科创中国

行业领域

采矿业

需求背景

近年来，煤炭开采技术得到迅猛发展，同时采煤工艺也发生了巨大变化。综采放顶煤等生产技术的应用，使煤矿开采效率得到大幅度地提升，由于普遍较慢的岩巷施工进度，严重制约了矿井的生产发展，使得采掘矛盾在矿井的生产和发展中日益凸显。

岩巷掘进的施工速度缓慢且费用较高，在矿井的建设和生产中一直占有重要的位置。在新井建设中，岩巷施工.工期约占总工期的35%~50%;在生产矿井中贝则占总工程量的25%左右。因此，提高岩巷的掘进效率，对加快矿山建设和实现安全高效生产都有着非常重要的意义。

目前，钻眼爆破法仍是国内大部分岩巷掘进所采用的方法。由于钻爆法适应性强，可应用于各类岩体中，掘进不同类型的岩巷工程，它在今后相当长的时期内都将是岩巷掘进施工的主要方法，是其他方法不可替代的。

虽然钻爆法在前期取得了一定的进尺成绩，但远不能使煤矿采掘顺利衔接，与当前煤矿的高效生产所需要的岩巷掘进速度还有一-定的差距。目前，岩巷掘进存在的问题主要包括以下几个方面：爆破炮眼利用率低，掏槽方式有待改进;爆破效果较差，巷道超挖量大;工人劳动强度高，劳动组织水平较低等，严重制约着煤矿企业的高效生产和进一步发展。

现对岩巷爆破参数优化与快速掘进技术进行研究，积极研究适合本巷道的爆破技术，以期提高掘进效率和爆破效果。采用先进的岩巷爆破技术和科学合理的施工工艺，对于提高岩巷掘进效率、改善岩巷施工质量、保证正常的采掘比例具有重要的实用价值和研究意义。

需解决的主要技术难题

要解决现有掘进技术爆破炮眼利用率低，掏槽方式有待改进;爆破效果较差，巷道超挖量大；工人劳动强度高，劳动组织水平较低等，严重制约着煤矿企业的高效生产和进一步发展的问题，需解决：

1、巷道岩石物理力学性质的研究。对试验巷道的岩石进行取样，通过室内试验测定岩石的颗粒密度、粘聚力、内摩擦角、单轴抗压强度、三轴抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、变形模量等物理力学性质。分析岩样在三向压缩应力作用下的应力-应变曲线。

2、爆破参数研究。综合考虑多种因素对掏槽爆破方式及参数的影响，优化炮眼布置方式，采用不同阶微差掏槽方法，确定出合理可靠的掏槽方式和炮眼直径、炮眼深度、眼间距、装药结构等爆破参数。

3、快速掘进技术研究。从机械设备、爆破作业和综合管理等几个方面综合考虑，如何实现岩巷的快速掘进技术。

期望实现的主要技术目标

1、通过优化爆破参数、现场试验和工程应用相结合、合理选择钻眼机具和爆破器材，采用掏槽方法，实现岩巷的快速掘进；

2、优化爆破方案实施后平均炮眼利用率为93.6%；

3、同等炮眼深度条件下每茬炮进尺比原来提高了15.4%。

处理进度