綜采工作面巖石松動(dòng)控制爆破方案選擇

戈志 胡開(kāi)敏

摘 要：本文首先對(duì)工程概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，概括了工作面開(kāi)采技術(shù)條件，并深入分析了綜采工作面堅(jiān)硬巖石爆破弱化初步方案設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容以及及實(shí)際爆破效果。通過(guò)綜合衡量比較爆破方案，選擇最適宜的方式進(jìn)行綜采工作面巖石松動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：松動(dòng)；爆破；試驗(yàn)；

綜采工作開(kāi)展過(guò)程中，如果遇到堅(jiān)硬巖石，應(yīng)當(dāng)積極采用合理的爆破弱化巖石方案，確保爆破工程安全進(jìn)行，由于巖石層面積大小及硬度的差異，所以制定的方案也有所不同。本文以某企業(yè)的綜采工作為例，結(jié)合爆破方案的實(shí)際應(yīng)用，從本質(zhì)上闡述綜采工作面通過(guò)堅(jiān)硬巖石時(shí)選擇科學(xué)方案的實(shí)際意義。

1工程概況簡(jiǎn)介

某企業(yè)在進(jìn)行回采工程時(shí)，遇到了堅(jiān)硬巖石阻礙，通過(guò)綜合分析區(qū)域范圍內(nèi)的地理環(huán)境和地質(zhì)條件可知，此次工程遇到同上述情況的可能性極高。從專業(yè)角度分析，巖石層的性質(zhì)屬于石灰?guī)r，其堅(jiān)固系數(shù)達(dá)到8成以上。由于其完整性不易被破壞，且硬度較高，普通綜采機(jī)根本無(wú)法運(yùn)行，針對(duì)此，應(yīng)當(dāng)采用爆破的方式弱化巖石的堅(jiān)硬度。由于綜采工作中采用的機(jī)械設(shè)備多樣性，基礎(chǔ)設(shè)施也非常復(fù)雜，而且距離爆破點(diǎn)的實(shí)際距離小于5米，所以在進(jìn)行爆破工程時(shí)，應(yīng)當(dāng)最大限度的保證綜采機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)良好，且輔助設(shè)施的安全穩(wěn)定性要高。此外，在綜采工作面實(shí)施爆破作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)高效合理的采用松動(dòng)爆破技術(shù)，與此同時(shí)，在巖體內(nèi)制造足夠大的縫隙，避免巖石層飛落，保證綜采機(jī)等設(shè)備能夠在特定的高度范圍內(nèi)開(kāi)展作業(yè)。再者，由于巖石層表夾縫較小，這在一定程度上，也給技術(shù)的運(yùn)用造成了阻礙。

2實(shí)施開(kāi)采技術(shù)要遵循的規(guī)則

開(kāi)采工作面深度距離地面在305米到320米之間，頂部巖石屬性由石灰?guī)r構(gòu)成，其自身厚度為6米左右，工作面的涌水量最大效率可達(dá)到每小時(shí)0.8立方米，絕對(duì)瓦斯涌出量則達(dá)到每分鐘3.0立方米。

3爆破方案的基本內(nèi)容

3.1 工程的實(shí)際要求及注意事項(xiàng)

1）在進(jìn)行工作面堅(jiān)硬巖石的爆破弱化工藝時(shí)，應(yīng)最大限度的保證后續(xù)工作不受到任何負(fù)面影響，確保工作面綜采機(jī)等相關(guān)輔助設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，保持炮眼深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，盡量壓縮爆破工序的時(shí)間投入，降低其在總作業(yè)時(shí)間中的占用比例。

2）鉆機(jī)的規(guī)格要達(dá)到40毫米，爭(zhēng)取鉆孔的實(shí)際爆破弱化效果在2.5米。

3）利用70毫米到90毫米的鉆孔，保證鉆孔的一次性弱化范圍達(dá)到9米到10米。

4）確保經(jīng)過(guò)弱化操作后，巖石的堅(jiān)硬度能夠達(dá)到綜采切割機(jī)正常工作的限度。

3.2 方案初步預(yù)定

通過(guò)全面細(xì)致的研究和技術(shù)磋商，初步確定三種爆破設(shè)計(jì)方案。前兩種方案的共同點(diǎn)是采用的鉆孔直徑都是43毫米，且鉆孔是工程現(xiàn)有的鉆孔設(shè)備，不需要重新采購(gòu)。而兩種方案的區(qū)別就在于第一種方案是有掏槽的淺孔爆破。第三種方案應(yīng)用的技術(shù)設(shè)備是鉆孔直徑為80毫米到100毫米的潛孔鉆機(jī)。具體內(nèi)容如下所述：

1）前期階段完成巖層硬度軟弱及切割后，方可進(jìn)行鉆孔作業(yè)；

2）在開(kāi)采工作面的巖層內(nèi)完成所有鉆孔作業(yè)；

3）在鉆孔過(guò)程中，保證工開(kāi)采作面與炮孔的角度科學(xué)合理。

3.3 衡量各類型爆破技術(shù)的數(shù)據(jù)參數(shù)

3.3.1無(wú)掏槽淺孔爆破技術(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)

