摘要：柏林煤矿在前几年煤炭市场低迷的环境下，进行了减少提效体质改革，在减少提效过程中，由于管理问题，导致掘进队伍流失严重，导致目前柏林煤矿采掘接替严重失调，为保证柏林煤矿采掘接替有序进行，急需一种高效的快速掘进技术弥补目前柏林煤矿采掘严重失调的现象。
关键词：高效；聚能爆破
引言：柏林煤矿现阶段掘进技术落后，采用传统的炮掘技术进行掘进作业，作业效率低，在前几年煤炭市场低迷的环境下，进行了减少提效体质改革，在减少提效过程中，由于管理问题，导致掘进队伍流失严重，导致目前柏林煤矿采掘接替严重失调，为保证柏林煤矿采掘接替有序进行，急需一种高效的快速掘进技术弥补目前柏林煤矿采掘严重失调的现象，而高效聚能爆破快速掘进综合技术在柏林煤矿取得成功，并有效的解决了柏林煤矿采掘严重失调的现象，提高了掘进效率。
1 技术思路
为有效提高薄煤层半煤岩巷钻爆掘进效能和速度，提出综合快速掘进技术，主要包括如下：
（1）通过小直径D型双向聚能爆破实现周边眼光面爆破，增大间距，提高半眼率，减少超挖欠挖现象。
（2）通过微斜眼高效聚能掏槽技术实现小断面深孔高效掏槽。
（3）通过采用高猛度煤矿三级许用水胶炸药替代猛度小的三级煤矿许用乳化炸药，较大幅度提高爆破进尺。
（4）通过采用大直径、高预紧力、高刚度、高强度为特征的高性能支护系统替代小直径、低预紧力、低强度的低性能支护系统，主动支护围岩，发挥围岩自承能力，降低支护密度，提高支护速度。
（5）建立骑带式输送机中继转运系统，即通过实施耙斗机带式输送机一体化、水平矸石仓快速排矸、矸石物料并行运输等技术，形成16°以下倾角“钻机+耙斗机+带式输送机+水平矸石仓排矸+粑斗装岩机+矿车”国产装备机械化快速施工作业线，实现长距离半煤岩巷的快速掘进。
（6）采取“四六”工作制度，小班双循环掘进，全断面一次爆破的掘进方法施工，循环进度 2.2～2.5 m，小班进尺 4.4～5.0 m，圆班进尺17.6～20.0m。
2 小断面微斜眼高效掏槽技术
在岩石巷道爆破施工中，掏槽眼爆破条件最差，因为它是在只有一个自由面的情况下起爆的。掏槽眼爆破是以爆破漏斗的形式形成的自由面，为了给其它炮眼的爆破创造更为有利的条件，掏槽眼爆破效果的好坏在很大程度上决定着其它炮眼的爆破效果。一般对掏槽眼爆破有两条基本要求：（1）炮眼利用率高，留下的残眼少；（2）爆破下来的岩石尽可能抛离槽腔，为其它炮眼爆破提供足够的自由面和补偿空间。本项目主要针对小断面半煤岩巷的巷道断面特征、围岩结构特征，采用合理、高效的掏槽技术，包括微斜眼掏槽技术、聚能碎石掏槽技术等。
2.1 常规微斜眼高效聚能掏槽技术
由于薄煤层半煤岩巷通常为小断面岩巷，断面小难以实施较深的斜眼掏槽制约了斜眼掏槽的应用；若采用直眼掏槽，由于直眼掏槽在炮眼较浅和破碎岩石时掏槽效果较好，但若实施深腔槽掏槽爆破时，则出现炮眼数量多、槽腔小、炸药消耗量大等制约深孔爆破的因素，制约爆破单循环进尺，因此需要探索一种小断面高效掏槽技术，为此提出微斜眼掏槽技术。
2.2微斜眼掏槽技术原理
