1810綜采工作面深孔爆破強制放頂

李琨

1810綜采工作面深孔爆破強制放頂

李琨

針對沙坪煤礦1810綜采面初采期頂板難垮落的問題，實施了深孔爆破強制放頂，強制放頂使用PVC管裝藥、填塞工藝及木楔封孔，實現(xiàn)了炮眼的快速裝藥、封孔，大大提高了頂板的爆破效率，效果顯著，從而保證了工作面的安全高效生產(chǎn)。

深孔爆破；強制放頂；PVC管裝藥、填塞工藝及木楔封孔；爆破效率

0 引言

近年來隨著煤礦采掘機械化程度的不斷提高，采掘工作面推進(jìn)速度大大加快，頂板管理與之不相適應(yīng)的現(xiàn)象日漸突出。加之煤礦開采強度增大和開采深度增加，礦山壓力越來越加大，礦壓顯現(xiàn)越來越明顯，頂板災(zāi)害威脅越來越嚴(yán)重。針對1810工作面頂板的具體情況，為了避免初次來壓對支架造成巨大的沖擊載荷，使完整的頂板盡早垮落，減小初次來壓步距，減緩初次來壓對支架的破壞作用，為保證工作面的安全高效生產(chǎn)，需要對1810綜采面切眼中部171 m的范圍內(nèi)進(jìn)行爆破強制放頂。

1 工作面概況

沙坪煤礦8#煤層，俗稱9尺煤及5尺煤，位于山西組地層中部或中上部,8#煤層西南部為合并層，東北分岔為上下分層，1810工作面所在煤層位于為8#煤層西南部為合并層與8#上煤層的層間距平均為1.2 m，1810工作面煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含2層穩(wěn)定夾矸，傾角2～4°，煤層厚度0.90～12.41 m，平均4.2 m，設(shè)計采高3.8 m，工作面傾向?qū)?00 m，走向推進(jìn)長度426 m。采煤方法采用走向長壁后退式全部垮落綜合機械化采煤法。

根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局《關(guān)于2014年度年產(chǎn)30萬噸及以上煤礦礦井瓦斯等級和CO2涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)》，沙坪煤礦相對瓦斯涌出量為0.67 m3/t，絕對瓦斯涌出量為5.03 m3/min，相對二氧化碳涌出量為0.91 m3/t，絕對二氧化碳涌出量為6.91 m3/min，屬瓦斯礦井。根據(jù)瓦斯鑒定報告，我礦為瓦斯礦井，但是不能忽視瓦斯管理，應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)工作面風(fēng)量，認(rèn)真做好重點區(qū)域的瓦斯檢查工作，并適當(dāng)加大工作面通風(fēng)量。工作面煤層頂板為泥巖，偽頂厚度為0.00～0.25 m，局部發(fā)育，具斜層理，灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，厚度不穩(wěn)定，開采時隨煤層一起脫層垮落。直接頂厚度為1.4 m，巖性特征：灰黑色泥巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層理不明顯，含植物化石，硬度小。工作面覆巖柱狀如圖1所示。

圖1 1810工作面覆巖柱狀圖

2 深孔爆破強制放頂技術(shù)

2.1 炮眼布置

炮眼設(shè)計施工時，爆破的最大垂深設(shè)計為10 m，鉆孔與頂板夾角為30°，炮眼采用奇、偶數(shù)呈“一”字形的布置方式進(jìn)行炮眼的布置設(shè)計，并對1810回風(fēng)順槽端部進(jìn)行雙向“八”字形的掏槽眼布置，具體炮眼布置示意圖如圖2所示。各炮眼的投影均處在同一直線上，炮眼布置在切眼中心線處，孔間距為8 000 mm，垂直深度分別為6 m、8 m、10 m，在膠運和回風(fēng)順槽各布置一個孔（24、25號）共布置25個孔。炮眼布置及爆破技術(shù)參數(shù)見表1。炮眼采用ZDY-650型全液壓坑道鉆機施工，鉆頭采用Φ 90 mm合金鋼鉆頭，成孔直徑Φ95 mm。

