2、中深孔“三小”一次爆破试验技术报告

赵楼项目部

中深孔“三小”一次爆破试验

技术报告

项目主要参加人员

目录

1概述 (1)

2中深孔“三小”一次爆破技术介绍 (1)

2.1掏槽眼爆破设计 (1)

2.2 周边眼爆破设计 (5)

2.3 崩落眼爆破设计 (6)

2.4 一次起爆 (6)

3工程概况 (7)

3.1一采区轨道下山的工程概况 (7)

3.2南部辅助运输大巷的工程概况 (9)

4施工方案设计 (11)

4.1原施工方案 (11)

4.2试验方案设计 (16)

5现场试验及数据分析 (21)

5.1现场试验技术方案概述 (21)

5.2试验方案实施及其控制 (22)

5.3试验数据统计 (23)

5.4技术指标分析 (24)

6结论 (27)

1概述

中煤第一建设公司隶属中国中煤能源集团公司，全国500家最大建筑企业之一。近年来，公司积极推进体制创新、科技创新和管理创新，为了提高公司在巷道掘进中的竞争力，中国中煤能源集团公司一建公司和中国矿业大学（北京）合作，在三十一处赵楼项目部开展岩巷中深孔“三小”一次爆破掘进技术的应用研究，通过对合理掏槽方式、周边控制爆破、爆破参数优化和安全高效一次起爆技术等方面的深入研究，对作业人员和技术人员进行指导和培训，提高赵楼项目部岩石巷道掘进水平，并依此向全公司推广中深孔一次爆破掘进技术，从而提高全公司在巷道掘进的水平。通过几个月的调查和现场试验，已在赵楼项目部取得了良好的经济效益和社会效益。现将试验技术、试验情况及试验效果作如下汇报。

2中深孔“三小”一次爆破技术介绍

中深孔“三小”一次爆破技术是特别针对赵楼项目部工程状况和实际作业条件提出的，“三小”是指小钻头、小炮眼和小药卷，本次试验钻头直径32mm，药卷27mm。中深孔“三小”一次爆破设计主要包括掏槽眼爆破设计、周边眼爆破设计、崩落眼爆破设计和一次起爆四个方面，其中掏槽爆破设计是关键。

2.1掏槽眼爆破设计

在岩石巷道的爆破掘进中，炮眼的布置、装药和起爆都极大地影响着爆破的效果和掘进的效率。其中，掏槽的布置和爆破至关重要。爆破施工中，掏槽眼爆破条件最差，因为它是只在一个自由面的情况下起爆，掏槽眼爆破是以爆破漏斗的形式形成自由面，为其它炮眼的爆破创造更为有利的条件，掏槽眼爆破效果的好坏在很大程度上决定着其它炮眼的爆破效果。掏槽爆破要求掏得进，抛得出，为其它炮眼爆破提供足够的自由面和补偿空间。国内外巷道（隧道）掘进中长期使用斜眼掏槽（楔形掏槽）和直眼掏槽两种方式。近几年来，以单仁亮教授为首的中国矿业大学（北京）岩巷掘进科研小组研究开发了一种高效的准直眼掏槽方式，并已在全国10多个矿区得到了非常成功的应用。

2.1.1斜眼掏槽

斜眼掏槽方式中炮眼与工作面的夹角一般为600～750。此种掏槽方式适应性好，可靠性高，在各种岩石条件下均能获得较好的掏槽效果，能将槽腔内破碎的岩石部分或全部抛出，为崩落眼爆破创造有利的条件，在我国大多数矿山的岩石井巷掘进爆破中使用最为广泛。但是，掏槽炮眼倾斜较大，槽底的孔距过小易穿孔；相邻崩落眼孔口与孔底抵抗线差值过大，易形成岩石未爆区，如图2-1所示，影响其掏槽效率；岩石的抛掷距离较大，极易损伤设备和支护，也给装岩带来一定麻烦。此外，炮眼深度受巷道宽度的限制，难以应用在小断面，难以实现中深孔爆破，难以组织多台凿岩机平行施工。

图2-1 楔形掏槽特点示意图

2.1.2直眼掏槽

直眼掏槽方式中炮眼轴线与工作面垂直，常规的直眼掏槽形式如图2-2所示。此种掏槽方式，如果炮眼深度改变时，掏槽布置可不变，易于工人掌握和实现多台凿岩机平行作业及钻眼机械化；并且炮眼深度不受巷道断面大小限制，有较高的炮眼利用率，全断面巷道爆破下的岩石抛掷距离小，爆堆集中，不易崩坏巷道内的设备和支架。因此，中深孔爆破中经常采用直眼掏槽方式。尽管直眼掏槽方式有以上优点，但是直眼掏槽不是以工作面为自由面，而是以中心空眼作为自由面和破碎岩石膨胀的补偿空间，因此，空眼的大小、数量和位置，以及炮眼间距和平行度等均对掏槽效果有重要影响。此外，直眼掏槽所需的炮眼数量多、槽腔小，炸药消耗量大。

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图2-2 常用的直眼掏槽形式

2.1.3准直眼强力掏槽

为了提高掘进速度，隧道或井巷爆破中炮孔深度有不断增加的发展趋势，在矿山岩石巷道中深孔爆破中采用直眼掏槽技术，但直眼掏槽的钻孔数量多，为其它后续炮孔提供的补偿槽腔小，且要求钻孔质量高，炮孔参数的控制严格，工艺和技术都比较复杂，实际爆破施工过程中带有较大的经验性和随意性，常常造成掏槽失败。国内外在中深孔掘进爆破中，直眼掏槽虽已取得不少成功经验，但大多限于工艺试验研究，还没有较为完整的理论来说明这些成功经验的物理本质。因此当施工条件、岩层性质、炮孔孔径、深度、炸药品种等变化时，直眼掏槽参数的选取往往具有盲目性，需要较长的工艺摸索时间，造成浪费。

因此，以单仁亮教授为首的中国矿业大学（北京）岩巷掘进课题组在分析了现有的掏槽方式的掏槽机理及其各自的优缺点，总结了现场的施工特点和经验，创造性地提出了准直眼强力掏槽爆破技术，为岩巷中深孔爆破和快速施工提供了有力的技术保障。

准直眼强力掏槽方式是结合了直眼掏槽和楔形掏槽各自的优点，采用合理的时间间隔进行分层分次掏槽的综合性掏槽技术。准直眼强力掏槽中所有炮孔采用同等深度，主掏槽孔微倾斜（近似为直眼），孔底间距大，配合中心直眼，采用合理时间间隔进行分层分次爆破，从爆破机理上讲，它涉及到多孔爆破漏斗理论同时也涉及到自由面对爆破漏斗的作用理论。