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[摘 要]伴随着我国社会经济的不断发展，也相应的促进了我国煤矿行业的发展，在炮眼布置方式上也不断的改进，进一步促进了煤矿生产的顺利进行。因此， 本文主要针对于煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布置方式探讨与改进进行了分析。
[关键词]炮眼；布置方式；岩巷；炮掘工艺
中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0214-01
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。
2 煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布设方式
在煤矿岩巷炮掘的过程中，根据爆破的形式以及布置可以将爆破炮眼分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三种炮眼，三种炮眼在煤矿岩巷炮掘工艺上都占有一定的地位，是煤矿巷道炮倔作业中不可缺少的因素。
2.1 煤矿岩巷炮掘工艺中掏槽眼的布置方式
掏槽眼的主要目的是为接下来的爆破任务制造第二个自由面，从掏槽眼的布置方式上可以将分为直眼掏槽方式和斜眼掏槽方式两种。根据对炮眼的爆破形式以及爆破条件分析，我国煤矿行业巷道炮倔中经常采用斜眼掏槽的方式，与直眼掏槽方式相比斜眼掏槽方式能充分的对爆破自由面的利用，而且从岩石爆破条件上斜眼掏槽方式也非常的适用。因为直眼掏槽方式需要具备与自由面垂直的限制，因此会造成掏槽的面积比较小，在很多爆破环境下不适用。
2.2 煤矿岩巷炮掘工艺中辅助眼的布置方式
辅助眼需要借助于掏槽眼制造的第二个自由面进行最大限度的爆破任务。辅助眼的布置方式要本着等近原则进行布置，由于布置的位置是需要与自由面呈垂直的状态，因此在一般的煤矿巷道炮倔工程中辅助眼之间的距离在600mm 至 750mm 之间，受等近原则的限制必须要保证炮眼与炮眼之间的布置距离均匀，这样才能保证在爆破之后的岩石块的大小比较均匀。
2.3 煤矿岩巷炮掘工艺中周边眼的布置方式
相对与掏槽眼和辅助眼来说， 周边眼的布置方式必须精确，因为周边眼是形成巷道设计轮廓的主要环节。要根据辅助眼爆破之后的情况再结合与巷道设计的轮廓妥善布置周边眼，对于周边眼之间的距离半径一定不要距离太远， 否则将会影响巷道的轮廓设计，因此周边眼之间的距离布置一般不会超过200mm。
3 煤矿岩巷炮掘艺术炮眼布置方式的改进
随着科技的发展，我国煤矿行业上也有了很大的进步，尤其是在煤矿巷道炮倔的工作中的安全系数和爆破效率都得到很大的提高。但是，在整体的煤矿巷道炮倔的工作中还依旧需要改进，对炮眼的深度、直径、数目和爆破中使用的炸药量以及相应的设计方案等都需要改进，以实现最大限度的增加爆破效率和保障工作的安全性。
3.1 炮眼深度的改进
炮眼深度对爆破的循环工作量以及炮进的尺量有着直接的影响，因此在煤矿岩巷炮掘工艺炮眼布置方式的改进中，炮眼的深度是必须考虑的改进因素。巷道炮倔过程中影响到炮眼深度的主要因素有爆破岩石的性质、煤矿巷道的尺寸、爆破的应用技术以及炮眼的钻眼机械等，要根据巷道爆破的形式以及能承担的工作量等因素对炮眼的深度进行改进。钻研的工作量是随着炮眼的深度增加而增加的。另外，在改进炮眼深度的同时还要掌握岩石炸药的威力，如果炮眼的深度加深时，则适当的增加威力较大的眨眼以及改进钻眼的机械，以实现更好的爆破效果。
3.2 炮眼直径的改进
在对炮眼深度改进的同时也要相应的改进炮眼的直径，这是对爆破中使用的炸药的威力发挥有着直接影响的因素。首先要掌握爆破炸药的直径，然后要了解炸药的直径与炮眼直径之间的差是多少时能发挥出炸药的最大威力。据分析当炮眼的直径大于爆破炸药直径 3mm 至 5mm 时能发挥出炸药的最佳爆破性，如果炮眼的直径过大时，就会降低炸药的威力影响到爆破的效果，相反如果炮眼的直径过小时，会导致在装炸药时比较困难。因此，要根据炸药的直径对炮眼的直径进行合理的改进，才能发挥出最佳的爆破效果[6]。
3.3 炸药量的选择
在岩巷炮掘的工程中，爆破的炸药量的选择非常重要。影响到炸药量的主要因素有爆破自由面的位置和数目、爆破岩石的性质、使用炸药的性能、巷道断面的尺寸和断面的大小等。如果炸药的消耗量不通过多各种影响因素之间衡量使用的话，那么可能会出现爆破威力过大影响超出巷道的设计范围， 甚至会造成人身安全，而如果爆破威力过小的话，可能体现不出爆破效果而需要重复爆破的现象。因此，煤矿岩巷炮掘工程中，使用爆破的炸药量一定要进行合理的选择。
