Page 166 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 程 兵，等： 槽腔深度对掘进断面后续破岩特性的影响 第 8 期

促使炸药能量得到有效利用。而当槽腔直径增大时，相当于自由面向断面四周扩展，自由面进一步增
大，围岩的夹制作用减弱，同时崩落孔需破碎的岩石量减少，因此有助于提升爆破破碎效果。可见，槽腔
作为自由面，优化其深度与直径能显著提升后续破岩效率。

4 现场实验

4.1 工程概况
某煤矿井筒基岩段采用圆形断面进行钻爆开挖，掘进直径为 12.2 m。实验区段岩层主要是砂岩，岩
石完整性较好，坚固性系数为 6～8。现场采用直径为 55 mm 的炮孔，孔内装填直径为 45 mm 的抗冻型
水胶炸药，并使用煤矿许用电子雷管进行起爆。
4.2 爆破方案设计
总体方案：采用直眼桶形掏槽爆破技术，掏槽孔深度为 5.5 m，其他炮孔深度为 5.2 m。共设计 3 种掏
槽爆破技术，施工过程中将掏槽孔和后排炮孔分 2 次起爆，分别对槽腔成型特征和全断面爆破效果进行
统计，进而分析二者之间的内在关联。
掏槽方案 1：常规单段掏槽技术。钻设一圈掏槽孔，掏槽孔圈径为 1.8 m，采用孔内连续装药结构，使
用延期时间为 0 ms 的雷管起爆，具体设计如图 17(a) 所示。

0 ms 0 ms

0 ms 50 ms 50 ms
25 ms 25 ms

Driving direction Driving direction Driving direction

(a) Cutting scheme 1 (b) Cutting scheme 2 (c) Cutting scheme 3
图 17 掏槽爆破方案设计示意图
Fig. 17 Diagrams of cutting blasting scheme designs

掏槽方案 2：孔内延期掏槽技术。钻设一圈掏槽孔，掏槽孔圈径为 1.8 m，采用孔内分层装药结构，
上、下层装药分别使用延期时间为 0 和 25 ms 的雷管起爆，具体设计如图 17(b) 所示。
掏槽方案 3：孔内-孔外复合延期掏槽技术。钻设 2 圈掏槽孔：第 1 圈掏槽孔圈径为 1.8 m，采用孔内
分层装药结构，上、下层装药分别使用延期时间为 0 和 25 ms 的雷管起爆；第 2 圈掏槽孔圈径为 3.6 m，采
用孔内连续装药结构，使用延期时间为 50 ms 的雷管起爆，具体设计如图 17(c) 所示。
4.3 结果统计与分析
由于掏槽孔和后排炮孔分 2 次爆破，对现场 表 4 槽腔成型特征及全断面爆破效果数据统计
施工和工期影响较大，因此每种掏槽技术仅开 Table 4 Statistics of cutting cavity forming effects
展 3 次实验，然后对相关指标取平均值，槽腔成 and full section blasting effects
型特征及全断面爆破效果数据统计如表 4 所示。 掏槽方案 槽腔深度/ 槽腔直径/ 循环进尺/ 炮孔利 破碎块度/
从表 4 可以看出，当采用常规单段掏槽爆破 编号 m m m 用率/% m
时，成腔直径为 1.9 m，但由于孔底围岩夹制作用 1 4.0 1.9 3.9 75.0 0.4～1.2
较大，成腔深度仅为 4.0 m，后排炮孔底部自由面 2 5.3 2.0 4.5 86.5 0.3～0.8
不足，容易产生根底和大块，最终循环进尺和炮 3 5.3 3.7 5.0 96.1 0.2～0.5

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