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摘要：本文主要针对煤矿井巷岩石爆破技术展开分析，思考了煤矿井巷岩石爆破技术的改进的措施，以及改进过程中可以采取的方法，希望可以为今后的煤矿井巷岩石爆破技术提供参考。
关键词：煤矿；井巷；岩石爆破
前言
要想更好的发挥煤矿井巷岩石爆破技术的效果，就要确保煤矿井巷岩石爆破技术的使用更加科学，为此，对当前的煤矿井巷岩石爆破技术进行改进，也是十分有必要的。
1、煤炭井巷爆破的定义及作用原理
煤炭井巷掘进爆破从爆破开始时，最先爆破的是开挖巷道的重要成分，接着在巷道周边轮廓线上放置适当数量的药包，用这种方式来布置，可使爆破完成后的开挖面变得十分的圆滑，所以该项技术被称为光面爆破技术，就是先设计一个标准的爆破参数，爆破完成后壁面会变成一个轮廓线达到设计要求，比较光滑的开挖面。
现在对于煤炭井巷掘进爆破的破岩机理还没有完全弄清，依然在研究之中。即使我们的理论研究没有得到完善，但实际应用方面却有了一个相同的认知。通常来说，炸药在开始起爆时，爆炸时产生的气体膨胀对外做功的大小决定了它作用的好坏。煤炭井巷掘进爆破先是周边眼同时爆炸，然后以各炮眼的冲击波由中心向四周的的范围发射出去，应力波和邻近炮眼的冲击波产生叠加的作用，随之产生了切向拉力，这是的炮眼中心连线的中点产生拉应力值达到了最大，当这种拉力值高于岩体的极限抗拉强度时，岩体就会出现一定区域的裂缝，如果爆炸气体达到更大的膨胀之后，裂缝也随之变大，规则的光滑的爆破面就是这样而成的。
2、提高掘进爆破效率的参数选择
2.1炮眼数目的确定。掘进工人往往为节省钻眼时间，实际工作中炮眼布置数目偏少（仅为3～3.8个/m2），造成炮眼利用率低，巷道成形不好。据实践资料全断面按5个/m2布置炮眼，炮眼利用率可达90%左右，且炮眼数目增加，炮眼利用率就提高。因此，综合考虑既节省时间又能提高炮眼利用率，全断面炮眼按4～5个/m2布置较为合理。
2.2周边眼距和最小抵抗线的确定及周边眼位的布置。合理布置炮眼，首先要确定周边眼距（一般应控制在350-400mm范围内）和最小抵抗线（一般应在400～550mm范围内选取）。周边眼应布置在设计轮廓线上，眼底向外偏50～100mm为宜。
2.3掏槽方法的选择。掏槽是井巷全断面爆破能否取得好效果的关键步骤，井巷掘进目前多采用浅进度多循环，巷道断面基本上为中、小断面，岩性以f10最少。考虑施工方便、适用等因素，当fl0时，可采用复式楔形掏槽，即内楔由2～4个眼构成，眼深较小，装药量也较少，它最先起爆掏出小槽，外楔眼随后起爆扩大，并加深掏槽。要求掏槽眼比其它眼深200mm，眼底距控制在200mm左右，垂直空眼比掏槽眼深50mm，掏槽眼与工作面交角以70°为宜，且布置在巷道断面的中下部。
2.4炮眼深度的确定。根据井巷岩层条件、钻眼设备能力和掘进的作业方式，同时考虑掏槽眼、辅助眼。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆周边眼和底眼采用连续装药后有足够的长度（>300mm）充填炮泥，炮眼深度应在1.5～2m为宜。
2.5装药量的确定。掏槽眼必须有足够的装药长度，以保证能较好地破碎炮眼口附近的岩体，否则会出现“挂门帘”现象。但装药切忌超过许可的装药率和集中度，装药多了不但不能提高爆破效果，反而降低爆破效果，这一点必须引起注意。因此，掏槽眼、辅助眼和底眼的装药系数分别以0.6～0.8、0.4～0.6和0.5～0.7为宜；周边眼的装药量与岩性和药卷直径等因素有关，一般以150-300g/m为宜。
3、煤矿井巷岩石爆破技术改进要点
3.1科学地采用1～10段或10段以上毫秒高精度电雷管
