底板岩巷光面爆破技术在杏花煤矿应用论文

底板岩巷光面爆破技术在杏花煤矿的应用【摘要】根据杏花煤矿底板岩石巷道工程地质条件，结合施工现场实际情况，岩巷掘进决定采用光面爆破施工。通过采用光面爆破技术施工，减少对围岩的扰动，增强围岩的自承能力为后续工序--锚杆支护提供有利条件，保证了施工质量和安全，加快施工进度，降低成本，取得较好的效果。

【关键词】岩巷；光面爆破；质量；措施 1.工程及地质概况

杏花煤矿采用立井多水平开拓，开采煤层为二叠系石盒子组23号煤层，主副下山及采区进回风巷均布置在23号煤层底板岩石中，巷道围岩属二叠系，主要为中—细粒石英砂岩、沙质页岩、沙质泥岩，层状结构，岩层整体为单斜构造，岩层倾角5～15°。根据矿压观测和围岩变形特征，属ⅰ-ⅱ类围岩。

2.光面爆破参数的选择

光面爆破参数的选择主要与地质条件有关，其次是炸药的品种性能，巷道开挖断面的形状尺寸，装药结构和起爆方法。杏花煤矿底板岩巷为ⅰ-ⅱ类围岩，开挖断面为拱形，断面面积为 7.88m2, 炸药选用2#煤矿许用乳化炸药。

严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能使炸药眼长均匀分布，这是实现光面爆破的重要条件，在光面爆破中，炮眼间距（e)、最小抵抗线（w）、炮眼密集系数（k）、装药密度（q）是相互制约的。

2.1周边眼最小抵抗线（光爆层厚度）的选取

根据围岩软硬变化及爆破效果观察，取保护层厚度40～50cm为宜，厚度过大，则保护层不易剥落，光爆效果不好，厚度过小，则达不到对设计轮廓的保护作用。

2.2周边眼布置

光爆设计时，周边眼沿设计轮廓线布置，采取留空孔，隔孔装药，相邻孔距取孔径的8～12倍，即孔距为40～50cm。

2.3爆破深度和循环进尺

根据巷道围岩性质和巷道断面，为便于爆破后及时支护，设计循环进尺为1.0m,陶槽眼深度为1.2m。

2.4周边装药孔线装药密度

线装药密度影响光面爆破效果，线装药密度过大时，会破坏炮孔的孔壁，线装药密度过小，则可能形不成炮孔之间的裂缝，且破碎大块率较高。由于在ⅰ-ⅱ类围岩实施爆破，其抗压强度较低，炮孔壁易被压坏，因此，线装药密度应适当减少。实践证明，取0.1～0.12kg/m较为合适。

2.5炮孔布置及起爆顺序设计

炮孔布置及起爆顺序如图1所示。

图1 煤层底板岩石巷道炮眼布置图（单位ｍｍ）

2.6爆破参数

爆破装药参数如表1所示。

2.7光爆参数及综合技术指标如表2、表3所示

3.提高光面爆破质量要求

（1）根据地质条件选择合理的爆破参数，及时调整周边孔的装药量和装药结构，其次加强陶槽，增大内圈眼与周边眼的段间隔时间，跳1～2段，分别使用毫秒雷管，以减轻爆破时围岩对周边孔的夹制作用，提高爆破效果，最后加强空口填塞质量，用炮泥堵塞30cm。

（2）提高测量划线的精度，做好放样布眼工作;钻眼前，测量人员用经纬仪准确定出巷道中、腰线，用红漆画出巷道开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差不超过5cm，每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

表1 煤层底板岩石巷道爆破装药参数表

表2 煤层底板岩石巷道光面爆破周边区装药参数表

表3 煤层底板岩石巷道光面爆破综合技术参数表

（3）提高钻孔精度和钻孔质量。掏槽眼的深度和角度按设计施工，眼口和眼底间距误差均不得大于，5cm，辅助眼的深度和角度按设计施工，眼口间距误差均不得大于10cm；周边眼开口位置在设计轮廓线上允许沿轮廓线调整，其误差不得大于5cm，炮眼外插角控制在2～3°以内，眼底不得超出设计轮廓线10cm，最大不超过15cm。内圈眼到周边眼的排距误差不大于5cm,内圈眼与周边眼应采用相同的斜率。当开挖面凹凸较大时，应按实际调整炮眼深度（相应调整装药量），力求所以炮眼（掏槽眼除外）眼底在同一平面上；钻眼完毕，按炮眼布置进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼

重钻，装药前要逐个炮眼进行压风清孔。

4.光面爆破施工技术措施

（1）对所有爆破作业人员进行岗前培训，使他们充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高操作熟悉程度。

（2）选用低爆速、低猛度、低密度、传爆性能好、爆炸威力大的2号煤矿铵梯炸药。

（3）用不耦合装药结构，光面爆破不耦合系数为1.5～2.0，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定传爆。

（4）严格掌握与周边眼相邻的内圈眼的爆破效果，为周边眼爆破创造临空面。内圈眼应与周边眼有相同的外插角，周边眼应尽量同时起爆。

（5）控制装药集中度，必要时采取间隔装药结构，为克服眼底岩石的夹制作用，可在眼底加强装药。

（6）当岩石层理明显时，炮眼方向应尽量垂直于层理面，如节理发育，炮眼应尽量避开节理，以防卡钻和影响爆破效果。

5.光面爆破的实施效果和经济效益

经过多次的试验总结和改进，底板岩石巷道实施光面爆破技术取得良好的光爆效果和较好的经济效益。

（1）爆破后炮眼痕迹率达70%～80%，两茬炮衔接台阶尺寸小于12cm，周边成型符合设计轮廓，超欠挖量仅为5%左右，巷道周边平均线下欠挖值小于10cm。

（2）岩碴块度较小亦均匀，利于装碴，节省装运时间。

（3）减少支护投入，降低工程造价。

（4）岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。

（5）节省时间：光面爆破施工钻眼及装药延长20min，清理危石缩短20min，初期支护缩短30min，装碴及出碴缩短30min，并方便了后续的喷浆、锚杆施工。

（6）节省材料：光面爆破比非光面爆破减少超挖量，按现行规范标准平均超挖值为150cm，即每米少开挖约1.2m3。减少同标号喷射混凝土超挖回填量约1.2m3，同时也节省了火工品和因非光面爆破所造成的围岩破碎所需钢支撑、锚杆、钢筋网等初期支护的工程量。