深孔頂板預裂爆破技術(shù)在三河尖煤礦的應用

[摘 要]硬頂板預爆裂工程是降低老項初次來壓強度，減少因沖擊造成人員傷害及瓦斯災害的有效途徑。針對三河尖煤礦7142面頂板特點，采用深孔預裂爆破的辦法實現(xiàn)了對頂板的控制，保證了綜采工作面安全回采。

[關(guān)鍵詞]深孔；頂板預裂爆破技術(shù)；應用

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）38-0350-01

1 引言

在煤礦生產(chǎn)過程中，頂板事故占有較大比率，尤其是煤層頂板堅硬、完整、不易冒落綜采工作面初采，由于一般采取自然垮落法，隨著工作面的推進，造成采空區(qū)懸頂面積不斷擴大，當采空區(qū)大面積瞬問垮落時極易形成颶風和沖擊壓，造成人員傷亡和設(shè)備損壞。而且容易造成瓦斯瞬間涌出，誘發(fā)瓦斯重特大事故。頂板預裂爆破能夠改變基本頂冒落邊界位置，進而改變基本頂斷裂線位置，同時能夠降低基本頂斷裂、回轉(zhuǎn)、下沉對人造幫的影響。

2 礦井概況

7142工作位于西一采區(qū)，該工作面位于西一軌道下山以北，與7140工作面相鄰。主采煤層為7號煤，該煤層為自燃煤層，自燃期一般1～3個月。煤層傾角0-8°，煤層厚度2.2m，直接頂為2.1m的泥巖，老頂為7.6m的中砂巖。工作面煤層上方為覆蓋有2.1m的泥巖及7.6m的中砂巖。采用后退式走向長壁綜合機械化采煤方法，根據(jù)現(xiàn)場情況對7142工作面進行頂板傾向深孔預裂爆破，以降低沖擊危險性。

3 深孔頂板預裂爆破技術(shù)應用

3.1 施工要求

3.1.1 鉆孔位置及爆破要求

（1）鉆孔位置：7142運輸巷施工4個鉆孔，7142軌道巷施工6個鉆孔。

（2）待爆破鉆孔施工結(jié)束后，裝藥前，先用炮棍進行探孔，確保鉆孔暢通。

（3）每施工完一個孔，爆破一個孔。

3.1.2 爆破器材

（1）炸藥：采用二級煤礦許用水膠炸藥，防靜電塑料殼包裝，規(guī)格：直徑60mm，長度1000mm，單位重量4kg/ 1m，連結(jié)方式為連接套連接。煤礦許用水膠炸藥的主要性能指標如下：

猛度：>8mm 外力能力：>10ml

爆速：>2800m/S 殉爆距離：>2cm

（2）導爆索：選用煤礦安全防水抗拉導爆索，其主要性能參數(shù)如下：

藥量：10g/m 外徑：6.5mm

爆速：>6000m/s

抗水性能：裝索頭封后，放入（10-30）℃壓力（50±5）kN持續(xù)5h，仍可爆轟完全。

（3）雷管及發(fā)爆器：選用毫秒延期電雷管，利用MFB-100型電容式發(fā)爆器起爆。

（4）起爆方式：采用電雷管起爆導爆索，導爆索起爆炸藥的起爆方式。每個炮孔均設(shè)置有主、副兩根導爆索，同一炮孔雷管段號必須一致。

3.1.3 堵孔結(jié)構(gòu)

堵孔結(jié)構(gòu)為剛—塑—剛結(jié)構(gòu)的堵孔方式，前端采用專用堵孔水泥，主要用于抵抗和反射沿炮孔軸線傳遞的爆炸應力波，同時被動產(chǎn)生適量位移，緩沖并降低爆炸應力波的強度；中部充填的粘土炮泥等塑性材料能夠使爆炸應力波迅速衰減，同時隨著自身被壓縮密實，對爆炸氣體的阻力也迅速提高；后端專用堵孔水泥是為了進一步加強對炮孔的封堵作用，徹底避免沖孔事故的發(fā)生，同時也有效的防止了出現(xiàn)空氣沖擊波及飛散物的危害。

堵孔材料：水泥及粘土炮泥，充填長度比例為：粘土炮泥：水泥=3：2。專用堵孔水泥采用錨固水泥卷，規(guī)格：長250mm，直徑35mm，堵孔前，每4個水泥卷用紙包成一捆，并用麻線扎緊，浸水1分鐘后送入孔內(nèi)搗實。封孔長度不得低于孔深1/3。

3.1.4 爆破鉆孔參數(shù)

依據(jù)提供的地質(zhì)資料及井下實際觀察，設(shè)計鉆孔爆破參數(shù)，爆破材料參數(shù)等，在老頂預裂爆破實施過程中根據(jù)工作面巷道的實際情況、頂板巖性的具體特征及垮落狀況作出相應參數(shù)調(diào)整。爆破孔參數(shù)表如下。

