改变掘进方式以及掘进设备的前提下，提高施工进度与施工质量，保证煤矿掘进生产快速、安全、顺利地进行。
　　1　中深孔爆破技术研究
　　1.1　中深孔作业炮眼的设置
　　对于中深孔爆破中炮眼深度的确定，应当综合考虑井下岩体性质、巷道断面形式及尺寸、爆破掘进的作业方式以及凿岩机械设备类型等确定，其中炮眼深度最主要的因素为凿岩设备的类型，根据大量爆破作业经验表明2～2.5m左右的炮眼深度最为适宜，深度过大容易造成冲击以及排粉难度的增大，不利于保证爆破掘进的正常循环。对于炮眼间距的设置，其设置原则为确保爆破结束后能够完全形成贯通裂隙。在煤矿掘进爆破中，可以依据如下公式确定炮眼间距：
　　式中：L为炮眼周边间距；Pb为爆破生成气体充满炮眼时的准静压力；Sc为岩石单轴抗压强度；Rk为破裂区半径。
　　1.2　煤矿掘进中深孔爆破的掏槽方式
　　掏槽方式作为煤矿掘进施工爆破作业的重要内容，可以促进岩体充分的破碎并提高爆破作业过程中炮眼的利用率。现阶段爆破的掏槽方式主要有斜眼、直眼以及混合掏槽三种形式。在煤矿井下掘进过程中，由于直眼掏槽在爆破作业过程中爆破体积相对较小，而且采用直眼掏槽的形式爆破能量能够均匀分布，炮眼的深度受到巷道断面以及井下岩性的影响较小，有利于对岩体的破碎，所以应用最为广泛。槽眼的几何形状可以根据实际情况选择角柱式掏槽、螺旋式掏槽以及三角柱式掏槽，对于煤矿掘进生产采取较多的主要为炮眼施工简单、雷管用量较少的三角柱式掏槽。
　　1.3　中深孔爆破的掏槽爆破起爆方式
　　科学合理的起爆方式可以确保炸药的传爆长度，保证中深孔爆破的效果。现阶段在煤矿掘进中深孔爆破作业中，主要采取反向爆破的方式。由于反向爆破的起爆药在炮孔内部，因此反向爆破可以延长应力波的动作用以及爆炸气体的静作用时间。同时反向爆破起爆时由于应力波与爆速叠加，提高了爆破自由面附近岩体的破碎效果。在采用反向爆破起爆方式时，为了充分发挥反向爆破炮眼利用率较高的特点，可以将雷管置于起爆药的尾部，起爆药以内采取正向装药、以外采取反向装药的方式，控制正反向装药比例在1∶3左右，整体上呈现反向装药的爆破方式，达到起爆效率的最高化。在煤矿生产掘进过程中，应该结合岩巷断面上岩性的特征合理地确定装药量，通常情况下单孔装药量可以参考以下公式确定：
　　式中：g为单孔装药量（kg）；S为爆破主要受控面积（mm2）；T为岩石抗拉强度（N·mm-2）；D为不偶合影响系数；N为每千克炸药产生的压力（N·kg-1）。
　　1.4　中深孔爆破施工中应注意的问题
　　在煤矿掘进中深孔爆破作业实施过程中，对于爆破区域的选择必须合理谨慎，在全面了解地质条件的基础上，做好爆破前期三掘三喷的准备工作，并尽可能地缩短空顶的时间。由于中深孔爆破始终存在炸药能量利用率低的问题，而且在爆破作业过程中，难以控制爆破产生裂隙的发展方向，爆破后存在的岩体可能受到爆炸的破坏，在掘进生产过程中，应注意安全防护。在爆破掘进作业过程中，应确保后路的运输正常。在井下工作面掘进循环几个周期后，应及时将煤碴清理干净后再继续爆破掘进作业，确保井下掘进生产工作面的通畅。在中深孔爆破作业过程中，严格控制打眼质量，确保炮眼抵抗线均一，炮眼分布等距合理并在一个平面内，以免掘进后期巷道窄小。为了确保煤矿中深孔爆破掘进的顺利进行，应保证通风、供电以及运输的顺畅，保证生产作业进度。
