朱才坤
淮河能源控股集团煤业公司谢桥矿，安徽淮南 232001
摘要：台阶法是最基本、运用最广泛的施工方法，而且是实现其它施工方法的重要手段。现阶段巷道采用台阶法施工过程中因台阶高度较低，自由面较小，上台阶循环单进较低制约现场生产，难以实现正规循环，尤其是巷道岩性为砂岩等硬岩表现突出。为此，我们对双楔形掏槽爆破技术进行了相关研究，这种爆破技术能提高巷道成行质量,降低材料消耗,提高掘进速度和工作效率,降低工程成本。
关键词：台阶法;硬岩;双楔形;爆破技术
巷道高度超过3.8m均必须采用台阶法施工，上台阶高度不超过2.8m，但是现阶段巷道采用台阶法施工过程中因台阶高度较低，自由面较小，上台阶循环单进较低制约现场生产，难以实现正规循环，尤其是巷道岩性为砂岩等硬岩表现突出。我矿二水平东翼B4煤层底板回风上山由-720m东翼B4煤层底板轨道巷拨门施工，巷道断面为5.2*4.2m，迎脸全断面为砂岩，岩石坚硬，传统的爆破技术参数难以满足现场，炮眼利用率低，爆破后有效进尺极低，平均进尺1.1m~1.3m，施工进度难以得到保证，且循环单进低造成施工成本增加，费时费力，无法实现降本增效。为了解决台阶法施工过程中上台阶硬岩巷道爆破效果差，炮眼利用率低，循环单进差等问题，决定采用双楔形掏槽爆破技术。
1 掏槽形式概述
巷道爆破不同于露天爆破，它只有一个自由面即开挖面，爆破效果的好坏，取决于临空面的性质（大小、数量），就改善巷道整体爆破效果出发，必须通过掏槽方式人为地创造新的自由面（临空面），通常利用钻孔方式的不同，形成多种多样的临空面，最早最原始的方法是即发掏槽，即用多个相距甚密的垂直炮孔进行齐发爆破，这种掏槽方式炮孔利用率较低，可达孔深的60～70% ，并且爆破产生的振动很大，随后又发展为斜眼掏槽，如单斜面掏槽、锥形掏槽、扇形掏槽、楔形掏槽等。掏槽方式与钻孔机械先进程度相关，随着液压凿岩台车的使用和电脑台车的进一步发展，巷道爆破掏槽由斜眼掏槽方式发展为直眼掏槽。如裂缝掏槽、五梅花中空掏槽、桶形掏槽、螺旋形掏槽等，实践中采用何种掏槽方式必须考虑到所使用的钻孔机械，当采用手持风钻钻孔时，大多采用斜眼掏槽方式，当岩石较软时，对爆破振动有严格要求时，必须采用有利于降低爆破振动的直眼掏槽方式。如螺旋形掏槽或桶形掏槽等，当采用大型钻孔台车时，必须使用直眼掏槽方式才能获得较大的爆破进尺。般巷道爆破大多采用斜眼这种较为远古的施工方法，正由于斜眼掏槽具有较多的优点，受与施工管理相关等因素的制约，在目前仍然是一种巷道爆破的主要掏槽方式。
楔形掏槽是由两排以上的相邻对称的倾斜炮孔组成，爆破后形成楔形的槽，槽可以分成水平楔形和垂直楔形掏槽两种形式。其适用于开挖大断面，并根据开挖面节理裂隙发育程度以及走向分别采用水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽（当存在水平层理时应用水平楔形掏槽），这类掏槽方式能提供较大区域的槽腔体积，有利于后续炮孔的爆破，提高循环进尺和炮孔利用率，减少炮孔数量。缺点是爆破块度较大、堆碴分散、个别飞石达 60m 左右，其爆破振动较大，这对于整体性较好、极限抗压强度较高的围岩而言，爆破振动导致的破坏程度不甚明显。
2 台阶法施工的优缺点
台阶法优点：灵活多变、适用性强，凡是软弱地层、第四纪沉积地层，均可采用台阶法，这也是基本的方法，无论地层变好还是变坏，都能及时更改，变换成其他方法。另外，台阶法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。
台阶法缺点：上下部作业有干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响。另外，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数。
3台阶法市施工注意事项
台阶数不宜过多，台阶长度要适当，充分利用地层纵向承载拱的作用。上台阶高度宜为2.5m，一般以一个台阶垂直开挖到底，保持平台2.5-3m，易于减少翻渣工作量。装渣机应紧跟开挖面，减少扒渣距离，以提高装渣运输效率。
软弱地层施工时，单线台阶长度超过1.5倍洞径就要及时封闭，双线巷道台阶长度超过1倍洞径就要及时封闭，未封闭长度大于纵向承载拱跨，就会产生变位骤增现象。
台阶法开挖宜采用轻型凿岩机打眼施作小导管，当进行深孔注浆或设管棚时多用跟管钻机，而不宜采用大型凿岩台车。
上台阶架设拱架时，拱脚必须落在实处，采用锁脚锚管（灌浆）稳固拱脚，防止拱部下沉。
个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢丝网施工，防止落石和崩塌。
解决上下部半断面作业的互相干扰的问题，做好作业施工组织、质量监控及安全管理工作。
采用钻爆法开挖石质巷道时，应采用光面爆破技术和振动量测控制振速，以减少对围岩的扰动。
4 施工巷道概况
二水平东翼B4煤层底板回风上山从-720m东翼B4煤层底板轨道巷拨门,以195°方位，0°、13.5°、11.5°、15.5°、0°下山施工至-920m东翼4煤底板轨道巷车场，全长952.0m。
掘进区段周边100m范围内发育有1条断层即F11-1:224～232°∠70°H=3.0～4.3m。受断层影响，岩层产状变化大，岩层破碎，局部小构造发育。巷道掘进区段地层产状为180°～200°∠10°～18°。无岩溶陷落柱发育、无岩浆岩侵入
5双楔形掏槽爆破实施方式
传统的爆破参数中掏槽眼中线左右分别布置1排掏槽眼，爆破后掏槽效果差（见图1）。因为掏槽效果决定巷道爆破效果，为提高硬岩巷道爆破效果，解决现场存在的问题，必须深入研究掏槽布置，本成果提出了双楔形深浅掏槽技术，优化了爆破技术参数，解决了炮眼利用率低的问题，加大了掏槽力度，创造了更大的自由面，提升了整体爆破效果，大幅度提高了巷道循环单进，同时也节约了巷道施工成本，实现了降本增效。
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图1 传统爆破参数
双楔形掏槽技术，即先在巷中左右各400mm分别施工3个浅孔（1m）楔形掏槽眼，然后由浅孔楔形掏槽眼向两帮300mm分别施工4个深孔（2m）楔形掏槽眼。
6有益效果
我矿在二水平东翼B4煤层底板回风上山采用双楔形掏槽技术后，现场掏槽效果显著，循环单进由1.1m~1.3m提升至1.5m~1.7m，炮眼利用率大幅度得到提高，节约了施工时间，减少不必要的工时，实现了正规循环作业，提高了巷道单进水平，同时也节约了巷道施工成本，实现了降本增效，为同类条件下巷道掘进施工提供了经验。
7结束语
双楔形掏槽技术强力掏槽，优化了爆破参数，提升了巷道炮眼利用率，提高了循环单进，保障了施工进度，同时也节约了巷道施工成本，实现了降本增效，为同类条件下巷道掘进施工提供了经验。
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