鉆孔剖面圖見圖2

4 施工安全技術(shù)注意事項

4.1 安全管理措施

（1）頂板預裂爆破工作，由生產(chǎn)技術(shù)部統(tǒng)一負責，安監(jiān)部、礦壓科及有關(guān)區(qū)隊干部組成安全管理小組?，F(xiàn)場要有安全管理小組人員參加并檢查超前預裂爆破作業(yè)安全措施的執(zhí)行情況。發(fā)現(xiàn)有不安全隱患，應立即采取果斷措施進行處理，從而防止事故發(fā)生。

（2）放炮員必須持證上崗。作業(yè)時，必須作好開工前及作業(yè)中的安全檢查與不安全隱患處理工作，如有不安全因素存在，絕不允許進行作業(yè)。

4.2 防止爆炸火焰外泄措施

每一個炮孔在充填堵孔的主要工作結(jié)束后，孔口處應預留不小于0.2m的空段，用于放置連接好的導爆索及毫秒延期電雷管，最后用粘土炮泥將孔口預留段封堵密實，防止毫秒延期電雷管及出露在堵孔水泥外的少量導爆索起爆時產(chǎn)生的火焰。

穿過堵孔水泥的導爆索在起爆時會產(chǎn)生約Ф15mm孔徑的空洞，但由于炸藥爆炸的瞬間會使中部充填的粘土炮泥迅速被壓縮密實，裝藥段產(chǎn)生的爆炸氣體通道被切斷，因而消除了空洞的影響。

4.3 防止拒爆、早爆、遲爆等措施

為防止拒爆的產(chǎn)生，每一個炮孔內(nèi)放置多根導爆索，保證炸藥的充分起爆。雷管的聚能穴朝向與導爆索傳爆方向必須一致；導爆索與炸藥串每間隔1m用電工膠布捆綁固定，以防止傳爆不良而造成炸藥卷拒爆；保證起爆器材性能，禁止使用過期的炸藥、導爆索以及非毫秒延期電雷管，同一孔內(nèi)的雷管段號必須一致；使用防爆性能可靠的發(fā)爆器。

4.4 防止摩擦靜電引爆炸藥的措施

為便于裝藥，炸藥采用圓筒包裝，炸藥筒之間采用絲扣連接方式。為避免出現(xiàn)裝藥過程中由于炸藥卷與孔壁發(fā)生摩擦所產(chǎn)生的靜電引爆炸藥，采用抗靜電塑料筒包裝炸藥；在向孔內(nèi)輸送炸藥過程中，其推送速度不得大于0.5m/s。

4.5 防止爆破震動危害的措施

炮孔內(nèi)裝藥末端與巷道煤壁的距離不得小于15m；各進入施工地點的通道處必須設(shè)警戒人員，爆破前由班組長親自指派專人到規(guī)定地點設(shè)置警戒（警戒點附圖）。警戒人員必須在有遮掩、頂板完好，避開巷道交岔點的安全地點擔任警戒工作，并使用好警戒牌、警戒網(wǎng)，躲炮時間不低于30分鐘，躲炮距離不低于300m。躲炮期間任何人不準進入警戒區(qū)內(nèi)，爆破后由組長親自撤回警戒。

4.6 裝藥安全操作措施

每一個炮孔，要用適當壓風沖孔10min左右，將孔內(nèi)巖粉沖洗干凈，避免裝藥時藥卷受阻；導爆索插入藥包內(nèi)長度不小于100mm，藥包外的導爆索在藥包中部纏綁1～2圈并用電工膠布捆綁固定；用塑料殼包裝的炸藥卷的連接螺扣，向孔內(nèi)裝藥時必須擰緊。連接好的炸藥串外面的導爆索，每間隔1m用電工膠布與炸藥卷捆綁固定，防止傳爆不良而造成炸藥卷拒爆；炸藥卷連接成炸藥串，用炮棍人工推入孔底并固定，嚴禁錘打沖擊炮棒，退出炮棒時孔下方嚴禁站人；在裝藥期間，設(shè)裝藥警戒30m，除放炮員、組長、瓦安員及部分裝藥工人之外，其它無關(guān)人員不得入內(nèi)。

4.7 拒爆處理

處理前必須制定專門措施，在班組長指導下進行，并應在當班處理完畢，如果當班未能處理完畢，當班班長和爆破工必須在現(xiàn)場向下一班班長和爆破工交接清楚；由于連線不良造成的拒爆，可重新連線起爆；用水將封孔黃泥濕潤后，用木質(zhì)鏟將黃泥輕輕鏟落，用水沖出孔外直至露出導爆索。然后重新制作起爆藥包，送到導爆索處與導爆索充分接觸重新封孔、連線、起爆；嚴禁從炮孔中取出起爆藥包或從起爆藥包中拉出電雷管。嚴禁用打眼方法掏封孔黃泥。

作者簡介

朱耿彬，1969年06月出生，男，漢族，江蘇徐州市沛縣人，2014年畢業(yè)于武漢理工大學采礦工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)任徐礦集團三河尖煤礦綜采工區(qū)區(qū)長，研究方向為礦井深部開采及沖擊地壓防治技術(shù)。endprint