表1 爆破技術(shù)參數(shù)一覽表

2.2 強制放頂炮眼的PVC管裝藥、填塞工藝及封孔方法

由于炮眼的長度較長，已經(jīng)無法滿足裝藥的要求，此次裝藥采用PVC管做承載的裝藥工藝，改變傳統(tǒng)的整卷炸藥直接裝孔，大大提高了炮眼的裝藥效率。

強放炮眼的PVC管裝藥示意圖如圖3所示。具體裝藥工藝過程為：

1）、首先將Φ75 mm的PVC管截成2 m長，并在管的一頭用膠帶封好。

2）、將PVC管擺成一排，然后向PVC管內(nèi)穿入綁好導(dǎo)爆索的炸藥，導(dǎo)爆索的一頭插入炸藥內(nèi)并用膠帶綁好，用木棍推至PVC管端頭，然后陸續(xù)向管內(nèi)填入炸藥直至裝滿。裝滿后導(dǎo)爆索另外一頭的外露長度要留夠，為下一根PVC管裝藥做準(zhǔn)備。

3）、將已穿好導(dǎo)爆索和炸藥的PVC管子按炮眼編號進(jìn)行分組折疊并捆扎起來。

4）、炮泥管制作：在長1 m的PVC管內(nèi)裝入黃泥，裝滿裝實，然后在管子的兩頭用膠帶封好，炮泥管的制作總量根據(jù)炮眼的個數(shù)和深度制作足夠并有一定富余。

5）、待工作面推進(jìn)6 m左右，將已制作的炸藥管和炮泥管用工程車運到放炮地點，然后人工按照炮眼編號用長木棍依次裝入，最后再進(jìn)行封孔處理。

圖2 1810頂板深孔爆破強放炮眼布置圖/m

圖3 強放炮眼的PVC管裝藥示意圖/m

封孔則是改變原傳統(tǒng)的炮泥直接封孔，而是用刻有小槽的木楔直接封孔，如圖4所示。其中，封孔木楔的長度為400 mm，大頭一端直徑100 mm，小頭一端直徑70 mm，表面的小槽則是用來引導(dǎo)導(dǎo)爆索，小槽的斷面為20 mm×20 mm，木楔封孔后再用木錘敲緊以防木楔和藥管滑落。

圖4 強放炮眼封口木楔意圖/mm

2.3 強制放頂炮眼聯(lián)線與引爆

炸藥采用二級煤礦許用乳化炸藥，雷管采用煤礦許用毫秒延期電雷管，聯(lián)線方式為并聯(lián)，起爆方式采用延期雷管導(dǎo)爆索起爆炸藥，起爆器型號為QL2000。炮眼采用簡化的間隔方式裝藥，即采用連續(xù)偶合方式裝藥，并采用雙雷管，雙導(dǎo)爆索引爆。其中一根導(dǎo)爆索延伸至炮眼底部，另一根導(dǎo)爆索與炮眼外側(cè)第一個藥包連接，每一根導(dǎo)爆索均采用雷管引爆，兩個雷管在孔口采用并聯(lián)連接，并用木塞固定，放炮母線必須絕緣良好，采用串并聯(lián)回路，放炮母線懸空吊掛。在工作面推進(jìn)6 m時停產(chǎn)進(jìn)行裝藥連線，待回風(fēng)系統(tǒng)撤完人員并設(shè)好警戒后實施引爆。

