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【摘要】中深孔爆破技术因可有效缩短辅助作业时间、延长单循环进尺而广泛应用于岩巷掘进当中，并取得了良好的作业效果。但中深孔爆破技术的关键在于其参数的确定及其施工条件。文章首先分析了中深孔爆破的技术问题，接着就其微差延迟间隔时间及光面爆破推荐了适当的参数，最后以一工程实例来说明中深孔爆破技术在岩巷掘进中的作业效果。
【关键词】中深孔爆破技术 岩巷掘进 实践应用
引言
因对岩巷进行掘进工作时，其工作面较小，作用于岩石上的夹制力较强，很多施工单位难以了解施工的关键技术及正确的参数，从而导致中深孔爆破技术难以实施，现很多施工单位对于岩巷进行掘进工作时仍采取浅眼多循环掘进爆破技术[1]，导致掘进效率较低、施工时间延长，不仅不利于施工人员的快速工作，而且也影响了企业的形象及经济效益。
1.中深孔爆破的技术问题
中深孔爆破的技术问题主要包括掏槽形式、直眼掏槽的炮眼布置参数以及掏槽的药量[2]。
若为浅眼爆破，施工单位多采取楔形方式实施掏槽；若为中深孔爆破，因巷道断面宽度的原因难以实施楔形掏槽，通常采取直眼方式实施掏槽。直眼掏槽有多种形式，但不同形式在具体实施时都需要采取以下做法，即利用空眼给首爆装药眼作出辅助自由面，同时在对岩石进行破碎时给予相应的补偿空间，所以，利用直眼方式进行掏槽都需要事先预留适当数量的平行空眼。同时还要注意坚持以下原则：第一，掏槽形式尽量简单，雷管段数要适宜，以免难以一次性实现巷道的全断面的爆破；第二，槽腔具有较大表面积，炮眼利用率尽量提高；第三，首爆装药炮眼应利用较多空眼。直眼掏槽形式不但有普通的角柱形，而且随着科学技术的不断发展，现用于岩巷掘进施工中的中深孔爆破技术还有分段直眼掏槽，即装药槽眼被分成上、下两段，且上、下两段装药间是利用具有一定长度的炮泥进行隔离的。上段装药爆破后装药槽眼就形成了一个漏斗状的槽腔，从而给予了下段装药槽眼一个全新的自由面，同时上段装药爆破残留于岩石中的应力及其所产生的爆生裂隙又可使下段装药爆破的效果得以加强。除此之外，装药分段所产生的微差起爆，也使得炸药的爆炸能量与岩石破碎的相互匹配关系得以改善，用于对岩石进行破裂破碎的能量更多，而用于将碎块进行抛掷的能量则更少。
针对中深孔的直眼掏槽的炮眼布置参数，就目前而言，还没有一套非常适合的确定方法。然而掏槽爆破的主要方式就是利用炸药进行爆破而产生的破裂作用来破坏槽腔内的岩石。所以，就这方面来说，掏槽眼应安排在破裂区的范围内。
依照掏槽爆破的需求，装药爆破应可将槽腔内岩石进行破碎并将其抛出，为此，掏槽所需药量应大于其他炮眼。据经验，直眼掏槽药量可利用以下公式进行计算： ，其中Q表示单个槽眼的装药量，单位为kg；q表示炸药的单耗，单位为kg/m3，取q=26-32 kg/m3，若是软岩则取小值，若是硬岩则取大值； 表示炮眼的长度，单位为m； 表示炸药的密度，单位为g/cm3；m表示装药槽眼的数量，单位为个。
2.微差延迟间隔时间
现用于岩巷掘进进行爆破的雷管所需的延迟间隔时间为25ms。据分析及实践表明，岩巷掘进很难进行破坏，特别是采取中深孔方式进行爆破时其存在很大困难。延迟间隔时间过短会导致岩石破碎后移动困难，新自由面难以完全形成，从而对爆破效果产生影响。据微差爆破自由面原理以及大量模拟试验发现，以中深孔方式对岩巷掘进进行爆破的最佳延迟间隔时间为45-75ms。若岩巷施工当中存在瓦斯，还需注意其总延迟间隔时间保持在130ms以内。
3.光面爆破
光面爆破的最佳效果是具有规整的巷道，同时尽量减少对周边岩石的破坏。岩巷掘进多采取光面爆破方式，同时根据岩石的具体性质及巷道断面轮廓以确定合理的光爆参数。
首先是炮眼的间距，炮眼间距的设置应保证在进行爆破后相邻炮眼之间可形成相互贯通的裂隙。根据爆炸应力波及爆生气体在裂缝形成时的作用，炮跟间距可利用以下公式进行计算： ，E表示周边炮眼的间距； 表示爆生气体充满炮眼时的准静压力。据经验，一般炮眼的间距为300-350mm。
其次是炮眼密集系数，据经验，实施光面爆破炮眼的密集系数通常取0.8-1.0。通过进行双孔双自由面爆破试验，在综合考虑炮眼断裂面的平整度、爆破漏斗的体积以及炮眼的利用率等，实施光面爆破炮眼的密集系数可适当加大，但最大不能超过1.2。
再次是装药结构，光面爆破的最佳装药结构是保持径向空气间隙及轴向空气垫层均不耦合。据分析，在对装药结构参数进行确定时，应注意以下两方面：第一，围岩未出现过度压缩性破坏；第二，炮眼连心线处孔壁开裂[3]。对于周边眼则取切缝装药结构，以便集中应力，达到最好的爆破效果。
最后是装药集中度，控制装药集中度主要是为了对药量进行控制。装药集中度的确定秉持的原则是，在进行爆破后周围岩石未出现粉碎性破坏，但岩壁上需要有眼痕。
4.工程实例试验情况
某巷道宽5.4m，高4.03m，断面积18.44m2，掘进断面积20.13m2，锚喷支护厚度100mm，直径20×2000mm高强度螺纹钢锚杆，间排距800mm×800mm。巷道穿泥岩、粉砂岩及砂质泥岩，淋水较少。采取全断面一次性爆破法，实施“三八”作业制，并采取两掘一锚喷的作业方式，实施中深孔爆破，炮眼深度2.5m，钻具YT28型凿岩机、φ25mm中空六角钢钎、一字形合金钻头。选择2号煤矿水胶炸药及毫 秒延期电雷管。P120B型耙差斗装岩机配GD10型调车系统。二阶直眼掏槽，掏槽眼共13个；辅助眼及崩落眼共50个；周边眼共33个，周边眼间距600mm。每循环平均炮眼利用率为91.3%，月进尺最高为162.4m。
5.结语
实践证明，在进行岩巷掘进时，利用中深孔爆破技术可有效提高掘进速度，改善作用环境，从而增加企业的经济效益，同时提高企业的市场竞争力。但是使中深孔爆破技术的操作难度大、技术要求高，最关键的在于其参数及适用条件的确定，因此在进行施工之前，一定要根据工程实际情况以及企业的具体情况以对参数进行调整，并改善施工环境，从而发挥中深孔爆破技术应有的作用，提高岩巷掘进的技术水平及管理水平。总体而言，中深孔爆破技术可广泛应用于岩巷掘进当中。
【参考文献】
[1]许家荣.中深孔爆破技术在岩巷掘进中的应用探讨[J].华章.2009，36（03）：153
[2]李建强.中深孔爆破技术在岩巷快速掘进中的应用研究[J].山西建筑.2014，40（11）：128-129
[3]王殿清.浅析中深孔爆破技术在岩巷掘进的应用[J].科技风.2010，24（01）：201
【关键词】中深孔爆破技术 岩巷掘进 实践应用
引言
因对岩巷进行掘进工作时，其工作面较小，作用于岩石上的夹制力较强，很多施工单位难以了解施工的关键技术及正确的参数，从而导致中深孔爆破技术难以实施，现很多施工单位对于岩巷进行掘进工作时仍采取浅眼多循环掘进爆破技术[1]，导致掘进效率较低、施工时间延长，不仅不利于施工人员的快速工作，而且也影响了企业的形象及经济效益。
1.中深孔爆破的技术问题
中深孔爆破的技术问题主要包括掏槽形式、直眼掏槽的炮眼布置参数以及掏槽的药量[2]。
若为浅眼爆破，施工单位多采取楔形方式实施掏槽；若为中深孔爆破，因巷道断面宽度的原因难以实施楔形掏槽，通常采取直眼方式实施掏槽。直眼掏槽有多种形式，但不同形式在具体实施时都需要采取以下做法，即利用空眼给首爆装药眼作出辅助自由面，同时在对岩石进行破碎时给予相应的补偿空间，所以，利用直眼方式进行掏槽都需要事先预留适当数量的平行空眼。同时还要注意坚持以下原则：第一，掏槽形式尽量简单，雷管段数要适宜，以免难以一次性实现巷道的全断面的爆破；第二，槽腔具有较大表面积，炮眼利用率尽量提高；第三，首爆装药炮眼应利用较多空眼。直眼掏槽形式不但有普通的角柱形，而且随着科学技术的不断发展，现用于岩巷掘进施工中的中深孔爆破技术还有分段直眼掏槽，即装药槽眼被分成上、下两段，且上、下两段装药间是利用具有一定长度的炮泥进行隔离的。上段装药爆破后装药槽眼就形成了一个漏斗状的槽腔，从而给予了下段装药槽眼一个全新的自由面，同时上段装药爆破残留于岩石中的应力及其所产生的爆生裂隙又可使下段装药爆破的效果得以加强。除此之外，装药分段所产生的微差起爆，也使得炸药的爆炸能量与岩石破碎的相互匹配关系得以改善，用于对岩石进行破裂破碎的能量更多，而用于将碎块进行抛掷的能量则更少。