3.4 根据爆破方案对炮眼数目的改进
在巷道炮倔的过程中，炮眼的钻孔数目对爆破的效果和跑钻眼的工作量造成直接的影响。 而影响到炮眼数目的因素也有很多，例如，上面刚提高的巷道断面的形状和尺寸、岩石的性质以及爆破中使用的炸藥性能等。一次性爆破中钻孔的炮眼数目也就是爆破中炮眼的最终排列数目，因此，炮眼的钻孔数目需要综合考虑各项因素来布置，一般的爆破效率要求炮眼的利用率在 85%以上，而且必须要保证爆破后的巷道轮廓要符合相关的设计要求和施工性。
3.5 爆破设计方案的改进
在岩巷炮掘的过程中，按照爆破设计方案执行爆破任务的话，有时会发现有很多的爆破问题，有很多的爆破问题都是由爆破设计方案存在不妥的地方而出现的错误，因此，要对爆破的设计方案进行改进工作。 在爆破设计方案的改进中，要本着降低钻眼的工作量、增加炮眼的利用率等原则进行改进，而且，在实际的爆破中的爆破成果要严格的按照爆破设计作业，爆破成果要符合爆破设计方案的要求，避免爆破过程中出现的超挖和欠挖的现象，还要掌握爆破后巷道的坡度要与设计方案相符。 此外，在爆破方案设计中要尽量降低爆破的范围，否则会对围岩造成严重的影响，避免在爆破中采用支架的方式崩倒，要重视巷道的维护工作。 4 实例分析
4.1工程概况
某矿施工队进入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。
4.2问题分析
掘进工作面原有的炮眼布置方式掏槽眼只有一层，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。
4.3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。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。
4.4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，施工队每炮进尺都可达到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。
5 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術装备条件。在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。
作者简介：
吴纲邵，2013年毕业于华北科技学院采矿工程，现供职于中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿。
[关键词]炮眼；布置方式；岩巷；炮掘工艺
中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0214-01
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。
2 煤矿岩巷炮掘工艺的炮眼布设方式
在煤矿岩巷炮掘的过程中，根据爆破的形式以及布置可以将爆破炮眼分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三种炮眼，三种炮眼在煤矿岩巷炮掘工艺上都占有一定的地位，是煤矿巷道炮倔作业中不可缺少的因素。
2.1 煤矿岩巷炮掘工艺中掏槽眼的布置方式
掏槽眼的主要目的是为接下来的爆破任务制造第二个自由面，从掏槽眼的布置方式上可以将分为直眼掏槽方式和斜眼掏槽方式两种。根据对炮眼的爆破形式以及爆破条件分析，我国煤矿行业巷道炮倔中经常采用斜眼掏槽的方式，与直眼掏槽方式相比斜眼掏槽方式能充分的对爆破自由面的利用，而且从岩石爆破条件上斜眼掏槽方式也非常的适用。因为直眼掏槽方式需要具备与自由面垂直的限制，因此会造成掏槽的面积比较小，在很多爆破环境下不适用。
2.2 煤矿岩巷炮掘工艺中辅助眼的布置方式
辅助眼需要借助于掏槽眼制造的第二个自由面进行最大限度的爆破任务。辅助眼的布置方式要本着等近原则进行布置，由于布置的位置是需要与自由面呈垂直的状态，因此在一般的煤矿巷道炮倔工程中辅助眼之间的距离在600mm 至 750mm 之间，受等近原则的限制必须要保证炮眼与炮眼之间的布置距离均匀，这样才能保证在爆破之后的岩石块的大小比较均匀。
2.3 煤矿岩巷炮掘工艺中周边眼的布置方式
相对与掏槽眼和辅助眼来说， 周边眼的布置方式必须精确，因为周边眼是形成巷道设计轮廓的主要环节。要根据辅助眼爆破之后的情况再结合与巷道设计的轮廓妥善布置周边眼，对于周边眼之间的距离半径一定不要距离太远， 否则将会影响巷道的轮廓设计，因此周边眼之间的距离布置一般不会超过200mm。
3 煤矿岩巷炮掘艺术炮眼布置方式的改进
