探析中深孔采礦法在煤礦采礦工程中的應(yīng)用

楊金山

摘 要：煤礦掘進(jìn)施工中使用的中深孔采礦法，實(shí)質(zhì)上就是淺眼爆破的延伸。其不僅可以準(zhǔn)確地控制爆破產(chǎn)量，而且爆破生成的塊體一般散于爆堆邊緣和表面，容易及時進(jìn)行二次破碎。部分巷道經(jīng)長時間的使用，受礦井內(nèi)的礦壓影響較大，采用此爆破技術(shù)也可有效地提高循環(huán)進(jìn)尺，縮短輔助作業(yè)的時間，還可以在不改變掘進(jìn)方式及掘進(jìn)設(shè)備的前提下，提高施工進(jìn)度和質(zhì)量，保證掘進(jìn)的快速安全向前推進(jìn)。本文闡述了煤礦開采的主要形式與采礦工藝，對中深孔采礦法在煤礦采礦工程中的應(yīng)用與應(yīng)用過程中的拒爆原因及其處理進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦；形式；采礦工藝；中深孔采礦法；應(yīng)用；原因；處理

煤礦井下掘進(jìn)工作中應(yīng)用中深孔采礦法前，要合理選擇正確的參數(shù)，嚴(yán)格按照相關(guān)的安全規(guī)定規(guī)范操作，要由專用的技術(shù)人員執(zhí)行爆破工作，務(wù)必保證爆破安全可靠。

一、煤礦采礦的主要形式與采礦工藝

1、煤礦采礦的主要形式（1）井下采煤。按落煤技術(shù)方法，地下采煤有爆破落煤、機(jī)械落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，可以容納功率大，生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械。柱式采煤法工作面短，由于工作面短，頂板易維護(hù)，從而減少了支護(hù)費(fèi)用，其主要缺點(diǎn)是回采率低。（2）露天采煤。露天采煤是指移走煤層上覆蓋的巖石及其他覆蓋物，使煤敞露地面而進(jìn)行開采，其中移去土巖的過程稱為剝離，采出煤炭的過程稱為采煤。露天采煤通常將井田劃分為若干水平分層，自上而下逐層開采，在空間上形成階梯狀。

2、采礦工程中的采礦工藝。（1）崩落采礦工藝。在采礦工程中應(yīng)用崩落采礦工藝，主要是為了崩落圍巖，在不斷推進(jìn)回采工作面的過程中，按照相應(yīng)的計劃崩落圍巖，并充填采空區(qū)，以達(dá)到管理地壓的目的。（2）空場采礦工藝。在采礦工程中應(yīng)用空場采礦工藝，主要是用礦柱來劃分礦塊，再進(jìn)行逐一回采，并且將礦房采完之后，需要對礦柱進(jìn)行開采。將敞空形式應(yīng)用于礦房回采中，為了維護(hù)礦房的強(qiáng)度，就需要用圍巖和礦柱。礦房采完之后，需要及時回采礦柱，并及時處理采空區(qū)；要利用充填料來充填礦房，利用相應(yīng)的采礦工藝回采礦柱，這樣礦柱的回采條件就可以得到有效的改善。（3）充填采礦工藝。在采礦工程中應(yīng)用充填采礦工藝，主要是在推進(jìn)回采工作面的過程中，在采空區(qū)內(nèi)充填相應(yīng)的充填料。為了維護(hù)采空區(qū)，有時需要將充填料和支架有效結(jié)合。而充填采空區(qū)則需要利用已經(jīng)成型的充填體，來對地壓進(jìn)行管理，這樣就可以對圍巖的崩落和地表的下沉進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而創(chuàng)造出更加安全、便利的回采環(huán)境，同時，因礦山自燃而導(dǎo)致的火災(zāi)事故的發(fā)生頻率也可以得到有效降低。（4）溶浸采礦工藝。在采礦工程中應(yīng)用的溶浸采礦工藝是一種化學(xué)采礦技術(shù)，主要考慮到礦產(chǎn)的物理特性和化學(xué)特性，將溶浸液注入到礦層中，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，有針對性地選擇出礦石中浸出的有用成分，用液態(tài)來替代浸出來的固態(tài)成分，從而達(dá)到有效開采礦產(chǎn)的目的。

二、中深孔采礦法在煤礦采礦工程中的應(yīng)用分析

1、中深孔采礦法中掏槽技術(shù)的應(yīng)用。掏槽主要是將斜眼、直眼以及掏槽相混合。在煤礦掘進(jìn)時，因為應(yīng)用直眼的掏槽爆破體積比較小，所以應(yīng)用這種技術(shù)就能將爆破力量均勻的進(jìn)行分布。而且炮眼深度會較少因巷道斷面以及井下巖性而造成影響，對巖體的破碎非常有效，所以在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，這一種掏槽技術(shù)非常普遍，不僅如此，因為槽眼中的幾何形狀不相同所以使用的掏槽技術(shù)自然也有一定差異，所以必須要對不一樣的形狀進(jìn)行結(jié)合，最后選出最適合的手段，比如像角柱式、螺旋式以及三角柱式。一般煤礦的采掘當(dāng)中，掏槽技術(shù)當(dāng)中的三角柱式應(yīng)用比較多，這種技術(shù)對炮眼施工有很大的促進(jìn)作用，不需要應(yīng)用太多的雷管就能提高作業(yè)效率，確保采掘正常進(jìn)行。

