高瓦斯突出礦井巖巷掘進中深孔爆破技術(shù)研究

■何輝

（神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司烏蘭煤礦寧夏石嘴山753000）

高瓦斯突出礦井巖巷掘進中深孔爆破技術(shù)研究

■何輝

（神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司烏蘭煤礦寧夏石嘴山753000）

在煤礦掘進過程中，一般采用的爆破手段為中深孔爆破技術(shù)，中深孔爆破技術(shù)的成本價格低廉，掘進的效率也比較高，可以保證施工質(zhì)量和施工速度。本文詳細介紹了烏蘭煤礦中深孔爆破技術(shù)參數(shù)設(shè)置過程及在巖巷掘進作業(yè)過程中的一些具體應(yīng)用，進而介紹了一些中深孔爆破技術(shù)施工時的注意事項。

高瓦斯突出 巖巷掘進 中深孔爆破研究

1　概述

在煤礦掘進過程中，中深孔爆破技術(shù)占有很重要的地位，尤其是在地下采礦過程中，得到了很廣泛的應(yīng)用，并給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。中深孔爆破技術(shù)能適用于各種規(guī)模、地形地貌的煤礦，它與其他開采技術(shù)相結(jié)合，不但減少了生產(chǎn)事故，提高了安全生產(chǎn)條件，而且提高了掘進單進水平，使企業(yè)的效益有顯著提高。受自然條件制約，直到2014年，烏蘭煤礦才逐步開始采用中深孔爆破技術(shù)。

1.1礦井概況

烏蘭煤礦屬高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井，礦井圍巖多以灰黑色或深灰色粉砂巖和細砂巖為主，部分煤層直接頂板為石灰?guī)r，巖性較硬，硬度普氏系數(shù)f一般為4～6。烏蘭煤礦以往巖巷掘進炮眼深度一直為1.6m（掏槽眼深度1.8m），這是一直影響烏蘭煤礦巖巷掘進單進水平提高的重要因素。為了進一步提高巖巷掘進單進水平，2014年開始，烏蘭煤礦開始研究中深孔爆破技術(shù)，并逐漸成熟。

1.2中深孔爆破技術(shù)概述

中深孔爆破主要是加強爆破破碎效果，減少爆破飛石，崩落石塊大小基本符合要求，爆堆集中且有一定松散度，便于掘進出渣。這就要求在技術(shù)上要熟悉所布炮眼的最小抵抗線，合理布置炮眼及控制裝藥量，同時也要熟悉炮眼爆破順序，根據(jù)實際地質(zhì)及巖性情況，及時做出調(diào)整，保證爆破效果及巷道的成型。

2　中深孔爆破技術(shù)研究

2.1中深孔爆破的參數(shù)設(shè)置

首先，要確定烏蘭煤礦中深孔爆破中炮眼的深度。根據(jù)烏蘭煤礦井下圍巖的性質(zhì)、巷道斷面尺寸、打眼設(shè)備類型等確定炮眼直徑，烏蘭煤礦現(xiàn)掘進的巖巷（平巷）全部使用鑿巖機打眼，炮眼直徑為45mm，炮眼直徑確定后，結(jié)合中深孔爆破技術(shù)要求，炮眼深度一般設(shè)定為2～2.5m比較適宜。炮眼深度不宜過大，若深度過大將會造成爆破沖擊，增大排粉的難度，使爆破掘進不能正規(guī)循環(huán)進行。因此，烏蘭煤礦先將炮眼深度確定為2m，即掏槽眼施工2.2m，周邊眼及輔助眼施工2m，將2m以上深度的炮眼作為下一步中深孔爆破試驗的參數(shù)。

其次，要確定最小抵抗線。抵抗線過大，會導(dǎo)致炮不能很好的推出去，出現(xiàn)強烈的后沖、拉裂現(xiàn)象；抵抗線過小，不僅會浪費炸藥、增加作業(yè)時間，還會出現(xiàn)飛石，對施工人員的安全有很大威脅，無形中增加了工程成本。因此，最小抵抗線的確定需要根據(jù)井下巖石硬度、炸藥威力、炮徑以及炮孔角度等復(fù)雜的參數(shù)進行計算，而且要不斷地進行調(diào)整，以保證良好的爆破效果。烏蘭煤礦技術(shù)人員根據(jù)實踐總結(jié)出計算炮眼最小抵抗線的公式：W=a/m，其中W代表最小抵抗線，a是炮眼間距，m是炮眼的密集系數(shù)（一般情況下，m大于1.0，炮眼孔徑較小時，m取1）。烏蘭煤礦炮眼間距最小的為周邊眼，間距300mm，因此，計算得出炮眼最小抵抗線W=0.3m。

