煤礦掘進(jìn)中反向爆破方法的優(yōu)點(diǎn)

1、煤礦掘進(jìn)中反向爆破方法的優(yōu)點(diǎn)興隆莊煤礦掘進(jìn)一隊(duì)唐瑞成摘要：光爆成型已經(jīng)被大家熟練掌握，而在同樣生產(chǎn)條件下，怎樣提高單進(jìn)水平顯得尤 為重要，本文就同樣條件下的裝藥方式的不同而產(chǎn)生的爆破效果進(jìn)行分析，來確定正確的裝 藥結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：掘進(jìn) 正反向爆破 生產(chǎn)效率概述：我國(guó)煤礦安全規(guī)程中規(guī)定，在高瓦斯礦井、低瓦斯礦井的高瓦斯區(qū)域的采掘 工作面采用毫秒爆破時(shí)，若采用反向起爆，必須制訂安全技術(shù)措施。合理的爆破方法對(duì)于煤 礦安全與生產(chǎn)起著非常重要的作用，針對(duì)這一問題本文將對(duì)正反向爆破加以分析和論述。一：光面爆破的基本原理：炸藥在巖石中爆炸時(shí)，當(dāng)藥包處于自由面附近時(shí)，沖擊壓縮應(yīng)力波自藥包中心向外傳播 到自由面，

2、立刻反射成拉應(yīng)力波，當(dāng)反射的拉應(yīng)力波大于該處巖石強(qiáng)度時(shí)，巖石便被拉斷， 表現(xiàn)在自由面附近的巖石形成一系列拉斷裂縫，當(dāng)最小抵抗線合適時(shí)，自由面附近的裂縫和 藥包周圍的裂縫貫穿在一起，在爆生氣體膨脹做功作用下，將已經(jīng)破壞的巖石拋出，從而在 巖石中形成爆破漏斗光爆是將兩個(gè)相鄰周邊眼的距離小于普通爆破的距離，既兩個(gè)爆破漏斗 更靠近一些，當(dāng)兩個(gè)炮眼的藥包同時(shí)起爆時(shí)，各藥包所引起的壓縮應(yīng)力波將在兩孔中間相遇， 于是，兩孔中間連線上的巖塊在壓縮力的作用下產(chǎn)生垂直方向的拉力，若此方向的拉應(yīng)力超 過巖石極限抗拉強(qiáng)度，將沿兩孔連線產(chǎn)生裂縫，與此同時(shí)，爆生氣體的膨脹壓力也在兩眼連 線產(chǎn)生很大的集中應(yīng)力，促進(jìn)了裂縫的

3、形成，最理想的眼距是爆破后拉應(yīng)力剛好克服巖石極 限抗拉強(qiáng)度，使兩眼中間產(chǎn)生平整的拉斷裂縫而將輪廓線以內(nèi)的巖石崩落而留下眼痕。二、影響爆破效果的主要因素：根據(jù)爆破原理，影響爆破效果的主要因素有以下幾個(gè)方面，巖石性質(zhì)、炮眼布置、裝藥 結(jié)構(gòu)、炮泥封孔、裝藥炮轟方向和起爆點(diǎn)。我們就裝藥結(jié)構(gòu)和爆轟方向及起爆點(diǎn)來分析一下 爆破效果：三、正向爆破結(jié)構(gòu)與爆破分析：正向爆破的裝藥結(jié)構(gòu)首先是將被動(dòng)藥卷裝入孔底，然后裝入起爆藥卷，而且藥卷的聚能 穴方向都一致朝孔底，裝上水炮泥，最后在孔口充填炮泥。如下圖正向裝藥起爆時(shí)，因所產(chǎn)生的沖擊波火焰、高溫氣體是由外向里傳播的，在易有存儲(chǔ)瓦 斯的巷道空間里，不易有火焰產(chǎn)生，所以

4、不易有引起瓦斯煤塵爆炸的危險(xiǎn)，有利于礦井生產(chǎn) 的安全性。正向起爆因藥卷的聚能穴都朝向孔底，起爆時(shí)能量都向孔底集中。在1米左右的淺眼中， 由于孔口阻塞力低，適當(dāng)增加孔底的爆轟壓力，在不同程度上可以提高一點(diǎn)炮眼利用率，在 軟巖中效果較好一些。隨著中深孔爆破的推廣和使用，正向爆破不僅不能提高炮眼的利用率，反而降低了爆破 效果。第一，于炮眼深，孔底抗爆強(qiáng)度增大，起爆時(shí)所產(chǎn)生的爆轟波能量由外向里傳播，將 被無限的巖體所吸由收，將有許多能量浪費(fèi)于巖體的汪洋大海之中，彈性能反回破碎能力較 弱，從而減弱了藥包的徑向爆破能量，如下圖第二，由于孔口先爆，提前沖開了孔口的阻塞，爆轟氣體可以迅速向孔外泄溢，降低 了氣