随着我国煤矿开采深度的增加以及采煤机械化水平的提高，井筒和巷道的断面不断加大。岩石巷道全断面的炮孔数目由以前的30～50个左右增大至目前的70～90个左右，而井筒的炮孔数目则多达120个以上;并且大多数井巷围岩强度均不高，裂隙、节理发育，常为松软或破碎岩体。因此，一直沿用至今的1～5段毫秒电雷管的使用便暴露出许多不足或缺陷。首先是最大1段齐爆炸药量较以往提高1倍以上或更高(原来1段雷管起爆的炮孔数最多在10～15个之间，现在则多达20～30个以上。这仅是对岩巷而言，对井筒来说这个数还要大1倍左右)，并且由于雷管段数少，使再生自由面不能得到充分利用，爆破夹制作用极大，这都直接导致爆炸地震波、空气冲击波强度与爆破噪音大幅度提高和爆炸能量利用率低下。因此，无论井巷所处围岩岩体状况好坏与否，爆破时围岩均会受到相当程度的破坏和损伤，从而加大超挖和松动圈范围，直接影响到初期支护与永久支护的施工难易程度和成本。其次是当井巷所处围岩岩体状况不好时，为了减小这种现象发生带来的不良后果，井下通常采用分2次爆破的作业方法。这不但费工费时，影响工效，而且第1茬炮常常把第2茬炮的抵抗线破坏，造成许多废孔，并且在第2茬炮爆破后均会有不同程度的欠挖现象产生，尚需用人工或风镐进一步清理。这实在是没有办法的做法。
鉴于此，科技创新势在必行。因为《煤矿安全规程》规定:第1段雷管起爆到最后1段雷管起爆总延期时间最大不得超过130ms，也就是说，必须使用1～5段毫秒延期电雷管。这是针对煤巷(井筒)、煤-岩巷(井筒)和极少数含有瓦斯的岩石井巷工程爆破作业而规定的，而事实是煤矿99%的岩石巷道(井筒)施工时并无瓦斯;因此，在这些岩石井巷工程爆破作业中大胆采用1～10段或10段以上毫秒高精度电雷管是绝对安全的，同时也是目前提高爆破工效和爆炸能量利用率，减少超挖和围岩损伤的一种成本极低且简单易行的方法，并且，这也不违反《煤矿安全规程》规定。
3.2改变破岩机理，变拱形开挖爆破法为线性开挖爆破法
煤矿几10年来井筒或巷道的掘进均采用拱形(包括圆形)开挖的爆破方式。起爆顺序岩巷为掏槽眼—崩落眼—周边眼;井筒为掏槽眼—第1圈眼—第2圈眼—第3圈眼—周边眼，即同段起爆的雷管(炮眼)排列成1个拱形。显然，这种爆破开挖方式为挤压爆破或压缩爆破，是一种不合理的破岩机制，爆破时装药量大、震动强烈，扰动围岩和大量超挖是不可避免的。
若采用线性开挖的爆破方式，便可以改变拱形开挖爆破方式的不合理性。线性开挖爆破方式的合理性在于利用了岩石抗压不抗拉的特性，对岩石实施拉伸应力破坏。在井巷工程爆破作业中，欲实现线性开挖的爆破方式，其实很简单，即先在掘进工作面的中央开1个十字形或T字形的裂缝，然后以此裂缝为新自由面顺序进行岩石的爆破作业，但周边眼或轮廓眼则尽量用同段电雷管同时起爆。对井筒工程而言，开出预裂缝以后，主体岩石是在有3个自由面的情况下被爆破破碎的;对巷道工程来说，拱基线以下岩石是在有3个自由面的情况下被爆破破碎的，拱基线以上岩石是在重力作用的有利条件下被爆破破碎的。显然，这种开挖方式可大大提高爆破效果。需要说明的是:可以采用预裂爆破法提前爆炸贯穿成裂缝，然后再爆破主体岩石，即全断面实施分次爆破作业。
4、结束语
综上所述，针对煤矿井巷岩石爆破技术的改进工作，本文进行了分析和研究，提出了煤矿井巷岩石爆破技术的改进方法和措施，希望可以为今后的煤矿井巷岩石爆破技术应用提供参考。
参考文献：
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[2]左进京,杨仁树,肖成龙,雷尹嘉,赵勇.煤矿井巷中空孔掏槽爆破模型实验研究[J].矿业科学学报,2018,3(04):335-341.
论文作者:于世龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
标签：炮眼论文; 岩石论文; 煤矿论文; 井筒论文; 巷道论文; 断面论文; 雷管论文; 《防护工程》2018年第28期论文;