基于黔西金坡煤矿分析煤矿运输巷炮孔深度设计优化

王桂凡 焦伟

义煤永兴工程有限责任公司 河南 义马 472302

摘要：本文首先对黔西金坡煤矿分析煤矿运输巷炮孔深度原爆破设计方案和优化爆破设计方案简要阐述，然后阐述硬岩和中硬岩在光面爆破下掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼的炮孔深度，最后从提高爆破打眼质量、增加支护能力、改善运输系统、应用先进设备、开展平行交叉作业等方面阐述黔西金坡煤矿分析煤矿运输巷掘进优化措施。

关键词：黔西金坡煤矿；煤矿运输巷；炮孔深度；设计优化

引言：本文以黔西金坡煤矿21500运输巷掘进工程为例，黔西金坡煤矿21500运输巷掘进断面为直墙圆弧拱，其中毛宽4700mm、毛高3850mm、直墙1500mm。在钻爆法破岩掘进过程中，单循环进尺仅有1.7米，造成了月进尺仅有五十多米。为了实现快速掘进，在根据现场岩石性质、凿岩机械、炸药性能、断面面积、循环方式、施工技术水平和施工管理水平的前提下，通过增加炮孔深度提高进尺，解决单循环进尺较低、提高工作效率。

一、黔西金坡煤矿运输巷炮孔深度设计优化

（一）原爆破设计

爆破采用斜眼掏槽的方式进行掏槽，使用煤矿许用三级乳化炸药（0.3kg/卷）、毫秒延期电雷管（1、3、5段），正向装药结构，起爆使用MFB200型发爆器，联线方式为串联。具体爆破设计：炮眼共80个。掏槽眼6个，角度为74°，眼深2.0m，间距500mm，每孔装4节药卷，配1段雷管；辅助眼35个，眼深1.8m，下半部辅助眼间距450mm，上半部辅助眼间距400mm～500mm，角度为90°，每孔装3节药卷，配3段雷管；周边眼28个，在轮廓线内150mm位置点眼位，角度为94°，眼深1.8m，间距300mm，每孔装2节药卷，配5段雷管；底9个，角度为-85°，眼深2.0m，间距500mm～700mm，每孔装3节药卷，配5段雷管；水沟眼1个，角度为-85°，眼深2.0m，每孔装3节药卷，配5段雷管。合计炸药量为217卷，65.1kg；雷管数80个^[1]。

（二）优化爆破设计

爆破设计：炮眼共80个。其中掏槽眼6个，眼深2.5m，角度为77°，间距750mm，每孔装4节药卷，配1段雷管；辅助眼35个（三圈辅助13个、二圈辅助19个），眼深2.2m，间距500mm，角度为90°，三圈辅助每孔3节药卷、二圈辅助每孔3节药卷，均配3段雷管；周边眼29个，眼深2.2m，在轮廓线内150mm位置点眼位，角度为94°，间距300mm，每孔装2节药卷，配5段雷管；底眼9个，眼深2.5m，角度为-85°，间距500～700mm，每孔装3节药卷，配5段雷管；水沟眼1个，眼深2.5m，角度为-85°，每孔装3节药卷，配5段雷管。合计炸药量为217卷，65.1kg；雷管数80个。

二、黔西金坡煤矿运输巷炮孔深度设计参数

光面爆破炮眼参数主要包括炮眼位置和装药量，其中光面爆破炮眼位置大致情况与普通爆破参数导致相同，只有二圈眼和周边眼位置参数以及装药量存在差异，其目的是保证松软围岩等岩石的爆破效果^[2]。

（一）硬岩光面爆破炮眼参数

光面爆破中，硬岩的掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼眼距参数分别为100~120mm、200~250mm、650~700mm、550mm、400~450mm，装药量参数分别为70~75%装药系数、60~65%装药系数、50~55%装药系数、450~600g/m、150~250g/m，三圈眼、二圈眼、周边眼的抵抗值参数分别为600~650mm、500mm、400~450mm。

（二）中硬岩光面爆破炮眼参数

光面爆破中，中硬岩的掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼眼距参数分别为120~150mm、250~300mm、700~750mm、550~600mm、400~450mm，装药量参数分别为65~70%装药系数、55~60%装药系数、45~50%装药系数、300~450g/m、100~150g/m，三圈眼、二圈眼、周边眼的抵抗值参数分别为650~700mm、500~550mm、400~450mm。