2.4 安全施工要求

嚴(yán)格按照設(shè)計要求施工炮眼，并采用濕式打眼，實行綜合防塵，嚴(yán)禁干打眼；放炮員必須是經(jīng)過專門培訓(xùn)，并持有放炮合格證的專門人員擔(dān)任；放炮地點20 m內(nèi)不準(zhǔn)留有未清除的煤、矸等其它雜物體阻礙巷道斷面1/3以上的；必須切斷工作面和兩順槽所有電器設(shè)備電源；保證回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)所有的傳感器靈敏可靠；放炮前必須對兩順槽及整個回風(fēng)系統(tǒng)的煤塵進(jìn)行徹底清洗，每次裝藥和放炮前必須對工作面和回風(fēng)順槽及放炮地點的瓦斯和煤塵濃度進(jìn)行檢測，如不符合放炮要求，嚴(yán)禁裝藥放炮。由于炮眼內(nèi)藥量較大，要求警戒距離和放炮安全距離不小于500 m，跟班隊長親自制定專人在警戒線和可能進(jìn)入爆破地點的所有通路上執(zhí)行警戒工作，各警戒地點除設(shè)置站崗人員外，還要設(shè)置警戒線，警戒線處要設(shè)置警戒牌、欄桿、拉繩等醒目標(biāo)識；放炮前工作面及順槽內(nèi)所有無關(guān)人員必須撤到輔助大巷內(nèi)，放炮人員必須在距放炮地點500 m安全距離以外的順槽聯(lián)巷內(nèi)進(jìn)行放炮工作，井下放炮嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮制”；每次放炮前工作面所有支架必須處于完好狀態(tài)，各種閥組、乳化液接頭等必須完好，支架拉成一條直線，并要接頂良好，初撐力要求達(dá)到額定工作阻力的80%，超前支護必須符合作業(yè)規(guī)程要求，否則不得放炮；放炮要求分二次爆破，先放第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、25號眼，再放13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24號眼；施工單位詳細(xì)編寫施工技術(shù)安全措施，審批貫徹后安排施工。

3 結(jié)語

近年來，沙坪煤礦在技術(shù)上不斷摸索創(chuàng)新，先后在18205、18206綜采工作面實施了深孔爆破強制放頂，效果顯著。該項技術(shù)成功的運用了PVC管串聯(lián)藥包的裝藥工藝，并采用炮泥管進(jìn)行封孔，大大提高了炮眼的裝藥速度及封孔質(zhì)量，為頂板的爆破效果提供了保障。

[1]錢鳴高,石平五.礦山壓力與巖層控制(M).徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社, 2003.

[2]朱德仁,錢鳴高,徐林生.堅硬頂板來壓控制的探討(J).煤炭學(xué)報,1991.

[3]黃慶享.采場老頂初次來壓的結(jié)構(gòu)分析(J).巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 1998.

[4]張杰.淺埋煤層頂板深孔預(yù)爆強制初放研究(J).采礦與安全工程學(xué)報,2012.

[5]張立輝.綜采工作面強制放頂工藝及實施過程中應(yīng)注意的安全問題(J).神華科技,2012.

[6]魏光榮.綜采工作面深孔爆破強制放頂?shù)膽?yīng)用(J).煤炭工程,2005

[7]秦勇,劉杰.綜放工作面強制放頂?shù)脑O(shè)計與探索(J).煤炭工程,2009.

[8]王金國.淺析煤礦綜采工作面強制放頂時應(yīng)注意的幾個問題(J).神華科技,2009.

[9]張德琦.巖巷中深孔爆破合理掏槽型式的確定(J).煤礦安全,2005.

Deep hole blasting forced caving in 1810 fully mechanized working face

LI Kun

In view of the problem of hard roof caving during the early mining stage in the 1810 fully mechanized working face of Shaping Coal Mine,the deep hole blasting forced caving is implemented,the forced caving uses the charge by using PVC tube,filling process and sealing by using wedge,they implement the fast charge and sealing of hole, greatly improve the blasting efficiency of the roof,and ensure the safe and efficient production of the working face.

Deep hole blasting;Forced caving;Charge by using PVC tube;Filling process and sealing by using wedge;Blasting efficiency

TD235.4

B

1000-4866(2016)06-0032-03

10.19413/j.cnki.14-1117.2016.06.009

2016-11-2

李琨，男，1986年生，山西大同人，2013年畢業(yè)于山西大同大學(xué)采礦工程專業(yè)，本科，助理工程師。