1）鉆孔深度。經(jīng)過(guò)爆破作業(yè)后，巖石層的實(shí)際弱化效果決定了最終的鉆孔深度， 如果鉆孔過(guò)深，會(huì)在一定程度上弱化內(nèi)部的作用力，影響作業(yè)效果。反之，則會(huì)增加爆破作業(yè)的時(shí)間成本，降低效率?；诖耍Y(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，將鉆孔深度暫定為2.5米；

2）鉆孔直徑。現(xiàn)有的工程設(shè)備中，選取的鉆孔設(shè)備直徑為40毫米；

3）鉆孔間距。根據(jù)裝藥爆破的縫隙區(qū)半徑，準(zhǔn)確計(jì)算鉆孔間距，由于炸藥的轟炸力難以準(zhǔn)確預(yù)估，加之巖石層性質(zhì)存在較大差異，通常情況下，工程類比法由經(jīng)驗(yàn)公式確定：即鉆孔間距是最小抵抗線的0.8倍；

4）鉆孔排距。堅(jiān)硬巖層的厚度直接決定了鉆孔排距，對(duì)于厚度小于1.6米的巖層設(shè)置單層炮孔即可。反之，則根據(jù)實(shí)際厚度進(jìn)行合理的錯(cuò)位排布；

3.3.2 有掏槽淺孔爆破技術(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)

1）鉆孔深度。由于采用掏槽能夠適當(dāng)?shù)脑黾幼杂擅?，進(jìn)而強(qiáng)化弱化效果。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，暫定鉆孔深度為2.8米；

2）鉆孔直徑。利用工程現(xiàn)有設(shè)備，鉆孔直徑為40毫米；

3）鉆孔間距。一般情況下，按工程類比法由經(jīng)驗(yàn)公式確定：鉆孔間距是最小抵抗線的1倍；

4）鉆孔排距。堅(jiān)硬巖層的厚度直接決定了鉆孔排距，對(duì)于厚度小于1.6米的，只需要設(shè)置單層炮孔即可。反之，則根據(jù)實(shí)際厚度進(jìn)行合理的錯(cuò)位排布；

5）單孔裝藥量。通過(guò)總結(jié)相似工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，非掏槽眼每孔裝藥量公式為：?jiǎn)慰籽b藥量=0.6×炮孔排距×炮眼長(zhǎng)度

6）裝藥結(jié)構(gòu)。炸藥的鋪設(shè)長(zhǎng)度在240厘米，而堵塞口的長(zhǎng)度最低不得小于75厘米。

7）掏槽眼布置方式及裝藥量。序號(hào)為1的掏槽，其每孔裝藥量是240克，序號(hào)2的每孔裝藥700克， 當(dāng)巖石層厚度達(dá)到0.8米時(shí)，其工作面的剖面示意圖如下：

3.3.3 比較兩種淺孔爆破技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)綜合分析無(wú)掏槽淺孔爆破技術(shù)可知，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)是雷管段別無(wú)法限制一次起爆規(guī)模，能夠保證整個(gè)工作面同時(shí)起爆。而缺陷則是，如果第一層藥包的藥量控制不精確，則會(huì)出現(xiàn)大量飛石。

有掏槽淺孔爆破技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是不需要設(shè)置過(guò)多的防護(hù)措施，且飛石數(shù)量少。缺點(diǎn)則與無(wú)掏槽淺孔爆破技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)恰好相反。

3.5 采用全斷面無(wú)掏槽一次起爆法

系統(tǒng)考量工作面的實(shí)際情況，如果采用深孔爆破技術(shù)需要應(yīng)用大型的打孔設(shè)備，且要確保前期準(zhǔn)備時(shí)間充分，對(duì)于工作面巖石松動(dòng)的弱化不適宜。基于此，經(jīng)過(guò)權(quán)衡利弊后，最終選擇采用全斷面無(wú)掏槽一次起爆法。

4實(shí)際爆破效果

采用全斷面無(wú)掏槽一次起爆法，根據(jù)事先設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，能夠確保爆破作業(yè)后，工作面的巖石層最大限度的出現(xiàn)碎裂，且分散距離控制在安全范圍內(nèi)，且綜采機(jī)也能夠順利施工，這極大的增加了施工效率，實(shí)際效果顯著提高。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想切實(shí)保證綜采工作面巖石松動(dòng)控制爆破的實(shí)際效果，應(yīng)當(dāng)綜合衡量各種爆破技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，增加機(jī)械設(shè)備的利用效率，分析其工作特點(diǎn)，深入現(xiàn)場(chǎng)考察施工環(huán)境，進(jìn)而確保采取最優(yōu)的方式進(jìn)行爆破作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]復(fù)雜地質(zhì)條件下綜放工作面過(guò)斷層關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 呂兆海，趙興軍.建井技術(shù). 2009（03）

[2]輕型綜放工作面過(guò)陷落柱的技術(shù)探討[J]. 程秋紅，李廣俊.江西煤炭科技. 2009（01）

[3]綜放工作面過(guò)斷層開(kāi)采技術(shù)[J]. 劉鴻博，鄧慶鵬，劉克生，王國(guó)清.煤炭技術(shù). 2008（01）

[4]復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面深孔松動(dòng)爆破技術(shù)[J]. 李春茂，樊少武.煤炭科學(xué)技術(shù). 2007（05）