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摘 要 在传统的坚硬岩石施工过程中，由于工程复杂，钻研效率低、作业时间长，严重影响施工进度与施工质量。本文结合笔者多年工作经验，对中深孔爆破在硬岩施工中的应用进行具体分析与阐述。
【关键词】 中深孔爆破；硬岩；施工；应用
中图分类号TU1 文献标识码A 文章编号 1 14- 108（2012）58-0142-02
在传统普通气腿凿岩机的巷道施工过程中，浅孔爆破是最常用的掘进爆破作业方法，一般爆破效率与质量较高，炮孔深度约为1. m~1.8m，循环进尺则有1.4m~1. m，即使爆破效率较差的情况下，也约有1.0m左右。在浅孔爆破的循环转换施工工艺中，涉及到的重复环节较多，雅形中浪费了更多辅助作业的时间，例如清理工作面、放炮通风、排矸、各道工序的准备等，消耗较多的材料，工作效率有限，增加了工人的劳动强度，再加上较高的成本，与现代化煤矿建设的发展速度严重不符。
近年来，中深孔爆破技术在硬岩巷道的掘进工作中开始应用，可有效缩短辅助作业的实践，提高单循环状态的进尺，已被公认为当前提高掘进速度的有效技术方式之一，也是未来硬岩巷道施工的发展方向，已具备一些研究资料与实例验证。但是在具体应用中，需要什么样的设备与生产技术条件，如何提升爆破效率与爆破效果，确保成形质量，也是施工过程中必须思考的问题。
1 合理确定爆破参数
1.1 炮眼的深度选择
通过选择适当的炮眼深度，可以确保在钻研过程中，提高钻进速度。在硬岩巷道的掘进施工过程中，如果利用传统式气腿凿岩机，在同等岩石条件与施工条件下，每增加1m的炮眼深度，就会随之降低钻眼速度约为4%~10%，也就是说，炮眼深度与钻眼速度成反比。尤其当钻眼深度超过了2.5m~3.0m，由于提高了钎子质量，因此克服钎子弹性变形的冲击力也随之增加，提高排粉难度。因此，在应用普通的气腿凿岩机工作时，应该将炮眼深度控制在2.5m~2.8m范围内，且眼深在2.5m之内，否则将极大影响钻眼速度。
科学的炮眼深度设计应该和循环作业方式相一致，既可确保完整循环，又可实现正规作业。这样，每班明确各自目标与责任，更加方便管理，同时配合完成锚喷支护工作，可尽量控制炮眼深度，提高掘进效率。另外，通过中深孔爆破方式，应采取小班循环作业，根据巷道的实际施工条件和岩石情况，一般炮眼深度控制在2.2m左右。
1.2 炮眼与药卷直径
通过提高药卷的直径，可以提高爆轰压力、爆炸速度，提高爆轰与殉爆的稳定性，增强爆炸应力的波峰值、作用时间、冲击量等，同时增强岩石的破坏程度。因此，以当前煤矿采取水胶炸药的形式来看，使用的药卷直径越大，那么炸药的爆炸能力也越强，但是也要考虑到，炮眼直径的增加，将对炮眼钻进速度产生影响。但是在坚固性系数并不大的岩石中，钻眼速度的下降不明显，因此可采取增加炮眼直径的方式，提高整体效果。根据不同的炮眼种类与作用，在炮眼直径与药卷直径的选择中，数值有所不同。
1.3 掏槽爆破应用
在传统的浅孔爆破中，选择掏槽形式多为垂直楔形，可充分利用唯一自由面的工作面，减少炮孔与炸药的消耗量，以此获得更多掏槽面积与体积空间。
但是在硬岩巷道中采取中深孔爆破方式，如果巷道的断面较小，那么如果继续采取斜孔楔形掏槽，就会受到巷道的断面宽度影响，因此大多选择直孔掏槽方式；如果巷道断面比较大，那么还是可以采用楔形掏槽。结合施工环境、实际条件等，合理设计楔形斜孔掏槽，控制掏槽的垂直深度。为了减少在深孔底部的岩石夹指影响，提高操腔中的岩石运动与破碎效率，应该在槽腔的中心位置布置直孔，每两个槽孔之间的距离为14.0m，孔底之间的距离则为2.0m~3.0m。
1.4 光面爆破