课题组提出的微斜眼强力掏槽爆破技术是一种主掏槽孔为微倾斜（与工作面的夹角为75～85°，近似为直眼），中心孔为直眼，采用先主掏槽孔后中心孔分层分次延时起爆的掏槽技术。该技术在主掏槽孔1-6起爆时，充分利用中心次掏槽孔7-8上部未装药的空孔效应，增强了第一次爆破效果，可提高炮孔利用率；与直眼掏槽相比，减少掏槽眼数量，扩大槽腔体积，为后续炮孔爆破提供更大的自由面和补偿空间；孔底间距较大，不会出爆破压死现象；掏槽眼微倾斜，充分利用了工作面提供的自由面，增强了爆破效果，同时其倾角比楔形掏槽的小，全断面巷道爆破时的岩石抛掷距离小，爆堆集中不易崩坏巷道里的设备和支架等。
（a）掏槽炮眼平面布置图 （b）掏槽剖面图 （c）1-6号孔爆后图 （d）7-8号孔爆后图
2.3多向聚能辐射碎石微斜眼掏槽技术
微斜眼定向聚能切缝掏槽技术，微斜眼掏槽布置中的每个孔均采用定向切缝聚能管，在PVC管上设计出多缝线射流聚能药卷，其原理是在 PVC 套管上管壁环向映射均匀分布六个聚能穴，爆炸时炸药能量沿聚能穴方向产生汇聚，形成高速射流，在聚能槽周围孔壁集中受力，最易形成裂纹，尔后在爆生气体作用下快速扩展，切割岩石形成碎块。
3 周边眼高效聚能切缝光面爆破技术
为减小周边眼超挖、欠挖，增大炮眼间距，减小周边眼炮眼数量，提高周边眼爆破效率，提出高效聚能切缝水压光面爆破技术。
3.1聚能水压光面爆破技术原理
采用聚能管装置替代常规光面爆破的药卷对周边眼进行光面爆破。周边眼的眼底和眼口放置水袋，再用常规炮泥封孔。炸药在聚能管内起爆后，聚能管对爆炸产物爆轰波进行引导，使冲击波由常规光面爆破时向四周作径向传播引导为沿聚能管法线方向飞散，也就是沿巷道轮廓线方向飞出，两个对称的聚能槽边，从槽的顶部开始，沿垂直聚能槽边，汇聚一条直线，炸药爆速翻倍，由3200米变成6000米以上，在岩石表面形成上万兆帕的压力，远大于岩石200兆帕的动载压力，两炮眼之间，爆破应力叠加，形成裂缝，射流在岩石上切割1.5cm的切口，爆破气体膨胀，形成“气刃”效应，使岩石缝隙贯通，将岩体抛出。
聚能水压光面爆破形成的超高压力、应力叠加效应及爆破气体膨胀形成的“气刃”效应，这三种因素共同作用的结果，大大提高了岩石爆破效果，降低爆破烟尘、毒气，环保节能。
3.2小直径D型聚能管
聚能管是用一种抗静电阻燃的PVC材料管，截面成“D”型，故称D型聚能管，其长轴30mm，短轴24mm，聚能管槽内角距离18mm，聚能管外角度60°，外径30mm，最大线装药密度450g/m。
3.3小直径D型聚能管装置及组装技术
聚能管装置由四部分组成：聚能管、炸药、加强药、孔底连接件。聚能管装置中的加强药就是我们井下爆破所俗称的“炮头”。对聚能管注药是组裝聚能管装置主要工艺。注药时，需要使用风包和胶枪两种设备。
参考文献：
[1]爆破工程
作者简介：刘汉忠，四川达竹煤电（集团）有限责任公司柏林煤矿，工程师，四川省达州市大竹县柏林镇柏林煤矿技术科，邮编635117
论文作者:刘汉忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/6
标签：炮眼论文; 高效论文; 技术论文; 斜眼论文; 煤矿论文; 断面论文; 岩石论文; 《基层建设》2019年第23期论文;