煤層掘進(jìn)中深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)研究

于鋒

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，煤礦開采已迎來嶄新的面貌。在煤礦開采方面，低透氣性突出煤層不可避免要進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工。因而造成其中的瓦斯大量涌現(xiàn)，嚴(yán)重影響巷道掘進(jìn)的速度和礦井的安全生產(chǎn)。針對這方面，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)被應(yīng)用到其中，發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。以低透氣性煤層巷道掘進(jìn)為媒介，對深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的探討。

關(guān)鍵詞：低透氣性；煤層巷道掘進(jìn)；深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)；探討

在我國煤炭工業(yè)發(fā)展道路上，礦井瓦斯事故已成為重要性問題，比如瓦斯爆炸、瓦斯中毒窒息，對于我國重點煤礦來說，主要以高瓦斯礦井為主。這些礦井的煤層大都屬于低透氣性煤層，加大了瓦斯事故治理的難度，也加大了該煤層的掘進(jìn)難度，不僅要提高煤層的滲透特性，還要采取合理的抽采方法降低煤層中瓦斯的含量。對于這方面，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)被應(yīng)用到其中，它是低透氣性煤層在增透方面應(yīng)用的重要方法之一。該技術(shù)的應(yīng)用可以使低透氣性煤層的煤炭資源得到合理的開采，降低其開采難度，有效治理瓦斯事故?？梢?，以低透氣性煤層巷道掘進(jìn)為基準(zhǔn)，對深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)的應(yīng)用予以探討有著非常深遠(yuǎn)的意義。

1 深孔預(yù)裂控制爆破的作用原理

簡單來說，深孔預(yù)裂爆破就是采煤工作面前面的爆破孔和控制孔。這些孔具有一定的深度，并以交替布置的方式呈現(xiàn)。在相應(yīng)卸壓煤體作用下，在前方適當(dāng)位置引爆幾個深孔炮眼。這便是煤體預(yù)裂爆破。在爆破的過程中，控制孔能夠?qū)Ρ频姆较虻确矫孢M(jìn)行恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行控制，形成一定的卸壓槽。在爆破之后，爆破炮眼周圍煤體的松動以及破裂能夠在一定程度上形成卸壓圈。在此基礎(chǔ)上，煤層的透氣性系數(shù)得以增加。在瓦斯方面，其壓力下降、含量減少、排放速度減緩，為煤體堅固性的提高做好了鋪墊。此外，還使煤和瓦斯突發(fā)式發(fā)生、發(fā)展得到了很好地抑制，為采煤工作面提供了較長的防護(hù)區(qū)和安全區(qū)?？偟膩碚f，深孔預(yù)裂爆破的應(yīng)用可以使煤體原來裂隙的長度和范圍得到合理的控制。進(jìn)而，在提高煤層透氣性的同時，還能減少抽放瓦斯的阻力，使瓦斯抽放率能夠在極短的時間內(nèi)得以提高。

2 深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)

在低透氣性煤層巷道掘進(jìn)方面，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。從客觀的角度來說，主要是從布孔方式、鉆孔爆破施工技術(shù)這兩個環(huán)節(jié)對深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的分析。

2.1 布孔方式

在巷道掘進(jìn)工作面中，在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾靡欢ㄉ疃鹊你@孔。在鉆孔數(shù)量方面，控制孔和爆破孔的數(shù)量要根據(jù)具體施工情況進(jìn)行確定。在此基礎(chǔ)上，要使控制孔和鉆孔處于同樣的位置，兩邊的爆破孔需要稍微向外傾斜。此外，在布孔的時候，需要參照對應(yīng)的布置參數(shù)，使爆破孔和控制孔處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

2.2 鉆孔爆破施工技術(shù)