再次，要確定單位體積巖石使用的藥量系數(shù)，即炸藥單耗，通常我們用Q表示。烏蘭煤礦巖巷掘進全部采用直墻半圓拱形斷面，而巷道斷面大小、每循環(huán)施工的炮眼數(shù)量、裝藥方式、起爆方法、巖石硬度、最小抵抗線等因素對Q值均有影響。因此，通過大量實驗和實踐經(jīng)驗證明，烏蘭煤礦將此次2m深度炮眼掘進的巖巷炸藥單進確定為1.51kg/m3。

2.2巷道掘進爆破

巷道中的爆破效果直接影響著巷道掘進的其他工序的進行，決定著工程進度。其爆破范圍不大，用藥不多，爆破夾制作用在一個自由面上很明顯。所以，合理布置各種炮眼，確定好的方式方法、參數(shù)等顯得十分重要。巷道掘進中，炮眼有以下四種分類，第一種是掏槽眼，掏槽眼主要布置在巷道斷面中下部，深度比預(yù)計掘進循環(huán)進度大200mm；第二種是輔助眼，輔助眼位于周邊眼和掏槽眼中間，一般是兩排；第三種是周邊眼，周邊眼布置在靠近巷道輪廓處，眼距布置的合理與否直接影響巷道斷面的成型；第四種是底眼，底眼能夠平整巷道底面，不留底根。

烏蘭煤礦巖巷最大掘進斷面為17.3㎡，以往掘進時炮眼總數(shù)為70個，包括三組掏槽眼、一圈周邊眼、兩圈輔助眼及一排底眼，炮眼間距為周邊眼400mm，輔助眼和底眼500mm。采用炮眼深度為2m的中深孔爆破技術(shù)后，通過大量試驗，烏蘭煤礦將周邊眼眼距縮小為300mm，增加一組掏槽眼，炮眼總數(shù)增加為82個，這樣不僅提高了掘進單進水平，而且爆破后巷道成形也較以往好了不少。

烏蘭煤礦屬高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井，裝藥方式為正向裝藥，巖巷揭穿煤層掘進過程中需要采用遠距離爆破方式，一次性起爆。因此，受此條件制約，烏蘭煤礦使用毫秒延期電雷管和煤礦許用炸藥，采用毫秒微差起爆，它是用毫秒來計算炮眼之間或各排炮眼之間的時間間隔，按照一定順序要求起爆。這個方法能減少爆破震動，減少爆破的危害，同時還能提高巖石的破碎質(zhì)量，降低爆破成本。

3　中深孔爆破技術(shù)注意事項

煤礦巖巷掘進中深孔爆破作業(yè)中，應(yīng)該結(jié)合本礦區(qū)實際地質(zhì)情況，根據(jù)炮眼抵抗線及地質(zhì)條件的變化，熟練的布置炮眼，其中對掏槽眼及周邊眼的熟練掌握，可加強爆破效果，有利于巷道的成型，保證巷道掘進工程質(zhì)量。

4　結(jié)語

中深孔爆破技術(shù)不僅能夠大幅度提高掘進單進水平，而且使礦井開采過程中成本降低。烏蘭煤礦采用2m深度炮眼的中深孔爆破技術(shù)后，巖巷掘進單進由2013年的76.69m/月·個提高至2014年的82.23m/月·個，提升幅度達到7%，創(chuàng)造幾年來的新高。因此，2015年開始，烏蘭煤礦計劃進一步對中深孔爆破技術(shù)進行研究，特別是在2.5m左右深度炮眼的中深孔爆破技術(shù)上進行研究，一方面提高了巖巷掘進單進水平，一方面降低了掘進材料成本，使礦井更進一步受益，企業(yè)的效益再上一層樓。

[1]劉曉剛.淺論煤礦掘進中深孔爆破技術(shù) [J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊）.2012.7.

[2]宗琦，劉菁華.煤礦巖石巷道中深孔爆破掏槽技術(shù)應(yīng)用研究 [J].爆破，2010.4.

P62[[[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～434～1