　　1.5　加强中深孔爆破作业的安全管理
　　对用于爆破作业的各种炸药、雷管以及导火索与起爆药等危险爆炸物品，应严格依照安全规程进行管理。进行爆破施工作业的人员必须具备《爆破员作业证》，在进行掘进爆破作业前，由值班组长与安全管理人员检查爆破器材及完好情况，各项准备合格后方可开始爆破作业。爆破作业结束后首先必须安全检查确认，对于不稳定爆堆应及时妥善处理，各种安全隐患消除后方可进入爆破现场进行
　　作业。
　　2　中深孔爆破拒爆原因分析及处理
　　2.1　中深孔爆破拒爆的原因
　　在中深孔爆破作业中，由于经常出现巷道掘进过程中拒爆的现象，造成安全事故隐患。由于中深孔爆破技术采用的炸药与雷管通常由国家专门检验机构检查合格后使用，因此爆破材料不合格的现象较少发生。造成中深孔爆破拒爆的原因，主要有以下几方面：
　　（1）电爆网路连线不合格。用于中深孔爆破技术的电爆网路连线大多使用串联的方式，如果爆破母线电阻较大，网路连接断路，连接过程中出现错接或者漏接的现象，线路接头不牢固或者潮湿环境造成网路漏电等，均会导致雷管拒爆的发生。
　　（2）起爆器存在质量问题。现阶段煤矿掘进生产过程中用于中深孔爆破的起爆器大多为防爆型电容式起爆器，长期使用过程中如果出现起爆器电容量下降、电压过低时，会直接造成起爆器的电量不足，出现拒爆的情况。
　　（3）雷管脚线存在问题。在中深孔爆破过程中雷管脚线未有效接触或者是脚线绝缘破裂，也会造成拒爆的发生。雷管的脚线金属线断裂会造成雷管连通不畅，而绝缘外皮的破裂则会导致脚线接地阻碍通电，导致中深孔爆破作业不能顺利进行。
　　2.2　中深孔爆破拒爆的处理
　　对于出现拒爆现象时，必须及时采取处理措施，保证中深孔爆破技术的安全继续。比较常用的处理拒爆现象的措施主要有以下几方面：
　　（1）明确原因，及时妥善制定处理办法。中深孔作业过程中出现拒爆情况时，应由当班负责人及时指导处理，明确导致拒爆现象的各种因素。如果当班班组不能按时处理结束却需交接班，交接班组需详细说明拒爆情况，避免出现安全隐患。
　　（2）对于连线原因导致的拒爆，应该及时重新连接继续爆破。在处理拒爆时，杜绝采用工具取出起爆炸药或者撤出雷管的处理方式，应在拒爆炮眼30cm左右重置与拒爆炮眼齐平的新炮眼，实施再次爆破。
　　（3）拒爆炮眼处理结束后，相关施工作业人员应及时检查炸落的块体，并搜集处理尚未起爆的雷管。同时需要注意，严禁在拒爆处理现场进行其他无关作业，以避免险情的发生。
　　3　结语
　　在煤矿掘进开采生产过程中，传统的浅眼爆破方式不利于提高掘进生产效率，通过中深孔爆破技术，可以较大幅度地提升循环作业进度，降低煤矿掘进过程中生产成本的投入。由于煤矿掘进作业井下围岩性质以及地质水文条件差别较大，因此根据实际情况科学合理地确定中深孔爆破各项参数，严格依照爆破作业安全规程进行操作，是确保煤矿爆破掘进作业安全顺利进行的有效途径，对于提高煤矿生产效率也具有重要的作用。
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　　作者简介：刘晓刚（1976-），男，山东潍坊人，兖州煤业股份有限公司南屯煤矿助理工程师。
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