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【摘要】本文煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布置方式进行了探讨，并针对丁集煤矿开拓103队遇到的炮眼布置方式问题提出了改进措施，在提高了进尺效率的同时，也大大提高了排矸效率，可在硬岩的炮掘进尺中推广应用。
【关键词】煤矿岩巷；炮掘工艺；炮眼布置方式；改进
1、引言
随着淮南矿区及全国煤矿对瓦斯治理的高度重视，一面四巷的布置方式在各大矿井普遍推广应用，大大增加了岩巷工程的掘进量，工作面的准备时间也大幅提高，采掘衔接紧张的问题日益明显。由于煤巷掘进机械化技术及设备的高度成熟，解决此类问题的根本方法则是要进一步提高岩巷的掘进速度。目前，我国岩巷掘进中最普遍使用的仍是钻眼爆破破岩，即炮掘工艺，而正确的炮眼布置方式则是取得良好爆破效果的前提。因此，本文对煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布置方式进行探讨，并针对丁集煤矿现有的炮眼布置方式提出了改进措施。
2、炮眼布置方式及原则
炮眼必须根据岩石性质、巷道断面形状以及所使用的炸药等影响因素合理布置，并科学计算出各类炮眼的装药量才能获得良好的爆破效果。
2.1掏槽眼的布置方法及原则
掏槽眼最基本的布置方法为斜眼掏槽法和直眼掏槽法。
1）斜眼掏槽法
这种掏槽方法的特点是可以充分利用自由面，掏槽面积较大，但倾斜炮眼深度受到巷道断面尺寸的限制。在岩巷掘进中常使用锥形掏槽和垂直楔形掏槽。
2）直眼掏槽法
这种掏槽方法的特点：所有掏槽眼都垂直于工作面，彼此间距较小，且严格保持平行；留下不装药的空眼，作为装药槽眼爆破时的自由面；槽眼的深度不受巷道断面大小的限制，可以进行深孔爆破；一般不宜在松软岩石和有瓦斯煤尘爆炸危险的巷道中使用。
在直眼掏槽法中，空眼一般要比装药槽眼加深200mm左右。为了加强槽腔的抛碴作用，空眼也可加深500mm左右，以便在加深的炮眼底部装填1～2卷炸药，待其他槽眼爆炸后再爆。这种仅眼底装少量炸药的炮眼称为半空眼。大直径空眼是用重型凿岩机与大直径钻头打凿的，但一般多用2～3个相互靠近的普通直径炮眼替代，也可获得良好的爆破效果。
2.2其他炮眼的布置原则
辅助眼的布置原则是充分利用掏槽眼所创造的自由面，最大限度的爆破岩石。一般辅助眼的间距为400～800mm，炮眼方向基本上垂直于工作面，要布置均匀，以每一炮眼的最小抵抗线近似相等为原则，以使崩落下的岩石块度大小适中，便于装岩工作。
周边眼的布置是控制巷道成型的关键，其眼口中心应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上，眼底应稍向轮廓线偏斜，一般不超过100～150mm，便于在下循环打眼时钻机有足够的工作空间，同时尽量减少超挖量。目前掘进使用直径为40mm左右的炮眼，眼距为400～600mm。
3、炮眼布置方式改进措施
3.1工程概况
2013年1月，丁集矿开拓103队进入西一13-1皮带机大巷进行施工，采用炮掘工艺。根据地质预测报告及开拓要求，掘进工作面设计工程量262m，方位345°、3‰上坡施工，断面5.4m×4.5m，采用锚索网进行支护。
工作面岩石坚硬，硬度f>7，无裂隙和弱面，工作面每炮进尺不大于800mm。由于放下的岩块尺寸过大，最大直径大于800mm，需人工用大硾破碎，否则无法从皮带打运，严重影响了工作面进尺。
3.2问题分析
掘进工作面原有的炮眼布置方式如图3-1所示。由图可知，掏槽眼只有一层，由于岩石坚硬，破坏力明显不足，岩石外抛力不足，造成掏槽效果差。此外，当掏槽眼角度控制在75°，使用长2.2m的钻杆进行钻孔时，掏槽眼与直眼的间距大于900mm。掏槽眼爆破后，直眼炸药在眼底爆破抵抗线过大，不能对岩石行成有效剥落，使得后续爆破效果差。
3.3炮眼布置改进措施
通过对图纸和现场观察和分析，决定将一层掏槽眼改进为二层掏槽眼，并且在巷中垂直布置一排空眼，以增大自由面，如图3-2所示。第一层掏槽眼角度75°，第二层掏槽眼82°。实施此改进措施可实现以下效果：
1）保证掏槽眼与直眼间眼底间距不大于400mm，第一层掏槽眼爆破后，第二层掏槽眼的眼底自由面不大于400mm；
2）减小崩落矸石的块度，防止爆破后大块矸石的出现；
3）第二层掏槽眼的角度可以保证槽眼的外抛效果，保证直眼的剥落效果；
4）掏槽眼中间布置的空眼可以增加自由面，增加破坏力并防止在掏槽眼内形成大矸石。
3.4效果检验
通过对炮眼布置方式的优化，在实施改进后的炮眼布置方式后，开拓103隊每炮进尺都可达到1.7m以上，并且没有直径大于400mm的矸石出现，不需要人工破矸。在提高了进尺效率的同时，也大大提高了排矸效率。
4、结语
