岩巷掘进爆破参数优化与快速掘进技术

时间：2024-07-28

雷航超

（山西省阳泉市大阳泉煤炭有限责任公司，山西阳泉 045000）

在煤矿建设和生产的过程中，岩巷的掘进在建设和生产的过程中一直都占据着非常重要的地位，岩巷掘进技术水平的高低直接关系到完成一道工序所要用的时间和工序之间的衔接是否能够更加顺畅地进行。但是传统地岩巷道掘进技术多数存在着技术不过关、适应性差和设备更新换代地速度过慢等一系列的缺点，严重地阻碍了岩巷技术这些年的发展。本文主要通过对岩巷掘进爆破参数的优化和快速掘进技术的分析来更好地为大家提供参考性的意见和建议。

1 工程概况

在山西阳煤五矿，岩巷掘进的工程量非常大，因此在优化掘进爆破参数上也有很大的好处。目前国内在煤矿岩巷掘进的过程中，主要还是采用的钻眼爆破的施工工艺和施工方法[1]。一定要让爆破参数的设计直接跟井巷掘进的工程质量结合起来，这样才能够进一步加快巷道掘进的速度，在对整个煤矿巷道进行优化的过程中，尤其要对岩巷掘进的参数进行优化，只有这样才能够最终提高岩巷的掘进速度和质量。

2 巷道的条件

该巷道为矿井中集中的运输大巷，将负担整体矿井的运输任务先对巷道的穿层进行掘进施工，巷道断面为半圆拱型的桥面，整体的施工采用的史锚网喷的支护方式，巷道的宽度为4 500 mm，纯高度为3 600 mm，净断面积为14.32 m2。在整体掘进的过程中尤其需要穿过细砂岩、中砂岩、泥岩和其他类型的岩层，然后再根据整体矿山建设的计划来更好地对巷道进行掘进处理。

3 爆破的参数

3.1 孔网的布置

在对爆破的参数进行设置的过程中，尤其要特别重视对孔网的布置。要注意再掏遭眼的中心设置1个二次的掏槽孔，而且需要在内部装入少量的炸药，这样才能够更好地扩大槽腔本身的体积，从根本上解决炮眼利用率低的问题。在对辅助眼和周边眼进行布置的过程中，尤其需要扩大掏槽的布置。在布置的过程中要以遵循每一炮以最小的抵抗线和近似相等的原则来进行布置。同时在布置的过程中还要兼顾岩石的数量和巷道的轮廓。同时注意在周边采用定向爆破的技术进行加工，整体的间距大约在500～600 mm左右。

3.2 爆破网络

此次设计的过程中，全面起始爆破的时间不会大于130 ms，一般都是采用5段雷管的方式进行正式地起爆，并用炮泥将炮眼完完全全地填满，注意把整体封堵的长度控制在500 mm左右，之后需要根据以上的原则按照如下的原则进行炮眼的布置，整体过程如图1所示。

在对爆破的参数进行优化之后，炸药和雷管的消耗量分别降低了16%和8%，炮眼的利用率分别提高了29%和205%。

4 岩巷掘进爆破参数的优化

4.1 优化炮孔的直径

在对岩巷道的炮孔直径进行优化的过程中，先要让煤矿开采的人员对岩体的结构进行具体地分析，并更好地调查清楚岩体实际地情况，这样才能够选择合理地炮孔直径。因为炮孔直径的扩大有利于药卷直径地改善，从而能够提高爆炸的安全性和稳定性，从而更好地保证爆破的速度。但是如果炮孔直径过大的话难免会因此出现炮孔分布不均匀的情况，这样就会使得钻孔的速度降低，最终影响开采的速度。只有在爆破的过程中合理地减小炮孔的直径，才能够在最终提高爆破的力度[2]。在钻眼的过程中，炮孔内部可能会因为碎渣的遗留而影响炮孔内部的装药量，最终使得岩巷掘进工作不能够顺利地得以进行。根据以往研究的经验，只要把钻头的直径减小1.0 mm，那么平均的转速就会提高5%左右。

图1 巷道炮眼的位置（mm）

4.2 优化炮泥填塞的长度

在对岩巷掘进爆破参数进行优化的过程中，尤其要注意对炮泥填塞长度的计算，计算炮泥在炮孔中运作的时间显得尤为重要。这样相关的施工人员才能够在运作的过程中提供更加准确的钻眼长度，也能够更好地提高炮泥填塞的准确性，并在最终使得爆破的质量得以保证。在整体优化的过程中，一定要合理地对炮泥的长度进行优化，才能够更好地把握气体爆破的契机，从而真正使得想要爆破的岩体在炸药的作用下更加充分地被破碎，使得最终爆破的结果能够变得理想。

在进行煤矿岩巷掘进的过程中，尤其要注意选择用适当的公式找出相关的临界点，然后在堵塞物冲出炮的一瞬间做好相关的措施，预防整个岩体发生剧烈的破碎反应。精确的计算在优化的过程中也显得非常重要。在进行计算的过程中，尤其要注意考虑到岩体中瑞利波和纵波地速度，同时也要特别注意最小抵抗线地作用。先确定岩石破碎成块所需要地时间，然后再在确定堵塞物运行所需要地时间的基础上找出炮泥填塞地长度。

5 影响快速掘进技术的因素

5.1 土质构造

在整体掘进地过程中，煤岩地坚硬程度、矿区地构造、顶部和底部板块的稳定性等都会影响刀掘进技术的发挥。而这些因素大多都和地质构造有着非常大的关系。如果顶部的板块比较稳定而坚固，而且在采掘的过程中，顶部的间距业比较大的话，那么整体支护的过程中就会有很好的基础，从而提高掘进的效率。

5.2 施工工艺

在整体煤矿施工的过程中，落伍的设备也会影响掘进技术的发展，导致很多新型的支护工艺没有得到充分的利用。现阶段很多国内的大型煤矿公司仔施工的过程中虽然棚户的强度和断面都比较大，非常有利于通风、装配和运输，但是整体断面的施工实施起来难度本身又不低，因此在施工的过程中就显得非常困难，总体而言就会影响到岩巷掘进的速度。

6 加快掘进技术的措施

1）提高机器配置和质量。从整个装运循环过程来看，装岩运输的时间已经超过了整体运输时间的一半以上。因此广大施工单位必须通过使用新型的挖斗装岩机器来更好地提升掘进技术。此外，也可以通过改变机器设备的配置数量和提高机器运作的效率来从根本上保证装岩地区随时都能够有空车，这样即使掘进的工程到了后期，也是可以顺利展开的。尤其需要在合理确定调车场位置的基础上，确保整体运输的工作能够连续多次的进行，从而使得整体施工的质量能够更上一个档次[3]。在真正工作的过程中，也需要真正研究出一条合适的路线，这样才能够保证整体的运输工作能够在规定的路线上顺利地完成，并得以最大限度的缩小运输循环的周期。

2）注意爆破工程中的安全。在施工的过程中，相关的单位尤其要注意整体爆破工程中的安全性。在整体爆破过程中尤其需要合理地配置爆炸药物的量，而且需要在爆破的过程中采用安全防范的措施，只有这样才能够将爆破事故的发生率降到最低。在对雷管进行采购和使用的过程中，相关的人员要尽可能地注意控制雷管的质量和雷管使用地时间，并在设置雷管地过程中全方位地兼顾到炮眼地位置、钻头地直径和倾斜角等参数，这样才能够从根本上提高爆破地质量。在对雷管进行安装的过程中，相关人员一定要严格按照施工地图纸进行安装，确保每个雷管地位置都精确到位。在起爆地过程中，一定要严格按照相关地顺序进行起爆工作。