爆破技術(shù)在綜采工作面過大斷層的實踐應(yīng)用

楊 威

(西山煤電集團公司官地礦)

12510綜采工作面地表位于黃冶溝支溝右側(cè)山梁上,植被發(fā)育,井下位于南五采區(qū)北配巷右側(cè),右鄰12508綜采工作面采空區(qū),左鄰12512綜采工作面采空區(qū),12510綜采工作面所采煤層為2#煤層,俗稱九尺煤,該煤層為穩(wěn)定可采煤層,煤層傾角為3°～12°,煤層厚度為2.84 m。全煤層中發(fā)育著一層厚度為0.20～1.35 m的砂質(zhì)泥巖夾石層,沒有偽頂,直接頂為細砂巖,灰色、較硬、水平層理,厚度為6.38 m左右;老頂為灰色細砂巖,含云母碎片和暗色物質(zhì),是斜層理。工作面底板直接底為細砂巖,以石英、長石為主;老底砂質(zhì)頁巖、灰黑色、呈條帶狀呈現(xiàn)。工作面采用M GTY250/600-1.1D型采煤機割煤,SGZ-764/630型刮板輸送機和DSP1050/1000膠帶輸送機運煤,采用ZZ-4000型的支架支護頂板。

斷層情況：根據(jù)掘進施工及工作面推進到530 m左右時,揭露一條落差為3.5 m逆斷層,傾角45°。斷層先從機頭揭露,從機頭斷開一直斜切到機尾,走向距離230 m。

為保證工作面順利通過斷層,西山煤電集團公司官地礦安排工程區(qū)參與巖石爆破工作。對工作面內(nèi)出現(xiàn)的巖石實施打眼爆破,然后用采煤機裝矸通過。

1 爆破設(shè)計

1)設(shè)計要求。

a)保證工作面支架和相關(guān)設(shè)備的安全。打眼爆破不能損壞溜槽、電纜、支架操作手柄、液壓管路等。

b)爆破的巖石原則上不超過擋煤板。

c)選擇合理的爆破參數(shù),針對不同巖性、不同厚度的巖石,合理優(yōu)化爆破參數(shù),取得較好的效果。

2)方案確定。

a)采取檢修班打眼、裝藥,實施爆破,其他兩個班割煤生產(chǎn)。

b)根據(jù)斷層的性質(zhì)、落差、角度等情況,回采過斷層時,采用由斷層的上盤以-8°破底托煤頂找下盤的方法。

圖1 炮眼布置圖示意圖

3)爆破參數(shù)的確定。爆破工藝的主要爆破參數(shù)有爆破器材的選擇、炮眼布置參數(shù)、起爆順序等。

a)爆破器材的選擇：根據(jù)毫秒延期爆破的原理,采用毫秒延期雷管1、3、5段分別起爆,采用2號煤礦銨銻炸藥。

b)炮眼布置參數(shù)：一般根據(jù)采高、煤的硬度、煤層節(jié)理、層理及頂板情況來確定炮眼布置參數(shù),但也與使用的炸藥種類、藥量及起爆方式有關(guān)。根據(jù)本工作面的具體情況,炮眼采用五花眼布置,炮眼深度、間距和炮眼角度見圖1。眼距1 m,上排眼距頂板0.8 m,下排眼距底板0.2m,下排眼向底板方向根據(jù)斷層的性質(zhì),破底角度 -8°。為了增加最小抵抗線,減弱巖塊的拋擲距離,增大斷層巖石破碎度,炮眼深度選定為1.2 m。

c)炮眼裝藥量：炮眼裝藥量不僅影響巖石的破碎塊度和巖塊的拋擲距離,而且影響勞動生產(chǎn)率,材料消耗、噸煤成本和頂?shù)装宸€(wěn)定性等,所以裝藥量的選擇是否合理非常重要。根據(jù)經(jīng)驗公式并結(jié)合經(jīng)驗,確定頂眼、腰眼、底眼裝藥各200 g。

d)起爆順序：起爆順序的選擇應(yīng)使后期的裝藥能充分利用先期起爆炸藥形成的自由面。一次起爆裝藥的炮數(shù)少,除能充分利用自由面外,還能減弱爆破拋擲,降低爆破地震效應(yīng)以及減弱空氣沖擊和爆破噪音,但為了提高爆破效率,適當增加每段起爆的炮數(shù),起爆順序見圖2。

2 實施效果

圖2 起炮順序示意圖

經(jīng)過現(xiàn)場精心組織,基本實現(xiàn)檢修班打眼爆破,兩班生產(chǎn)的正規(guī)循環(huán),但裝藥量有時受巖性、巖石厚度、炮泥封堵質(zhì)量等影響,調(diào)整不及時會出現(xiàn)巖石拋出距離遠,對電纜、液管、支架有沖擊,或爆破效果不好,巖石裂塊大,對采煤機通過有影響。現(xiàn)場根據(jù)巖石性質(zhì)及時調(diào)整炮眼間排距、裝藥量等,以經(jīng)濟、有效的爆破效果保證工作面順利通過斷層。

3 經(jīng)濟和社會效益

1)經(jīng)濟效益。12510綜采工作面采用爆破的方法過斷層230 m,多回收煤15萬 t,直接經(jīng)濟效益2 700多萬元。減去因過斷層增加2個月的回采時間的各種投入100萬元左右,創(chuàng)收約2 600多萬元。

2)社會效益。

a)采用爆破法過大斷層在官地礦為首次,此次過斷層成功,為此項技術(shù)積累了經(jīng)驗,為以后類似地質(zhì)條件下開采打下了基礎(chǔ)。

b)此次使用爆破技術(shù)順利通過斷層,為采煤工藝改革提供了新的技術(shù)支持。

c)爆破技術(shù)在綜采工作面過大斷層得到實踐應(yīng)用,說明使用爆破法過大斷層是可行的。根據(jù)巖石性質(zhì)、采煤工藝和爆破環(huán)境合理優(yōu)化爆破參數(shù),使之達到理想效果,是爆破施工的關(guān)鍵技術(shù)。

[1] 陳修建.松動爆破技術(shù)在綜采工作面斷層的應(yīng)用[J].煤礦爆破,2009(3)：29-30.

[2] 萬清生.綜采工作面過斷層技術(shù)[J].煤炭科學技術(shù),2006(12)：76-77.