Page 163 - 煤矿安全生产与生态环境治理和发展问题研究

第五章 巷道掘进技术与安全管理

（二）煤矿岩巷快速掘进技术的应用
1. 爆破
岩巷爆破可分为两个阶段。第一，切割孔被喷射以形成自由面或空隙或沿隧
道轴切割。切割完成后，剩余的孔朝向切口喷出。岩巷爆破的结果主要取决于切

割孔爆破的效率。在切割中发射的第一次充电类似于火山口爆破。应力波引起的
径向压裂是爆炸破碎的主要原因，气压仅是应力波产生的裂缝延伸的原因。两个
压力即应力和气体的影响性质在接合岩体中是不同的，其中接头限制了应力波传
播。第二，气体穿透接合面并试图分离岩块。在连接地层中碎片的大小和形状由

气体压力和关节特征决定。在爆破的第二阶段，随着自由面的可用性提升，应力
波的利用率增加。由于第一阶段的切口形成，在第二阶段中由于破裂和反射的拉
应力导致的岩石破裂效率更高。
2. 岩体破裂

岩巷开口周围爆炸引起的岩体破坏，破裂类型可以分为三类：①由于压裂造
成的损坏；②利用不连续性和剪切的结构损坏；③导致两个不同岩石单元之间的
分离或类似岩石类型之间的岩性边界的岩性破坏。联合方向对岩巷开挖过程中的
超挖 / 破裂以及抽穗和台阶操作具有重要影响。垂直于岩巷方向作用力有利于形

成良好的拉力并且平行于隧道前进方向产生拉力。在煤矿的开发面进行爆破时，
爆破地层的倾斜方向可以很好地进行，其中在上升的廊道中，与汲取廊道相比，
拉力增加了 11%。当主要巷道垂直于隧道轴线时，可以拉动隧道中更长的圆形。
然而，如果不连续性与 V-CutHagan 中连接 Vs 的顶点线平行，则可以在竖井中获

得更好的拉力。
3. 边界爆破
通常，在岩巷掘进中使用两种类型的边界爆破：预裂开和光滑爆破。当同时
开挖两个紧密间隔的带电孔时，从两个孔产生的应力波在孔之间的平面处碰撞，

并产生垂直于孔轴的二次拉应力前沿，并有助于沿着连接孔的线延伸径向裂缝。
来自爆炸气体的楔入作用有利于沿同一线延伸裂缝。此外，相邻孔的延迟定时需
要非常精确，使得应力波应该在中点处碰撞，并且可以减少孔之间断裂的任意性。
边界爆破性能很大程度上取决于采掘面的性质和方向。当预裂结轴与预分裂轴成

1° ~30°的角度时，采掘面取向会对预裂结果产生不利影响。在光滑喷砂中，
轮廓孔和最近的生产孔之间的延迟间隔保持很高，以便在轮廓孔爆炸之前促进材

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