针对中深孔的直眼掏槽的炮眼布置参数，就目前而言，还没有一套非常适合的确定方法。然而掏槽爆破的主要方式就是利用炸药进行爆破而产生的破裂作用来破坏槽腔内的岩石。所以，就这方面来说，掏槽眼应安排在破裂区的范围内。
依照掏槽爆破的需求，装药爆破应可将槽腔内岩石进行破碎并将其抛出，为此，掏槽所需药量应大于其他炮眼。据经验，直眼掏槽药量可利用以下公式进行计算： ，其中Q表示单个槽眼的装药量，单位为kg；q表示炸药的单耗，单位为kg/m3，取q=26-32 kg/m3，若是软岩则取小值，若是硬岩则取大值； 表示炮眼的长度，单位为m； 表示炸药的密度，单位为g/cm3；m表示装药槽眼的数量，单位为个。
2.微差延迟间隔时间
现用于岩巷掘进进行爆破的雷管所需的延迟间隔时间为25ms。据分析及实践表明，岩巷掘进很难进行破坏，特别是采取中深孔方式进行爆破时其存在很大困难。延迟间隔时间过短会导致岩石破碎后移动困难，新自由面难以完全形成，从而对爆破效果产生影响。据微差爆破自由面原理以及大量模拟试验发现，以中深孔方式对岩巷掘进进行爆破的最佳延迟间隔时间为45-75ms。若岩巷施工当中存在瓦斯，还需注意其总延迟间隔时间保持在130ms以内。
3.光面爆破
光面爆破的最佳效果是具有规整的巷道，同时尽量减少对周边岩石的破坏。岩巷掘进多采取光面爆破方式，同时根据岩石的具体性质及巷道断面轮廓以确定合理的光爆参数。
首先是炮眼的间距，炮眼间距的设置应保证在进行爆破后相邻炮眼之间可形成相互贯通的裂隙。根据爆炸应力波及爆生气体在裂缝形成时的作用，炮跟间距可利用以下公式进行计算： ，E表示周边炮眼的间距； 表示爆生气体充满炮眼时的准静压力。据经验，一般炮眼的间距为300-350mm。
其次是炮眼密集系数，据经验，实施光面爆破炮眼的密集系数通常取0.8-1.0。通过进行双孔双自由面爆破试验，在综合考虑炮眼断裂面的平整度、爆破漏斗的体积以及炮眼的利用率等，实施光面爆破炮眼的密集系数可适当加大，但最大不能超过1.2。
再次是装药结构，光面爆破的最佳装药结构是保持径向空气间隙及轴向空气垫层均不耦合。据分析，在对装药结构参数进行确定时，应注意以下两方面：第一，围岩未出现过度压缩性破坏；第二，炮眼连心线处孔壁开裂[3]。对于周边眼则取切缝装药结构，以便集中应力，达到最好的爆破效果。
最后是装药集中度，控制装药集中度主要是为了对药量进行控制。装药集中度的确定秉持的原则是，在进行爆破后周围岩石未出现粉碎性破坏，但岩壁上需要有眼痕。
4.工程实例试验情况
某巷道宽5.4m，高4.03m，断面积18.44m2，掘进断面积20.13m2，锚喷支护厚度100mm，直径20×2000mm高强度螺纹钢锚杆，间排距800mm×800mm。巷道穿泥岩、粉砂岩及砂质泥岩，淋水较少。采取全断面一次性爆破法，实施“三八”作业制，并采取两掘一锚喷的作业方式，实施中深孔爆破，炮眼深度2.5m，钻具YT28型凿岩机、φ25mm中空六角钢钎、一字形合金钻头。选择2号煤矿水胶炸药及毫 秒延期电雷管。P120B型耙差斗装岩机配GD10型调车系统。二阶直眼掏槽，掏槽眼共13个；辅助眼及崩落眼共50个；周边眼共33个，周边眼间距600mm。每循环平均炮眼利用率为91.3%，月进尺最高为162.4m。
5.结语
实践证明，在进行岩巷掘进时，利用中深孔爆破技术可有效提高掘进速度，改善作用环境，从而增加企业的经济效益，同时提高企业的市场竞争力。但是使中深孔爆破技术的操作难度大、技术要求高，最关键的在于其参数及适用条件的确定，因此在进行施工之前，一定要根据工程实际情况以及企业的具体情况以对参数进行调整，并改善施工环境，从而发挥中深孔爆破技术应有的作用，提高岩巷掘进的技术水平及管理水平。总体而言，中深孔爆破技术可广泛应用于岩巷掘进当中。
【参考文献】
[1]许家荣.中深孔爆破技术在岩巷掘进中的应用探讨[J].华章.2009，36（03）：153
[2]李建强.中深孔爆破技术在岩巷快速掘进中的应用研究[J].山西建筑.2014，40（11）：128-129
[3]王殿清.浅析中深孔爆破技术在岩巷掘进的应用[J].科技风.2010，24（01）：201