张永兵

（潞安集团常村煤矿，山西 长治 046102）

常村煤矿属于突出矿井，根据防突规定要求，近千米的采煤工作面需施工3000m底抽巷工程量。面对大量的底板岩石抽放巷道，必须实现岩巷快速掘进，才能保证矿井的正常接替。目前常村煤矿岩巷掘进采用钻眼爆破法，作业效率低，巷道成型较差等一系列问题，影响了正常接替。常村煤矿以11204工作面底板岩巷作为试验对象，研究了中深孔爆破技术。

1 概况

11204工作面底板岩巷设计层位在L灰岩，岩石的坚固性系数f=7～8。巷道断面为半圆拱形，净断面12.9m2，掘进断面为13.3m2，下净宽×净高=4400×3400mm。采用气腿式凿岩机（YT28）+耙斗装载机（P-60B）+胶带输送机（DSJ80/2×55）作业线。巷道采用硬质塑料网+冷拔丝编织网护帮顶，锚杆间排距0.8×1m，锚杆配合H型钢带支护上半部，沿灰岩掘进期间锚索隔排单根布置。

为验证中深孔爆破技术方案的爆破效果，2017年11月～2018年1月在岩性相同、地质条件基本一致的11204下底板岩巷作为试验地点，进行中深孔爆破试验。

2 中深孔爆破参数设计

2.1 掏槽布置

采用斜眼掏槽方法。一般而言，当围岩的坚固系数f=4～8时，斜眼楔形掏槽的效果相对较好。掏槽眼数由岩巷的断面面积大小及围岩的坚硬程度确定，通常情况下在6～8个。根据实际情况，确定掏槽的眼数为6个。

2.2 炮眼深度

炮眼深度应根据工作面计划月进度和凿岩、装岩设备能力等综合确定，根据下式：

式中：

ι-炮眼深度，m；

L-计划月进度，m；

N-每月实际掘进天数，取值为27d；

k-正规循环率，取值为1；

n-每日完成循环次数，取值为3次；

η-炮眼利用率，取90～95%。

经计算，11204下底板岩巷试验炮眼深度确定为2m。

2.3 炮眼直径和药卷直径

采用的YT28气腿式凿岩机钻头直径Φ38mm，由于炮眼的直径一般情况下比药卷的直径大6～8mm，因此，炸药选用Φ32mm乳化炸药。

2.4 炮眼数目

合理的炮眼数目需保证炮眼利用率不小于90%，且爆破后的巷道轮廓符合施工和设计要求。结合11204下底板岩巷巷道断面、岩石坚固性系数和采用的楔形掏槽方式，布置掏槽眼6个，辅助眼21个，周边眼30个，共计57个炮眼。周边眼炮眼间距0.35m，具体炮眼布置见图1。

图1 工作面炮眼布置三视图

2.5 装药结构

相关规定在突出矿井中放炮时，都应采取正向起爆，采用连续、不耦合、正向起爆装药结构。

3 中深孔爆破工艺与以往施工的差异

（1）以往岩巷工作面爆破采用周边眼、辅助眼深度为1.5m，掏槽眼深度1.7m的浅孔爆破方案，本次试验采用周边眼、辅助眼深度为2m，掏槽眼深度为2.2m的中深孔爆破技术方案进行爆破，钻头直径Φ38mm，药卷直径Φ32mm，掏槽布置选择斜眼楔形掏槽，采用连续、不耦合、正向起爆装药结构。

（2）工作面炮眼以往采用2～3台YT28型气腿式凿岩机打眼，本次试验使用4台YT28型气腿式凿岩机平行作业同时打眼。

（3）以往岩巷工作面采用锚网喷支护，本次试验采用2～3台KMQT-130/3.1气动振动式锚杆钻机平行作业施工锚杆孔，对巷道顶帮进行锚网支护，不再喷浆。

（4）以往岩巷工作面采用硬质塑料网+钢筋网护帮顶，锚杆间排距为0.8m×0.8m，锚索呈“212”布置，本次试验采用硬质塑料网+冷拔丝编织网护帮顶，锚杆间排距优化为0.8m×1m，锚索布置优化为“101”，即锚索隔排单根布置。

（5）本次试验将巷道施工层位调整到沿L7灰或上半部，沿L7灰施工。

4 爆破效果

中深孔爆破技术方案使用前后爆破相关指标对比情况如图2～4所示。炸药消耗量由55.6kg/m降低到20.92kg/m，炸药消耗量降低62%；日进尺由4.14m/d提高到5.85m/d，提高1.71m/d。炮眼利用率由76.6%提高到97%，提高21%。

同时，采用优化爆破方案爆破后，巷道成型质量和速度得到明显提高。爆破后掘进工作面基本无瞎炮、残炮现象；巷道周边眼采用光面爆破，轮廓成型规整，有效控制了超挖和欠挖现象；爆破对围岩的破坏影响较小，围岩保留了较高的稳定性和承载力；不仅提高了炮眼利用率，也使崩落的岩块破碎充分，块度均匀，提高了出矸效率。

图2 试验前后每米炸药消耗量对比

图3 试验前后炮眼利用率对比

图4 试验前后日进尺对比

5 结论

（1）中深孔爆破参数设计试验表明，巷道成型质量和掘进速度都得到明显提高，且对巷道周边围岩破坏较小，较好地保证围岩稳定性，崩落石块破碎充分，有效地提高了出矸率。

（2）通过中深孔爆破技术方案试验前后对比，炸药消耗量降低62%，日进尺提高1.71m/d，在节约成本的同时，提高了作业效率，保证了矿井正常接替。