總的來說，在煤礦生產(chǎn)過程中，鉆孔爆破施工技術(shù)需要經(jīng)過一系列的操作，即鉆孔、裝藥、封孔、放炮。具體來說，第一，從礦區(qū)實際情況出發(fā)，進(jìn)行合理地鉆孔。首先，需要以現(xiàn)場施工條件為依據(jù)，對鉆機(jī)的位置進(jìn)行合理的確定并確定好鉆孔的角度，進(jìn)行鉆孔；其次在鉆孔結(jié)束后，一定要把孔內(nèi)的煤渣清理干凈；最后，在鉆桿拔出之后，需要及時進(jìn)行探孔，并對孔的深度加以驗證，避免鉆孔出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。第二，裝藥。在裝藥的過程中，需要采用專門用于煤層開采的藥管，在裝藥方式方面，以正向裝藥為主，只需要對爆破孔裝藥。需要注意的是：在裝藥的過程中，也需要參考一定的裝藥參數(shù)。第三，封孔方面。首先，在把藥裝進(jìn)爆破孔之后，需要采用專門的封孔器進(jìn)行封孔；其次，對用于其中的封孔材料要以有點潮的黃土為主；最后，需要使用麻袋片封住孔口，可以避免其中的煤泥沖出后引發(fā)一系列安全事故。第四，放炮方面。在放炮之前，需要把煤層掘進(jìn)巷道工作面附近的抽放系統(tǒng)關(guān)閉，可以有效地防止抽放孔和爆破孔進(jìn)行溝通，對其中的抽放系統(tǒng)造成影響。在放炮結(jié)束后，施工人員需要及時打開閥門，對煤層中的瓦斯進(jìn)行抽放。從某個角度來說，瓦斯的抽放是對深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)的進(jìn)一步加強(qiáng)與完善。同時，抽放瓦斯可以對該技術(shù)所產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行合理地利用，使瓦斯抽放的效果得以提高并使其中的瓦斯含量得以減少，增強(qiáng)煤體自身的強(qiáng)度。

3 深孔預(yù)裂控制爆破參數(shù)的選擇

在煤礦安全生產(chǎn)方面，采用深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)的時候，需要對其參數(shù)進(jìn)行合理地選擇。一是以煤礦開采為基點，對控制孔和爆破孔之間的距離進(jìn)行合理的選擇。首先，孔間距的大小需要和控制孔、爆破孔的直徑相吻合；其次，需要把空間距控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。在形成和發(fā)展裂縫的基礎(chǔ)上，使煤層的透氣性得以提高。二是以煤礦開采為導(dǎo)向，對控制孔和爆破孔的個數(shù)予以合理確定。認(rèn)真勘察煤層的地質(zhì)，準(zhǔn)確掌握煤層采礦的條件，對煤層中巷道斷面進(jìn)行合理的布置并以煤層中瓦斯儲量為紐帶，對控制孔和爆破孔個數(shù)進(jìn)行充分考慮。由于控制孔個數(shù)和爆裂面的大小有著密切關(guān)系，隨著控制孔個數(shù)的增加，其爆裂面也會隨之增加。在此基礎(chǔ)上，煤層裂區(qū)的范圍也會隨之?dāng)U大，通常情況下，控制孔需要控制在三到六個范圍內(nèi)，而爆破孔則需要控制在兩到三個范圍內(nèi)。

4 低透氣性煤層巷道中掘進(jìn)深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)應(yīng)用效果

站在客觀的角度，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)在低透氣性煤層巷道掘進(jìn)方面發(fā)揮著不可替代的作用。從應(yīng)用效果中，可以知道深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)具有一定的實踐意義，因此，對其中的冰山一角進(jìn)行了分析。

一是，該技術(shù)的應(yīng)用提高了低透氣性煤層的掘進(jìn)效率，施工人員的勞動強(qiáng)度也得以降低，比如，在進(jìn)行深孔預(yù)裂控制爆破之后，對于同樣深度的爆破孔，之前需要進(jìn)行三次打鉆施工，現(xiàn)在只需要進(jìn)行一次打鉆施工。在縮短打鉆時間的同時，煤層巷道掘進(jìn)效率還得到了極大的提高。二是，該技術(shù)的應(yīng)用增加了低透氣性煤層中抽放鉆孔瓦斯的數(shù)量，降低了瓦斯事故發(fā)生的頻率。三是，該技術(shù)的應(yīng)用使深孔預(yù)裂控制爆破一系列問題得到了合理地解決。比如，爆破孔在快速封口方面，解決了炸藥裝不進(jìn)爆破孔的問題。又比如，在深孔爆破過程中，該技術(shù)很好地解決了爆破孔封孔不夠嚴(yán)實的問題。當(dāng)然，還有一些其它方面的應(yīng)用效果，比如，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)的應(yīng)用提高了低透氣性煤層煤炭資源的生產(chǎn)效率，縮短了煤礦生產(chǎn)的周期。

5 結(jié)束語

總而言之，在煤礦生產(chǎn)中，深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)發(fā)揮著不容忽視的重要作用，尤其是在低透氣性煤層巷道掘進(jìn)方面。該技術(shù)的應(yīng)用使煤氣層的透氣性得到極大的提高，避免了煤礦開采過程中安全事故的發(fā)生，使煤礦開采工作順利進(jìn)行。在合理開采煤炭資源，緩解能源危機(jī)的同時，也使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益同時實現(xiàn)，走上可持續(xù)發(fā)展之路。

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