提高平巷掘进效率和安全的措施

提高平巷掘进效率和安全的措施
文章介绍了在掘进巷道提高爆破效果和掘进安全的经验。

希望为相关工作人员提供借鉴及帮助。

标签：掘进效果；装药方法；安全措施
1 概述
猫飞山铜矿区域大地构造位于唐古拉-昌都-兰坪-思茅褶皱系，兰坪-思茅褶皱带，云龙-江城褶皱束，哀牢山深大断裂成矿带南西部。

区内断裂及褶曲比较发育，褶曲具有明显的方向性，大部分为北西向，少数为南北向，彼此大体平行，以线状及长轴状为主，排列十分紧密。

断裂构造以北西向的逆断层为主，一般延伸较长，与褶曲关系密切，大体与褶曲轴向一致；次为北东向的正断层，相对较短小，大多与褶曲轴向直交，可能生成较晚，明显切割北西向断裂。

矿区处于苗头山-龙洞箐褶皱的北端，苗头山-龙洞箐褶皱由两个向斜及一个背斜构成，彼此排列大致平行，四周为断层所限，轴向均呈近南北向，由上白垩统曼宽河组（K2m）组成，岩层倾角30°-80°，轴面直立，为对称型褶曲。

区内断裂构造发育，控制了地层展布，有两组断裂，一组为北西向，规模较大，另一组为北东向，使北西向断层及褶曲被切割破坏而发生错移。

分别叙述如下：矿区一共施工了7个探矿平坑，开坑时仅在0-15m内进行了防护性支护，虽岩石破碎，但岩石含水性弱，其稳定性一般，其它坑段支护较少，工程中未发生冒顶、片帮、掉块等不良工程地质现象，综合所述，认为矿区井巷岩石稳定性一般。

基建掘进是猫飞山铜矿的重点工程，目前猫飞山铜矿在井下矿山小断面巷道掘进爆破工作中增加爆破自由面的方法主要是打掏槽眼，一般掏槽眼的爆破效果在80%左右，打掏槽眼按照其方向可分为：斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽。

（1）斜眼掏槽。

是指各炮眼与巷道中线和工作面水平方向成一角度。

其优点是掏槽体积较大，能将掏槽内的岩石全部抛出，形成有效的自由面，效果容易保证，眼位容易掌握。

其缺点是斜眼掏槽深度受巷道宽度限制，不适用于深孔爆破，多台钻机作业时，互相干扰。

细分又可以分为：单斜掏槽、扇形掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽。

（2）直眼掏槽：是指所有掏槽眼的方向均垂直于巷道工作面，掏槽眼距离较小，并且严格保持平行。

其优点是：槽眼相互平行，便于实现多台钻机平行作业和采用凿岩台车作业；爆破后岩石块度均匀，抛掷距离较近，爆堆集中，便于清道装岩。

其缺点是：对掏槽眼的间距、钻眼质量和装药等要求严格，不易掌握，所需槽眼数目和炸药消耗量偏多，掏槽体积小，掏槽效果不如斜眼掏槽。

细分又可分为直线掏槽、菱形掏槽、三角柱掏槽、五星掏槽、螺旋掏槽。

（3）混合式掏槽：是指采用直眼和斜眼混合掏槽的方式打眼，斜眼作垂直楔状布置，布置在直眼外侧，斜眼与工作面的夹角为75-85°，眼底与直眼相距约0.2m。

但是，在实际的小断面巷道掘进爆破中发现，由于井下工作面狭窄，无法使
用凿岩台车，多数只能两台凿岩机同时作业，打眼耗时较多，而且不易保证掏槽眼的质量，最终导致爆破效果不佳。

针对上述现有技术和方法的不足，我矿施工技术人员研究出一种小断面巷道掘进爆破的最佳方法，它是采用150型钻机φ100mm的钻头代替φ38mm的凿岩机钻头打掏槽眼来实现掘进爆破自由面的最大化，通过合理的炮眼布置、起爆顺序和炸药量控制，从而提高爆破效率，爆破效率可达到90%以上。

我矿通过采用150型钻机φ100mm的钻头来打掏槽眼，钻孔可以一次钻凿20米深，比用普通凿岩机打眼要深，而且还可以先探明掘进巷道的地质情况，这对如何控制爆破效果很有帮助。

通过增加巷道掘进爆破自由面，提高了巷道掘进的爆破效率，爆破效率可达91%，降低了作业人员的劳动强度。

2 钻眼爆破参数设计
选择1号平硐施工的中段运输巷道为研究对象。

该巷道为泥岩、砂岩和泥质灰岩，硬度f=4～8，围岩条件较好，便于进行试验。

炸药为二号岩石炸药，直径35mm，长度约350mm，每卷重量约350克，爆力290ml，爆速3400～3900m/s。

设计如下：
巷道断面：
巷道净宽2200mm，净高2400mm；掘进宽度2400mm，掘进高度2500mm；掘进断面5.28m2。

（2）单位耗药量
根据修正的普氏公式q=1.1Ke（f/S）1/2kg/m3
式中：f-岩石坚固性系数；S-巷道断面，m2；Ke-考虑炸药爆力P（ml）的校正系数，Ke=525/P。

得出单位耗药量为1.67～2.03kg/m3。

（2）炮眼深度
为保证正规循环，炮眼深度取2000mm。

（3）炮眼数目
N=Sq/ψ
式中：q取1.8千克/米3；ψ为装药系数，取0.45。

得出炮眼数目至少为23个。

考虑采用光面爆破，将适当增加炮眼数目。

（4）炮眼利用率
炮眼利用率设计达到0.9。

（5）掏槽方式
中深孔直眼掏槽方式。

（6）现场试验
由小组成员进行现场跟班，定眼位，指导打眼和装药。

放炮后，检验爆破效果，并逐步对钻眼爆破参数进行调整。

最后，由小组成员共同确定采用何种钻眼爆破参数，进行推广。

3 结束语
根据现场岩石性质和施工条件，我们在钻眼机具、爆破材料、掏槽形式、爆破参数、装药结构、炸药单耗、起爆方式和炮泥堵塞等几个方面进行了较深研究和分析。

经过反复多次试验提出了适应本巷道爆破施工的技术方案和措施，大直径掏槽效果明显较好。

周边眼成型率高，为锚喷支护创造了良好条件，爆破块度较均匀，大块率低，爆破出的矸石集中装岩率高。

参考文献
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[2]郭忠林，钟春晖.留矿采矿法在计薄矿脉开采中的应用与发展[J].铜业工程，2004（2）：10-13.
[3]郭国维.锰矿床薄矿体采矿方法评述[J].江西有色金属，1998（6）：7-10.。