淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿 安徽淮北 235047
摘要：朱庄矿开拓三水平进风斜井和Ⅱ64轨道下山，都是大断面岩石巷道，为加快巷道进度和安全生产，对大断面巷道采用反向爆破进行研究试验，其经验对以后开采大断面巷道的爆破技术和放炮管理有一定的借鉴作用。
关键词：大断面岩石巷道；正反向爆破技术；安全生产
一、课题提出的背景
朱庄煤矿随着矿井新采区的开拓，需要开拓大量的岩石准备巷道，为加快巷道的推进速度，对传统的正向爆破造成网路内装药炮眼不能一次起爆，出现丢炮、拉炮严重，即影响爆破效果，增加爆破时间，增大劳动强度，炮眼利用率低，炸药消耗多，又为爆破安全带来重大隐患。针对上述问题，今年朱庄煤矿专门组织技术力量进行研修。
二、研修过程
研修人员首先查阅了大量的历史资料，掌握了需要开拓的岩石特性及地质情况。通过学习各种教材、外出调研等手段，结合现场试验，研修人员在现场选定了以三水平进风斜井作为本课题研修的试验工作面，在研修过程中，研修人员始终坚持现场试验与地面资料、地质资料相结合，认真进行技术参数的优化调整、基础数据的收集整理、分析和研究，形成了初步的阶段性课题研修总结。
三、成果主要内容
㈠、正向爆破的装药结构及爆破分析：
正向爆破的装药结构首先是将被动药卷装入孔底，然后装入起炮药卷，最后在孔口填堵水炮泥和机制炮泥，如图：
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正向装药起爆时，因爆炸所产生的冲击波火焰、高温气体是由外向里进行冲击传播的，在易有储存沼气的巷道空间里，不易有火焰产生，所以不易引起沼气、煤尘爆炸的危险，有利于生产的安全性。
正向起爆因药卷在外，起爆时爆炸能都向孔底集中，在1米左右的浅眼中，由于孔口阻塞力低，适当增加孔底的爆轰压力，在不同程度上可以提高一点炮眼利用率，在软岩中效果较好一些。
随着中深孔爆破的使用推广，正向爆破不仅不能提高炮眼利用率，反而降低了爆破效果；第一：由于炮眼深，孔底抗爆强度增大，起爆时产生的炮轰波能量由外向里传播，将被无限的岩体所吸收，将有许多能量浪费于岩体的汪洋大海之中，弹性能反向破碎力较弱，从而减弱了炸药径向的爆炸能量；如图：
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第二：由于孔口先爆，提前冲开了孔口的阻塞，爆生气体可以迅速向孔外泻溢，降低了气体在孔内膨胀的压力，大大的减少了气体膨胀对孔壁围岩的静力作用时间。
第三：正向起爆容易反向切割，出现先发生爆破将临近孔炮头崩掉或形成无炮泥爆破，降低爆破效果。
第四：正向起爆在炮眼中容易剩残留炸药，这样凿岩钻头碰上容易发生爆炸。如图
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左图：正向爆破起爆药卷被先爆孔震裂错位与被动药卷脱开。
右图：起爆药卷已被先爆孔抛开。
㈡、反向爆破的装药结构及爆破分析：
反向爆破的装药结构首先是将起爆药卷放入孔底，然后装入被动药卷，最后填堵水炮泥和机制炮泥。如图
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采用反向爆破可以克服正向爆破的缺点，可以避免由于带炮而造成的大量残孔残药现象，从而可以提高爆破效率：
第一、反向起爆可以增强爆炸应力场，由于炸药是由孔底开始向外起爆的，在爆炸瞬间就迅速在围岩中产生冲击波的动应力场和膨胀波的静应力场，未爆的药卷起到类似炮泥的堵塞作用，这样不仅使孔底先爆区已形成的应力场不致迅速卸载，而且接近孔口的后爆炸药产生的冲击波和膨胀波又连续加强了已形成的应力场，在整个炮孔全长的周围岩石中都形成了强大的动应力场和静应力场，其结果必然提高了爆破效果，俗话说：“堡垒最容易从内部攻破”就是这个道理。
第二：反向起爆可以提高爆炸冲击波的有效作用，当炸药由孔底向孔口以一定的速度传爆的同时，在围岩中由爆炸冲击波产生的压缩应力波也以一定速度向外扩展。当这种压缩应力波传播到自由面时即受到反射面变成拉伸应力波，只有在这种拉伸应力波强度超过岩石的抗拉强度时，岩石才能被破坏，而形成漏斗式的破碎区，也只有当压缩应力波较强时，才能形成较强的拉伸应力波。反向爆破不论在什么情况下都有利于形成直接指向自由面的高压应力波，当爆速超过应力波速时，各段炸药由内向外连续爆炸，在围岩中形成的压缩应力波将叠加成一个尖劈状高压应力波峰指向自由面。如图：
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第三、反向爆破不仅增大了爆生气体膨胀压力，而且增长其作用时间，至少等于全部装药的爆炸时间，从而增大了爆破范围和抛渣距离。
第四、反向起爆毫秒延期爆破时，炮眼不易发生切割和出现炸药残留现象，即时发生切割，炮头也不能抛出炮眼外爆炸，从而可以提高爆破效率，降低炸药消耗。
反向起爆也有它的不足，它要求雷管脚线要长，装药比较麻烦。
四、效果效益分析
朱庄矿三水平进风斜井和Ⅱ64轨道下山都是岩石巷道，瓦斯浓度不超过0.1％，不存在瓦斯爆炸和煤尘爆炸的危险，主要是在装药时必须做到，所有母线、脚线及其接头全部用绝缘包布包住，两端扎紧，做到有效绝缘；操作人员洗净双手，并擦净母线、脚线；放炮前对电爆网进行网络导通试验，有问题立即处理；所有底眼加装彩色阻燃胶带，便于发现未爆雷管、炸药；提高施工人员操作水平，增强责任心和安全意识，严格按章操作，确保爆破效果。通过这些措施的实施，目前两个掘进工作面未发生一起拉炮和丢炮现象，效果很好。
经过研修，实现网络一次起爆、杜绝丢炮、拉炮，节省爆破时间，提高爆破效果，增进了巷道施工进度，确保了爆破安全。