5、體在孔內(nèi)膨脹的壓力，大大減少了氣體膨脹對(duì)孔壁圍巖的靜力作用時(shí)間。第三，正向起爆容易產(chǎn)生切割，出現(xiàn)先發(fā)生爆破將鄰近孔炮頭崩掉或形成無炮泥爆破， 降低了爆破效果。第四，正向起爆在炮眼中容易剩殘留炸藥，這樣，鑿巖鉆頭碰上容易發(fā)生爆炸。如下 圖左圖為正向起爆藥卷被先爆孔震裂錯(cuò)位與被動(dòng)藥卷脫開。反向爆破的裝藥結(jié)構(gòu)及爆破分析右圖為起爆藥卷已被先爆孔拋開。四、反向裝藥結(jié)構(gòu)與爆破原理反向爆破的裝藥結(jié)構(gòu)是首先將起爆藥卷放入孔底，然后裝入被動(dòng)藥卷，而且藥卷的聚能穴一 致朝向眼口，最后填堵炮泥，如上圖采用反向爆破可以克服正向爆破的缺點(diǎn)，可以避免掉由于帶炮二造成的大量殘孔殘藥現(xiàn) 象。從而可以提高爆破效率。第一、反向起

6、爆可以增強(qiáng)爆破應(yīng)力場(chǎng)。由于炸藥是由孔底向孔口起爆的，在爆炸瞬間 就迅速在圍巖中沖擊波的動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)和膨脹波的靜應(yīng)力場(chǎng)，未爆的炸藥起到類似炮泥的堵塞作 用，這樣不僅使孔底先爆區(qū)已形成的應(yīng)力場(chǎng)迅速卸泄，而且接近孔口的前爆炸藥產(chǎn)生的沖擊 波和膨脹波又連續(xù)加強(qiáng)了已經(jīng)形成的應(yīng)力場(chǎng)。如此，從孔口到孔底，在整個(gè)炮孔全長(zhǎng)的周邊 巖石中形成了強(qiáng)大的動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)和靜應(yīng)力場(chǎng)，其結(jié)果必然提高了爆破效果，俗話說：“堡壘最 容易從內(nèi)部攻破的”，就是這個(gè)道理。第二、反向起爆可以提高爆破沖擊波的有效作用。當(dāng)炸藥從孔底向孔口以一定速度傳 播的同時(shí)，在圍巖中由于爆破沖擊作用產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力波也以一定速度向外擴(kuò)展。當(dāng)這種壓 縮應(yīng)力波傳播到自

7、由面時(shí)即受到反射而變成拉伸應(yīng)力波，只有在這種拉伸應(yīng)力波強(qiáng)度超過巖 石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，巖時(shí)才被破壞而形成漏斗式破碎區(qū)，也只有當(dāng)壓縮應(yīng)力波較強(qiáng)時(shí)，才能形 成較強(qiáng)的拉伸應(yīng)力波，反向爆破不能在什么情況下都有利于形成直接指向自由面的高壓應(yīng)力 波。當(dāng)爆速超過應(yīng)力波速時(shí)，各段炸藥由內(nèi)向外連續(xù)爆炸，在圍巖中形成的壓縮應(yīng)力波將疊 加形成一個(gè)尖劈狀高壓應(yīng)力波峰指向自由面。如下圖第三、反向爆破不僅增大了爆生氣體的膨脹壓力，而且增長(zhǎng)期作用時(shí)間，至少等于全 部炸藥的爆破時(shí)間，從而增大了爆破范圍和拋碴距離。第四、反向起爆毫秒延期爆破時(shí)，炮眼不易發(fā)生切割，炮頭也不能拋出炮眼外爆炸， 從而可以提高爆破效率，降低炸藥消耗。反向起

8、爆也有它的不足，它要求雷管腳線要長(zhǎng)，裝藥比較麻煩，在有水的炮孔中炮頭位 于孔底，易受誰拒爆（防水炸藥除外），因此要嚴(yán)格防水。五、正反向爆破在生產(chǎn)中的應(yīng)用兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦屬于低瓦斯礦井，正向裝藥爆破使用較少，反向爆破應(yīng)用較多，如 一橫軌道巷中間連巷、十采邊界(西)泄水巷、七采一號(hào)軌道巷、10302上巷運(yùn)輸通道、十采 上部運(yùn)煤巷聯(lián)絡(luò)巷、1308下巷結(jié)束聯(lián)絡(luò)巷、1309 一號(hào)聯(lián)絡(luò)巷、1304下順槽回風(fēng)通道及其外 段等等較多的巷道施工中采用了反向正藥爆破的方式施工，特別是一橫軌道巷液壓鉆車施工 時(shí)，采用反向裝藥結(jié)構(gòu)爆破單進(jìn)水平達(dá)到2、4米，取得了良好的爆破效果。提高了生產(chǎn)效六、小結(jié)：綜上所述，證明了反向裝藥起爆方法在生產(chǎn)中應(yīng)用優(yōu)于正向裝藥起爆方法。 但是我礦在煤巷中及出現(xiàn)瓦斯涌出的巖巷中，仍要求采用正向裝藥起爆方式。所以希望礦制 定安全技術(shù)措施，使反向裝藥起爆方法能夠在生產(chǎn)中得到進(jìn)一步