（三）小结

掏槽眼参数设置是否合理与煤矿运输巷掘进效果具有直接关联，掏槽在自由面条件下受岩石夹制作用比较大，槽洞深度与炮眼深度存在一定差异，正常情况下槽洞深度只能达到炮眼深度的80~95%，因此掏槽眼炮眼深度比辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼更深，这样才能保证光面爆破后各个工作面一边齐。

三、黔西金坡煤矿运输巷掘进优化措施

（一）提高爆破打眼质量

黔西金坡煤矿运输巷掘进必须保证掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼各个炮眼参数在光面爆破中达到平（掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼相互平行）、直（炮眼平行于巷道轴线）、齐（光面爆破后各个工作面一边齐）的标准，不能采用自由式打眼。爆破打眼人员可以通过轮尺定位方法提高看线的准确度，按照中腰线准确定位掏槽眼、辅助眼、三圈眼、二圈眼、周边眼的位置，定位后使用白灰做好记号。第一个顶眼打好后沿着此方向继续打眼，眼底允许向巷道外偏出50~70mm。为了保证光面爆破后各个工作面一边齐，必须保证钎子长短一致，这样采用套钎子打眼时严格控制眼深才能保证炮眼平直。

（二）增加支护能力

黔西金坡煤矿运输巷掘进过程中必须保证作业安全性符合要求，作业人员应该合理使用锚杆等支护设施提高煤矿运输巷掘进作业的安全保障，增加支护能力能够有效降低煤矿掘进作业的风险。作业人员之所以选择锚杆作为支护设备，是因为锚杆具有成本低、重量轻、适用性强、支护作用好等优点，作业人员可以在非机械作业下和机械作业下均可以开展工作，机械设备无论是否能够得到使用都可以采用锚杆支护，锚杆支护可以利用改变围岩受力状态，使围岩在锚杆的作用下形成稳定连接带，这样黔西金坡煤矿运输巷的安全性才能得到保障。

（三）改善运输系统

黔西金坡煤矿运输巷掘进过程中采用挖装机、带式输送机、刮板运输机等设备完成岩石运输，但是这些设备在运输体积和质量较大的岩石时容易出现超负荷运行问题，长期超负荷运行会导致运输系统故障几率增加。因此，煤矿运输巷掘进作业人员必须加强对运输系统各设备的检查工作，一旦发现设备存在故障隐患，必须加强对运输系统各个设备的检修，使其出现堵眼、堵仓的几率显著下降，这样才能减少运输系统故障造成的负面影响和损失。

（四）应用先进设备

黔西金坡煤矿运输巷掘进作业可以对原有作业设备进行迭代更新，以提高煤矿运输巷掘进效率。以往煤矿运输巷掘进作业设备不能连续工作，必须保证作业间歇时间满足要求，而且在作业间歇时间对作业设备的零部件进行检测，防止煤矿运输巷掘进作业设备出现潜在安全隐患。现在可以采用联系作业能力更强的煤矿运输巷掘进作业设备，这样才能通过连续作业提高煤矿运输巷掘进效率。但是在应用连续作业设备之前，必须对该设备的各个零部件质量进行检验，确保其质量符合作业要求，否则非旦不能保障煤矿运输巷掘进效率有所提高，还会导致滋生更大的安全隐患。

（五）开展平行交叉作业

黔西金坡煤矿运输巷掘进可以采用多台凿岩机打眼，平行交叉作业在煤矿运输巷掘进作业中比较常见，但是必须提前划分区域、定人、顶眼，明确各个区域作业人员的任务和责任，协调各区域作业人员开展工作，这样才能提高打眼的速度和准确性。除此之外，安全检查作业、钻眼装岩作业、测量作业、炮眼清理作业、支护作业也可以开展平行交叉作业，平行交叉作业能够在提高作业效果的过程中提高安全保障。

结论：综上所述，经实践证明黔西金坡煤矿21500运输巷原爆破设计单循环1.7米，月进尺55米，经过增加炮孔深度，采用新的爆破参数后，单循环进尺达到2.1m，月进尺可达90m，质量达到优良标准，并取得了良好的经济效果。炮孔深度是决定每循环进尺的重要因素，通过本次炮孔优化设计极大地提高了巷道进尺和工作效率。

参考文献：

[1]第军.中、深孔爆破在煤矿岩巷快速掘进施工中的应用[J].化工管理,2021(23):166-167.

[2]杨仁树,王越,林志博.煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究[J].煤炭科学技术,2021,49(01):183-191.