2、掏槽爆破起爆方式的確定。現(xiàn)階段在煤礦掘進(jìn)中深孔爆破作業(yè)中，主要采取反向爆破方式。通過實(shí)施科學(xué)合理的起爆方式，可以確保炸藥的傳爆長度，保證中深孔爆破的效果。反向爆破的起爆藥在炮孔內(nèi)部，可以延長應(yīng)力波的動作用以及爆炸氣體的靜作用時間；反向爆破起爆時由于應(yīng)力波與爆速疊加，從而提高了爆破自由面附近巖體的破碎效果。采用此反向爆破起爆方式時，為了充分發(fā)揮反向爆破炮眼利用率較高的特點(diǎn)，可將雷管置于起爆藥的尾部，起爆藥以內(nèi)采取正向裝藥、以外采取反向裝藥的方式?？刂普聪蜓b藥比例一般在1∶3左右，整體上呈現(xiàn)反向裝藥的爆破方式，以達(dá)到起爆效率的最大化。至于裝藥量，應(yīng)該結(jié)合巖巷斷面上巖性的特征合理地確定。

3、炮眼設(shè)計。炮眼位置的確定需要從各方面進(jìn)行考慮，其中包括爆破掘進(jìn)的手段、井下巖體特性、鑿巖機(jī)械裝置種類以及巷道斷面的形式及尺寸等。要對這些因素進(jìn)行綜合比對，才能做出最合適的選擇，而對炮眼位置能做出科學(xué)地設(shè)計，對爆破工作來說非常有利。在炮眼的深度中，對其影響最大的就是鑿巖裝置，研究表明，炮眼深度最合適的在2.5～3m，如果深度比較小那么對爆破的效果不利，如果深度太大又會造成一定程度的沖擊，加大排粉難度，影響爆破掘進(jìn)。同時，為了確保爆破能夠正常進(jìn)行，還要設(shè)計好炮眼之間的距離。

三、中深孔采礦法在煤礦采礦工程應(yīng)用過程中的拒爆原因及其處理

1、拒爆原因分析。中深孔采礦法所采用的通常都是由國家專門檢驗機(jī)構(gòu)檢查合格后的炸藥和雷管，很少出現(xiàn)爆破材料不合格現(xiàn)象。筆者認(rèn)為中深孔爆破所造成的拒爆原因主要有：（1）起爆器問題。煤礦掘進(jìn)生產(chǎn)過程中用于中深孔爆破的起爆器，大多為防爆型電容式起爆器，在長期使用的過程中如果出現(xiàn)起爆器電容量下降、電壓過低時，也會直接造成起爆器的電量不足，以致出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。（2）電爆網(wǎng)路連線問題。用于中深孔采礦法的電爆網(wǎng)路連線，大多采用串聯(lián)的方式。如果爆破母線電阻較大，網(wǎng)路連接斷路，連接過程中出現(xiàn)錯接或者漏接的現(xiàn)象，線路接頭不牢固或者潮濕環(huán)境造成網(wǎng)路漏電等，都會導(dǎo)致雷管拒爆現(xiàn)象的發(fā)生。（3）雷管腳線問題。中深孔爆破過程中雷管腳線沒有效接觸或者是腳線絕緣破裂，這都會造成拒爆的發(fā)生。雷管的腳線金屬線斷裂會造成雷管連通不暢，絕緣外皮的破裂則會導(dǎo)致腳線接地阻礙通電，從而導(dǎo)致中深孔爆破作業(yè)不能順利進(jìn)行。

2、拒爆處理措施。（1）明確原因，制定處理方案。在中深孔作業(yè)過程中，出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象時，應(yīng)由當(dāng)班負(fù)責(zé)人及時指導(dǎo)處理，并明確導(dǎo)致拒爆現(xiàn)象的各種因素。若當(dāng)班班組不能按時處理結(jié)束而需要交接班，其交接班組需要詳細(xì)說明拒爆的情況，以避免出現(xiàn)安全隱患。（2）對于連線原因所導(dǎo)致拒爆，應(yīng)該及時重新連接繼續(xù)爆破。在處理拒爆時，杜絕采用工具取出起爆炸藥或者撤出雷管的處理方式。應(yīng)在拒爆炮眼30cm左右重置與拒爆炮眼齊平的新炮眼，這樣再次實(shí)施爆破。

結(jié)束語

煤礦采礦工程應(yīng)用中深孔爆破掘進(jìn)技術(shù)有很大的優(yōu)勢，如工作效率高、作業(yè)時間短等。并且我國是煤炭大國，對煤炭的消耗巨大，在煤礦采礦工程中應(yīng)用中深孔采礦法具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，因此必須加強(qiáng)對其進(jìn)行分析。

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