将硬岩巷道施工中的周边眼布置在掘进的轮廓线中，将钻眼向外倾斜，眼底约为轮廓线以外5.0m~10.0cm的位置，各炮眼的深度一致、相互平行。另外，还应对周边的眼间距进行控制，减少最小抵抗线和装药量，一般将顶眼的距离设计为3.0m~4.0m，帮眼的距离为4m，周边眼的最小抵抗线是4.0m~5.0m，实际炮眼密度系数则约0.1~0.8。
1.5 装药结构
在岩石巷道的周边眼位置，采取水垫层的装药结构。这样，既可降低爆炸的冲击力，减少孔壁的围岩破坏，又可提高爆破的均匀性，控制超挖或者欠挖情况，以此降低爆破的效应，同时可提高炮眼中瓦斯聚集的安全性，确保爆破作业的顺利完成。在装药过程中，应先将起爆药卷放置在眼底位置，然后连续完成设计药量的注入工作，加入5~ 个水泥炮。另外，在装药之前，应该清理炮孔中的泥水和岩渣，确保装药的连续性，可直接到达孔底，利用炮泥将孔口封实，封堵的炮泥长度约为5.0m~ .0m。
1. 其他爆破参数
结合巷道断面岩层的实际情况，在周边眼间或者掏槽眼位置布置合理的崩落眼，且与掏槽眼相近的辅助眼和掏槽眼的间距为2.5m~3.0m，其他的崩落眼间距以及排距则为5.0m~ .0m，控制炮眼密集系数0.8左右。底眼的开眼位置应该高出巷道底板的1.0m~2.0m，适当设置下扎，将眼底落在巷道底板之外的1.5m~2.0m位置。
2 爆破效果分析
在施工的精心准备、设计、组织下，利用中深孔爆破方式，可极大提高掘进速度及成巷质量。可提高炮孔利用率高达90%，成形质量较好，且可将超挖量控制在一定范围内，不会出现欠挖状态。据相关数据显示，这种方法的周边孔痕率仅为40%~10%，可充分破坏工作面的岩石，爆破的速度、块度较为均匀，爆堆相对集中，便于管理。而且抛掷到耙矸机后面的矸石量非常少，减少了清理矸石和航道的时间，降低工作强度，更方便装岩机的装岩工作，确保巷道掘进设备不会受到落实的破坏，通过及时调车，提高装岩机的工作时间与工作效率，降低成本、增强质量，实现经济效益与社会效益。
3 几点施工体会
在应用中深孔爆破施工过程中，主要获得以下几点体会：
1）通过掏槽，可有效提高爆破效率，高度重视眼位的布置，提高打眼和装药效率。在选择掏槽眼时，以直眼掏槽为主，布置在巷道断面的中下部位置，掏槽面积应为巷道断面整体的5%~10%；2）合理利用炸药能量，提高炸药工作效率，挖掘能量潜力。通过高效、合理的装药结构，可充分起爆所有装药，提高能量效率，确保质量；3）由于坚硬岩石的特殊性，方便顶板管理，适合采取中深孔爆破方式，使组织设计、施工生产更趋合理化，提高循环进尺深度，具有明显的经济效益。
参考文献
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[2]王春毅，程建勇.露天中深孔爆破处理地下采空区的实践[J].采矿技术，2008(3).
[3]夏红兵，徐颖，宗琦，傅菊根.深部大断面硬岩巷道掘进中深孔爆破参数研究[J].金属矿山，2008(1).
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[5]宗琦，刘菁华.煤矿岩石巷道中深孔爆破掏槽技术应用研究[J].爆破，2010(4).
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发表于 2020-6-11 21:41:19
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发表于 2020-6-11 21:42:14
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