复杂条件下控制爆破技术推广应用

复杂条件下控制爆破技术推广应用
控制爆破，是指通过一定的技术措施严格控制爆炸能量和爆破规模，使爆破的声响、震动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内的爆破方法。

本文就矿井在复杂条件下进行控制爆破技术展开分析说明，为矿井特殊地段复杂环境下爆破工程的运用提供了依据。

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1概况
控制爆破，是指通过一定的技术措施严格控制爆炸能量和爆破规模，使爆破的声响、震动、飞石、倾倒方向、破坏区域以及破碎物的散坍范围在规定限度以内的爆破方法。

控制爆破不同于常规的工程爆破，在技术上有其显著特点，它以保证爆破地点附近人和物的安全为首要任务，按照工程要求实施爆破，既能达到工程目的，有效地缩短工期，又能节约工程费用，具有安全性高和经济效益明显的特征。

目前，我矿对控制爆破技术应用尚少，技术管理并不成熟。

2项目研究的目的与必要性
在矿井实际生产过程中，特殊地段复杂条件下应用控制爆破技术能够发挥其对爆破效果及爆破危险的双重控制，达到预期的爆破效果，同时将爆破危害等控制在规定的范围之内，将控制爆破技术应用到井下特殊地段复杂环境下中势在必行。

3项目研究的内容和方案
3.1 研究内容
A205回风联巷为煤巷，掘进施工时需穿层过巷施工困难较大，且周围下层巷道间距较近，放炮时对周围产生影响较大，炮掘坡度较难控制，在过A2轨道下山下层巷道时采用“短支短掘”掘进，根据领导要求此段巷道无法满足生产决定在此段进行挑顶，退回至下山25m位置进行挑顶，其挑顶煤层与岩层距离较近上层煤层需剥离后在挑岩石顶板，顶板为砂岩硬度较大，且挑顶厚度超过1.5m，采用风镐开挖较为困难，研究决定对顶板岩石坚硬区域，采用控制爆破进行开挖。

3.2 研究方案
采用控制爆破技术对该区域顶板进行开挖。

3.2.1 爆破参数设计
对该地段进行爆破，预期达到的爆破效果是将该处岩石破裂形成碎石，同时使碎石不飞出，对巷道周围设施不产生危害。

当爆破作用指数0<n<0.75时，爆破漏斗为松动爆破漏斗，这时只有延时的破裂、破碎而没有向外抛掷的作用，因此，选择松动爆破漏斗最为合理。

即：n=r/w，0<n<0.75。

式中：n—爆破作用指数；r—爆破漏斗底半径，m；w—最小抵抗线，m。

（1）装药量计算。

单位体积炸药消耗量的取值是否合理对爆破效果、凿岩工作量与出矸效率、炮眼利用率、开挖壁面的平整程度和围岩的稳定性等均有较大的影响，所以单体炸药消耗量的取值至关重要，直接关系着爆破工程的成功与否。

根据实际情况，此段区域顶板坚硬岩石规格为长×宽×深=3.5×1.5×0.5×1.0m，总体积为2.625m3，岩石硬度系数为8～10，根据《爆破参数设计手册》，并结合我矿以往经验，取单位体积炸药消耗量为1.5。

因此，Q=q×v=1.5×2.625=3.9375kg。

式中：Q—总装药量，kg；q—单位体积炸药消耗量，kg/m3；v—一次爆落岩体，m3。

根据我矿炸药规格为Φ35mm×0.25kg×200mm，取总装药量为3.875kg。

（2）炮眼深度。

根据爆破深度1.2m，考虑炮眼利用率并根据公司要求1.0m 以下即为浅眼爆破，因此取炮眼深度为1.2m。

（3）炮眼数目。

炮眼数目的确定应在保证合格爆破效果的前提下尽可能地减少眼数，遵循“多打眼、少装药”原则。

设每个炮眼的合理装药量为Q0，则Q0=αLm/h。

式中：Q0—合理装药量，kg；α—平均装药系数，即装药长度与炮眼长度L之比；L—炮眼深度，m；m—药卷质量，kg；h—药卷长度，m；因此，Q0=（0.1/1.2）×1.2×0.25/0.2=0.125kg。

则炮眼数目N=Q/Q0=3.875/0.125=31个。

（4）装药结构示意图。

根据以上计算结果，并结合我矿以往爆破经验，确定装药结构示意图如下：
（5）最小抵抗线。

由于挑顶位置，原顶板采用“锚网喷+锚索+锚索梁”复合支护，因此，爆破自由面取迎面墙，最小抵抗线即自药包中心到自由面的最短距离。

根据炮眼布置图可知，最小抵抗线为1.2m。

（6）炮眼布置图。

根据该区域挑顶断面要求，取周边眼间距300mm，外圈辅助眼间距450mm，内圈辅助眼间距500mm，周边眼与外圈辅助眼间距300mm，外圈辅助眼与内圈辅助眼间距500mm。

经验算，n=r/w =0.878/1.2=0.73，符合松动爆破漏斗要求，适合井下特殊地段复杂环境下爆破要求。

3.2.2 爆破地点防护
（1）为挑顶顺利进行对下层巷道A2轨道下山进行架棚支护，防止在放炮
期间照成误贯通情况发生，放炮时减少装药量，放炮后加强底层巷道架棚处观测。

（2）对爆破地点上方10m、下方5m范围内风水管路进行拆除，采用Ф51mm 软管进行沟通后埋入水沟内，对巷道内刮板输送机机电用旧皮带或木板进行防护。

（3）对爆破地点上方20m、下方5m范围内巷道两侧电缆分别放置在割成两半的4吋管内，并用8#铁丝捆扎后落地。

（4）在爆破地点向上10m、向下5m范围内排水管路上覆盖一层废旧胶带进行防护。

（5）进行爆破作业及装药过程中，由现场负责人联系刮板输送机司机，将刮板输送机进行停电闭锁，爆破作业及装药过程中严禁开动刮板输送机。

4方案实施效果评价
通过理论计算，为巷道进行爆破装药量、炮眼数目等的计算提供了参考数据，根据松动爆破漏斗精准绘制了炮眼布置图及爆破参数表，为现场爆破提供了科学依据，合理利用控制爆破技术有效控制了爆破效果及爆破危害。

经现场爆破实施，顶板开挖尺寸合理，符合质量标准化要求，爆破后，对爆破区域风水管路、强力皮带、排水管路及电缆均未产生影响，保证了矿井的安全生产。

为矿井特殊地段复杂环境下爆破工程的运用提供了依据，类似施工工程可以推广应用。

5经济效益及社会效益
原先采用风镐进行人工开挖时，每班投入5人轮流开挖，均未开挖至设计尺寸，运用控制爆破技术半个班成功实施爆破，将顶板开挖至设计尺寸，我队采用控制爆破目前为止共计开挖40m，距离返修任务还有80m，按每人每班200元计，共计节省资金（200×5÷1.2）×120=100000元。

搭设脚手架所用的钢管还可以回收再利用，故不计入成本。

6小结
控制爆破技术符合质量标准化要求，降低了劳动强度，提高了劳动效益。

控制爆破技术在此地段的成功应用，未对矿井设备产生危害，达到了预期目标，有效地缩短工期，节约了工程费用，具有安全性高和经济效益明显的特征。