目前，我国煤矿岩巷掘进中仍以斜眼掏槽为主，它比较适合煤矿的岩石条件和现有技术装备条件。在丁集煤矿现有的技术装备和条件下，岩巷掘进工作面采用改进后的炮眼布置方式可提高巷道掘进速度，尤其在特硬围岩条件下，炮眼进尺率和排矸效率可提高一倍以上。因此，该种炮眼布置可广泛用于硬岩的炮掘进尺中。
【关键词】煤矿岩巷；炮掘工艺；炮眼布置方式；改进
1、引言
随着淮南矿区及全国煤矿对瓦斯治理的高度重视，一面四巷的布置方式在各大矿井普遍推广应用，大大增加了岩巷工程的掘进量，工作面的准备时间也大幅提高，采掘衔接紧张的问题日益明显。由于煤巷掘进机械化技术及设备的高度成熟，解决此类问题的根本方法则是要进一步提高岩巷的掘进速度。目前，我国岩巷掘进中最普遍使用的仍是钻眼爆破破岩，即炮掘工艺，而正确的炮眼布置方式则是取得良好爆破效果的前提。因此，本文对煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布置方式进行探讨，并针对丁集煤矿现有的炮眼布置方式提出了改进措施。
2、炮眼布置方式及原则
炮眼必须根据岩石性质、巷道断面形状以及所使用的炸药等影响因素合理布置，并科学计算出各类炮眼的装药量才能获得良好的爆破效果。
2.1掏槽眼的布置方法及原则
掏槽眼最基本的布置方法为斜眼掏槽法和直眼掏槽法。
1）斜眼掏槽法
这种掏槽方法的特点是可以充分利用自由面，掏槽面积较大，但倾斜炮眼深度受到巷道断面尺寸的限制。在岩巷掘进中常使用锥形掏槽和垂直楔形掏槽。
2）直眼掏槽法
这种掏槽方法的特点：所有掏槽眼都垂直于工作面，彼此间距较小，且严格保持平行；留下不装药的空眼，作为装药槽眼爆破时的自由面；槽眼的深度不受巷道断面大小的限制，可以进行深孔爆破；一般不宜在松软岩石和有瓦斯煤尘爆炸危险的巷道中使用。
在直眼掏槽法中，空眼一般要比装药槽眼加深200mm左右。为了加强槽腔的抛碴作用，空眼也可加深500mm左右，以便在加深的炮眼底部装填1～2卷炸药，待其他槽眼爆炸后再爆。这种仅眼底装少量炸药的炮眼称为半空眼。大直径空眼是用重型凿岩机与大直径钻头打凿的，但一般多用2～3个相互靠近的普通直径炮眼替代，也可获得良好的爆破效果。
2.2其他炮眼的布置原则
辅助眼的布置原则是充分利用掏槽眼所创造的自由面，最大限度的爆破岩石。一般辅助眼的间距为400～800mm，炮眼方向基本上垂直于工作面，要布置均匀，以每一炮眼的最小抵抗线近似相等为原则，以使崩落下的岩石块度大小适中，便于装岩工作。
周边眼的布置是控制巷道成型的关键，其眼口中心应布置在巷道设计掘进断面的轮廓线上，眼底应稍向轮廓线偏斜，一般不超过100～150mm，便于在下循环打眼时钻机有足够的工作空间，同时尽量减少超挖量。目前掘进使用直径为40mm左右的炮眼，眼距为400～600mm。
3、炮眼布置方式改进措施
3.1工程概况
2013年1月，丁集矿开拓103队进入西一13-1皮带机大巷进行施工，采用炮掘工艺。根据地质预测报告及开拓要求，掘进工作面设计工程量262m，方位345°、3‰上坡施工，断面5.4m×4.5m，采用锚索网进行支护。
工作面岩石坚硬，硬度f>7，无裂隙和弱面，工作面每炮进尺不大于800mm。由于放下的岩块尺寸过大，最大直径大于800mm，需人工用大硾破碎，否则无法从皮带打运，严重影响了工作面进尺。
3.2问题分析
掘进工作面原有的炮眼布置方式如图3-1所示。由图可知，掏槽眼只有一层，由于岩石坚硬，破坏力明显不足，岩石外抛力不足，造成掏槽效果差。此外，当掏槽眼角度控制在75°，使用长2.2m的钻杆进行钻孔时，掏槽眼与直眼的间距大于900mm。掏槽眼爆破后，直眼炸药在眼底爆破抵抗线过大，不能对岩石行成有效剥落，使得后续爆破效果差。
3.3炮眼布置改进措施
通过对图纸和现场观察和分析，决定将一层掏槽眼改进为二层掏槽眼，并且在巷中垂直布置一排空眼，以增大自由面，如图3-2所示。第一层掏槽眼角度75°，第二层掏槽眼82°。实施此改进措施可实现以下效果：
1）保证掏槽眼与直眼间眼底间距不大于400mm，第一层掏槽眼爆破后，第二层掏槽眼的眼底自由面不大于400mm；
2）减小崩落矸石的块度，防止爆破后大块矸石的出现；
3）第二层掏槽眼的角度可以保证槽眼的外抛效果，保证直眼的剥落效果；
4）掏槽眼中间布置的空眼可以增加自由面，增加破坏力并防止在掏槽眼内形成大矸石。
3.4效果检验
通过对炮眼布置方式的优化，在实施改进后的炮眼布置方式后，开拓103隊每炮进尺都可达到1.7m以上，并且没有直径大于400mm的矸石出现，不需要人工破矸。在提高了进尺效率的同时，也大大提高了排矸效率。
4、结语
目前，我国煤矿岩巷掘进中仍以斜眼掏槽为主，它比较适合煤矿的岩石条件和现有技术装备条件。在丁集煤矿现有的技术装备和条件下，岩巷掘进工作面采用改进后的炮眼布置方式可提高巷道掘进速度，尤其在特硬围岩条件下，炮眼进尺率和排矸效率可提高一倍以上。因此，该种炮眼布置可广泛用于硬岩的炮掘进尺中。