随着科技的发展，我国煤矿行业上也有了很大的进步，尤其是在煤矿巷道炮倔的工作中的安全系数和爆破效率都得到很大的提高。但是，在整体的煤矿巷道炮倔的工作中还依旧需要改进，对炮眼的深度、直径、数目和爆破中使用的炸药量以及相应的设计方案等都需要改进，以实现最大限度的增加爆破效率和保障工作的安全性。
3.1 炮眼深度的改进
炮眼深度对爆破的循环工作量以及炮进的尺量有着直接的影响，因此在煤矿岩巷炮掘工艺炮眼布置方式的改进中，炮眼的深度是必须考虑的改进因素。巷道炮倔过程中影响到炮眼深度的主要因素有爆破岩石的性质、煤矿巷道的尺寸、爆破的应用技术以及炮眼的钻眼机械等，要根据巷道爆破的形式以及能承担的工作量等因素对炮眼的深度进行改进。钻研的工作量是随着炮眼的深度增加而增加的。另外，在改进炮眼深度的同时还要掌握岩石炸药的威力，如果炮眼的深度加深时，则适当的增加威力较大的眨眼以及改进钻眼的机械，以实现更好的爆破效果。
3.2 炮眼直径的改进
在对炮眼深度改进的同时也要相应的改进炮眼的直径，这是对爆破中使用的炸药的威力发挥有着直接影响的因素。首先要掌握爆破炸药的直径，然后要了解炸药的直径与炮眼直径之间的差是多少时能发挥出炸药的最大威力。据分析当炮眼的直径大于爆破炸药直径 3mm 至 5mm 时能发挥出炸药的最佳爆破性，如果炮眼的直径过大时，就会降低炸药的威力影响到爆破的效果，相反如果炮眼的直径过小时，会导致在装炸药时比较困难。因此，要根据炸药的直径对炮眼的直径进行合理的改进，才能发挥出最佳的爆破效果[6]。
3.3 炸药量的选择
在岩巷炮掘的工程中，爆破的炸药量的选择非常重要。影响到炸药量的主要因素有爆破自由面的位置和数目、爆破岩石的性质、使用炸药的性能、巷道断面的尺寸和断面的大小等。如果炸药的消耗量不通过多各种影响因素之间衡量使用的话，那么可能会出现爆破威力过大影响超出巷道的设计范围， 甚至会造成人身安全，而如果爆破威力过小的话，可能体现不出爆破效果而需要重复爆破的现象。因此，煤矿岩巷炮掘工程中，使用爆破的炸药量一定要进行合理的选择。
3.4 根据爆破方案对炮眼数目的改进
在巷道炮倔的过程中，炮眼的钻孔数目对爆破的效果和跑钻眼的工作量造成直接的影响。 而影响到炮眼数目的因素也有很多，例如，上面刚提高的巷道断面的形状和尺寸、岩石的性质以及爆破中使用的炸藥性能等。一次性爆破中钻孔的炮眼数目也就是爆破中炮眼的最终排列数目，因此，炮眼的钻孔数目需要综合考虑各项因素来布置，一般的爆破效率要求炮眼的利用率在 85%以上，而且必须要保证爆破后的巷道轮廓要符合相关的设计要求和施工性。
3.5 爆破设计方案的改进
在岩巷炮掘的过程中，按照爆破设计方案执行爆破任务的话，有时会发现有很多的爆破问题，有很多的爆破问题都是由爆破设计方案存在不妥的地方而出现的错误，因此，要对爆破的设计方案进行改进工作。 在爆破设计方案的改进中，要本着降低钻眼的工作量、增加炮眼的利用率等原则进行改进，而且，在实际的爆破中的爆破成果要严格的按照爆破设计作业，爆破成果要符合爆破设计方案的要求，避免爆破过程中出现的超挖和欠挖的现象，还要掌握爆破后巷道的坡度要与设计方案相符。 此外，在爆破方案设计中要尽量降低爆破的范围，否则会对围岩造成严重的影响，避免在爆破中采用支架的方式崩倒，要重视巷道的维护工作。 4 实例分析
4.1工程概况
某矿施工队进入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。
4.2问题分析
掘进工作面原有的炮眼布置方式掏槽眼只有一层，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。
4.3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。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。
4.4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，施工队每炮进尺都可达到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。
5 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術装备条件。在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。
作者简介：
吴纲邵，2013年毕业于华北科技学院采矿工程，现供职于中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿。