關于光面爆破提高眼痕率的探討
關于光面爆破提高眼痕率的探討
興隆莊煤礦掘進一隊 唐瑞成
摘要：本文根據(jù)煤礦井下巖石的性質(zhì)來確定周邊眼眼距、裝藥結(jié)構、裝藥系數(shù)來提高光面爆破中眼痕率的目的。
關鍵詞：光面爆破 裝藥結(jié)構 眼痕率
一、 概述：由于機械化、現(xiàn)代化在礦井生產(chǎn)中的廣泛應用，開采強度隨之增大，相應的來說對巷道的需求量也越來越多，我們在開拓巷道時，如果注意提高光面爆破質(zhì)量，對于減少出矸量，縮短一個循環(huán)作業(yè)內(nèi)的時間，提高生產(chǎn)效率，是有顯著成效的。
二、 光面爆破：
1、 光面爆破是一種合理利用炸藥能量的控制爆破技術。工作面爆破后，巷道斷面的形狀、尺寸基本上符合設計斷面的輪廓要求，周邊巖壁平整，成型規(guī)整圍巖保持穩(wěn)定，不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生炮震裂隙。
2、 煤炭工業(yè)部在《光爆錨噴試行規(guī)程》中規(guī)定了三項指標：（1）眼痕率不少于50%，眼痕率是指周邊眼留有半個眼痕的長度（或總個數(shù)），與周邊眼的 總長度（或總個數(shù)）的百分比。對于整體較好的巖石，眼痕率不少于50%較容易達到，對于整體圍巖較差的軟巖就不容易達到。（2）超挖量尺寸不大于150mm,欠挖尺寸不得小于設計掘進斷面尺寸。（3）兩茬炮的銜接尺寸3m時不大于150mm, 5 m時不大于200mm.
3、 光面爆破的優(yōu)點：（1）由于光面爆破成型比較規(guī)整，消除了圍巖突出出的應力集中，最大限度的保持了圍巖的自身承載能力，為錨噴支護提供了基礎。（2）由于光爆大大減少了掘進超挖量，（一般普通爆破超挖量為20%——30%，而光爆的超挖量只有4%——6%），因此可減少材料消耗，從而降低了成本，加快了掘進速度.(3)光爆可有效減少巖面的危巖，使井巷圍巖較為穩(wěn)定，有利于施工和安全，同時也減少了井巷的失修率。（4）光爆消除了圍巖的凸凹不平，從而減少了通風阻力和瓦斯積聚，有利于安全生產(chǎn)和通風工作。
三、 炮眼布置：掘進工作面的炮眼布置一般可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼。
1、 掏槽眼的作用是增加自由面，掏槽后工作面出現(xiàn)兩個自由面，就可以使其他炮眼能夠充分地發(fā)揮爆破效果。因此，掏槽眼是爆破好壞的關鍵。選擇適當?shù)奶筒鄯绞胶吞筒畚恢?，掏槽位置直接影響到巖石的拋擲距離和破碎程度，也會影響到炮眼數(shù)目和單項進尺水平。通常布置在斷面中央偏下，一般鍥型掏槽眼面積占10%——20%，而直眼掏槽只占5%——10%，掏槽眼比其他炮眼要深10%——20%，裝藥系數(shù)也比其他眼大。
2、 輔助眼的作用是進一步擴大自由面，保證周邊眼有較好的爆破效果，同時，也是爆破巖體的主要炮眼。輔助眼以槽洞為中心層層布置，當采用毫秒爆破時，可適當增大鄰近系數(shù)和炮眼間距，布置輔助眼時，需根據(jù)斷面形狀和大小調(diào)整最小抵抗線和鄰近系數(shù)，為避免產(chǎn)生大塊巖石，鄰近系數(shù)不宜小于0.8，若鄰近系數(shù)較大，則應將各炮眼交錯布置。巖石的破碎質(zhì)量主要取決于炮眼底部的破碎條件，因此，輔助眼的最小抵抗線指眼底最小距離。
3、 周邊眼原則上是位于巷道斷面的輪廓線上，它的作用是起修邊作用，布置巷道的輪廓和使巷道斷面達到設計要求。一般硬巖布置在輪廓線以外，與輪廓線外切，軟巖布置在輪廓線以內(nèi)，與輪廓線內(nèi)接。經(jīng)過多次試驗和比較，炮眼的間距和炮眼的直徑成正比，與巖石的抗拉強度成反比。
四、 裝藥結(jié)構：裝藥量的多少直接影響到光面爆破的質(zhì)量，實際施工設計時，則根據(jù)地質(zhì)條件的不同和各類炮眼深度及炮眼分布密集系數(shù)分別裝藥，計算其和，對比上一次爆破效果，求炸藥單耗，與相關的定額比較，才能接近為合理。合理確定爆破參數(shù)是獲得良好爆破效果、加快掘進速度的可靠保證。除掏槽方式和掏槽參數(shù)、光面爆破參數(shù)外，掘進爆破主要的爆破參數(shù)還有：單位炸藥消耗量（炸藥單耗）、炮眼直徑、藥卷直徑、炮眼深度、炮眼數(shù)目、炮眼間距、裝藥密集系數(shù)等。合理選擇這些爆破參數(shù)時，不僅要考慮掘進的條件（巖石條件和巷道斷面條件）、爆破材料，還要考慮到這些參數(shù)之間的相互關系及其對爆破效果的影響。
合理選擇裝藥結(jié)構目的是使藥卷能夠均勻分布在炮眼中，并緩沖炸藥對圍巖的破壞作用。裝藥結(jié)構一般分為三種：
1、 細藥卷不耦合裝藥：我們在實踐中，其不耦合系數(shù)一般1、31—1、68.其不耦合系數(shù)越大，周邊眼留下的眼痕越多，光爆效果越好。
2、 眼底集中空氣主裝藥：這種裝藥是將藥卷裝入眼底，再裝上水炮泥，眼內(nèi)全長留有空氣柱，只在眼口用炮泥進行封堵（長度不少于300mm）。經(jīng)過實踐，這種方法操作簡單，效果可靠，目前淺孔爆破普遍采用。
3、 分節(jié)空氣柱裝藥：即在眼底和炮眼中間分兩節(jié)或三節(jié)進行裝藥，需用竹片固定炮頭，中間用導爆索引爆，這種結(jié)構具有爆生氣體作用均勻，光爆效果好，但是裝藥結(jié)構復雜，一般中深孔光爆采用。淺孔爆破很少采用。
五、實現(xiàn)光面爆破增加眼痕率的技術要求：
1、 周邊眼要密打眼，周邊眼眼距為300~450mm。軟巖取小值，硬巖取大值。
2、 重視二圈眼。二圈眼的距離也要適當加密，約550~650mm，二圈眼抵抗線取周邊眼距的1~1.25倍。軟巖取小值，硬巖取大值。
3、 鉆眼操作規(guī)范。準確看線，定好位；預量釬長，長釬打眼；三定（定人、定機、定位）、三點一線（釬頭、機頭與腿三點成一直線）打眼法；達到準、平、直、齊。
4、 小藥卷，少裝藥。周邊眼裝直徑25 mm的小藥卷，無瓦斯工作面采用不耦合反向空氣柱連續(xù)裝藥結(jié)構，有瓦斯工作面用不耦合正向空氣柱連續(xù)裝藥結(jié)構。裝藥量為100~150g／m。軟巖取小值，硬巖取大值。
5、 周邊眼最好采用瞬間發(fā)電雷管或一段毫秒電雷管，同時起爆。
6、 預留光面層，分兩次起爆。二圈眼以內(nèi)的全部炮眼先裝藥，第一次起爆，然后根據(jù)周邊眼的抵抗線和巖質(zhì)不同對周邊眼進行裝藥，第二次起爆，崩下預留光面層。
六、結(jié)束語：興隆莊礦煤礦掘進一隊大膽解放思想，創(chuàng)新施工工藝，優(yōu)化生產(chǎn)組織，經(jīng)過反復試驗，在十采一橫軌西中間聯(lián)巷巖巷掘進中采用了CMJ2-17型液壓鉆車配ZCY100R側(cè)卸式裝巖機，結(jié)合中深孔爆破和周邊眼采用眼底集中空氣主裝藥技術施工，實現(xiàn)了安全高效快速掘進的同時，也同時實現(xiàn)了光面爆破。在十采一橫軌西中間聯(lián)巷巖巷掘進中，爆破后斷面成形規(guī)整，提高了井巷輪廓質(zhì)量，減少了“敲幫問頂”工作的時間，降低了通風阻力，且不易產(chǎn)生局部瓦斯積聚；極大程度的減少了超挖量，從而減輕了裝運排碴量，加快掘進速度。
