硬巖巷道掘進中深孔裝藥爆破技術研究與應用

任偉

摘要：硬巖巷道掘進過程中采用普通裝藥結構火工品消耗量高，同時對圍巖振動破壞較大，導致巷道成型質量差。通過對炮眼布置方式、裝藥結構的優化，提升單進水平，降低火工品消耗量，提高巷道成型質量。

關鍵詞：巷道掘進；復合裝藥結構；光面爆破

目前，井巷掘進施工工藝主要有綜合機械化和鉆眼爆破法兩種，綜合機械化施工法主要還是以軟巖、煤巷為主，巖石硬度（f>6）采用鉆眼爆破法進行施工更為經濟合理。因此硬巖掘進施工我們還是應該首先從鉆爆法入手切實解決單進低、火工品消耗高的問題。代池壩煤礦經過不斷的研究和試驗，提出了一套綜合鉆眼、裝藥技術，最終不僅達到了提高單進的目的，而且火工品消耗也大大降低，同時巷道成型質量也得到了明顯的提升。

1工程概況

代池壩煤礦303采區軌道上山巖層為單斜層狀構造，傾向南，產狀189°∠41°，303采區軌道上山巖層位為三疊系上統須家河組第四段中（T3xj4），該層厚41m左右。巖性為淺灰色巨厚層粗粒石英砂巖，斜層理發育，局部地段“x”型構造裂隙極發育。巖石硬度系數一般為f=6～8，局部巖石硬度f=10。該巷以25°坡度向上掘進，巷道斷面為半圓拱形，巷道斷面積為7.6m²，巷道全寬2.8米，高3.0米，采用錨噴支護，采用鉆眼爆破法施工。

2施工方式

2.1鉆眼、爆破方式

該巷采用中深孔鉆眼爆破，楔形掏槽，串聯連接腳線，全斷面一次起爆。

眼深1.8-2.0米，其中周邊眼及輔助眼1.8米，掏槽眼2.0m。

2.2鉆眼工具

鉆眼機具：YT29型鑿巖機；材料：直徑32mm鉆頭、長2.0m六角菱形鉆桿。

2.3火工品規格

擊32mm×200mm三級煤礦許用乳化炸藥；毫秒延期電雷管。

2.4炮眼布置方式

巷道共布置炮眼45個，周邊眼眼距400mm，輔助眼眼距500mm，輔助眼與周邊眼眼距350mm。

2.5裝填藥方式

掏槽眼采用傳統的正向裝藥方式，周邊眼及輔助眼采用復合裝藥方式進行裝填裝藥、水炮泥、黃泥等。

2.6爆破參數

2.6.1鉆眼爆破說明書：

2.6.2預期爆破效果表

3爆破工藝分析：

3.1傳統爆破工藝：共布置炮眼40個，周邊眼延深1.2米，掏槽眼眼深1.5米，爆破深度1.0米左右，循環裝藥量24.8kg，雷管消耗量40發，每米裝藥消耗量24.8kg，炮眼利用率83%，平均月進度78米。

優點：1.裝藥結構簡單；2.炮眼孔深淺，利用炮眼角度的控制。

缺點：1.單進水平低；2.材料消耗量相對較大；3.裝藥量多，對圍巖破壞較大。

3.2中深孔復合裝藥爆破工藝：共布置炮眼45個，周邊眼延深1.8米，掏槽眼眼深2.0米，爆破深度1.5米左右，循環裝藥量17.4kg，雷管消耗量45發，每米裝藥消耗量11.6kg，炮眼利用率83%，平均月進度117米。

優點：1.炮眼利用率高，單進水平高；2.材料消耗相對較低；3.炸藥用量較少，對圍巖破壞較小，有利用巷道成形控制，提高圍巖穩定性，有利于巷道支護效果。

缺點：1.炮眼布置的角度、距離要求較高，精確掌握有一定的難度；2.裝藥結構相對較復雜；3.對巖性的掌握要求準確，對炮眼的布置和裝藥量的控制要求較高。

4應用效果、效益比較

經過不斷的試驗和總結、分析、改進，使中深孔正向光面爆破工藝逐步完善，取得良好效果。

效果比較：炸藥消耗量由3.26kg/m³下降到1.53kg/m³，每米炸藥消耗量由24.8kg降至11.6kg，減少13.2kg，炮眼數每循環增加5個，同時每循環單進提高0.5米，平均月進度由78米提高到117米，每月多掘進尺39米，月進度提高50%，周邊眼痕率達到了60%-80%。

效益比較：采用中深孔光面爆破技術后每米火工品消耗由373.2元降至232.4元，每米減少火工品消耗140.8元。

5結語

通過中深孔復合裝藥爆破技術研究和實踐的結果，可以確定這種爆破施工方式可以大大降低對圍巖的破壞，提升巷道成型質量，同時提高了單進水平，降低了火工品消耗成本，具有可操作性，更為經濟合理，有較好的推廣應用價值。