巴拉素煤礦副立井光面爆破工業(yè)性試驗(yàn)研究

江 軍 馮廣奎

（中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處，江蘇 徐州 221000）

1 工程概況

陜西延長石油巴拉素煤業(yè)有限公司巴拉素礦井位于陜西榆橫礦區(qū)中部，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10.0 Mt/a。工廣初期布置主、副、風(fēng)三個(gè)井筒，副立井口設(shè)計(jì)標(biāo)高+1 205.50 m，提升方位角180°，井底車場標(biāo)高+720.75 m，井筒凈直徑10.5 m，井筒凈斷面86.59 m2，井壁厚度為1050～2100 m，鋼筋混凝土為C30～C70，立井基巖段采用凍結(jié)法施工。

據(jù)巴拉素井田勘探資料，本井田位于鄂爾多斯盆地之次級構(gòu)造單元陜北斜坡西南部，地質(zhì)構(gòu)造簡單。巴拉素礦井的七個(gè)井筒檢查孔位于井田中南部。該區(qū)域地表多被第四系風(fēng)積沙所覆蓋。井筒周邊地形最高點(diǎn)位于井筒東北方向，高程1 228.8 m，最低點(diǎn)位于井筒西南方向薛廟灘附近，高程1 183.5 m，相對高差45.3 m。井筒區(qū)內(nèi)沒有地表水體。通過對井筒涌水量計(jì)算，副立井井筒單獨(dú)開拓形成時(shí)，涌水量為517.26 m3/h，其中洛河組涌水量478.42 m3/h，安定組、直羅組及延安組段涌水量38.84 m3/h。

巴拉素煤礦副立井凍結(jié)基巖段的爆破環(huán)境復(fù)雜，凍結(jié)環(huán)境凍脹量影響土的力學(xué)性質(zhì)，從而影響爆破參數(shù)及爆破效果。針對巴拉素煤礦副立井凍結(jié)基巖段的施工背景，進(jìn)行了副立井井筒的大斷面光面爆破工業(yè)性試驗(yàn)。

2 施工方法

副立井外壁采用立井機(jī)械化快速施工工法組織施工，該工法已被國家建設(shè)部評為國家一級工法。傘鉆鑿巖，挖掘機(jī)配合中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)出矸裝罐，吊桶提升，利用挖掘機(jī)清底，整體金屬模板砌壁。該工法輔助時(shí)間少，能實(shí)現(xiàn)工種專業(yè)化，有利于提高工人的操作技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)，保證工程施工質(zhì)量和進(jìn)度。

2.1 鉆孔設(shè)備

采用SYZ6×2-15 型雙聯(lián)傘鉆配YGZ-70 型鑿巖機(jī)鑿巖，B25×5000 mm 六角中空合金鋼釬，配Ф55 mm 十字型合金鉆頭，有效提高鉆桿的強(qiáng)度和剛度，能順利地排出巖屑，鉆進(jìn)效率大大提高，解決了造孔難題。

2.2 炸藥選型

選用T220nd 巖石水膠炸藥（-25 ℃），藥卷長度300 mm，每卷重0. 35 kg，爆力350 mL/10 g，爆速4100～4400 m/s，爆熱192 kcal/kg。雷管選用1、2、3、5、7 段毫秒延期電雷管，腳線長度6.5 m。

2.3 聯(lián)線與起爆

起爆電壓采用380 V 交流電，在距井筒口 20 m遠(yuǎn)處安設(shè)專業(yè)起爆箱，箱內(nèi)加設(shè)聯(lián)動(dòng)閉鎖，防止誤送電。放炮基線用16～18 號鐵絲，放炮電纜為兩趟u3×16+1×6 橡套電纜，爆破母線為4～16 mm2的紗包線采用3.8 mm銅芯電纜。裝藥和聯(lián)線作業(yè)完畢后，從吊盤下放炮母線至工作面，爆破母線上端與放炮電纜相連，下端與雷管腳線相連。

2.4 裝土出渣

凍結(jié)基巖段采用CX75 型挖機(jī)進(jìn)行挖掘作業(yè)，之后配合HZ-6 型抓巖機(jī)抓土出矸裝罐。布置1 臺JKZ-3.2×3/18 型提升機(jī)（配5 m3吊桶）和1 臺JKZ-3.0/15.5 型提升機(jī)（配4 m3吊桶）進(jìn)行提升作業(yè)，用來實(shí)現(xiàn)提升出渣。矸石上井后經(jīng)溜矸槽溜入地矸倉，再由10T 自卸式汽車排入工廣指定場地。

3 爆破參數(shù)

副立井井筒掘進(jìn)凍結(jié)基巖段爆破原始條件見表1。

表1 爆破原始條件

結(jié)合該副立井井筒現(xiàn)場凍結(jié)情況，通過現(xiàn)場試驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)，不斷調(diào)整凍結(jié)基巖段光面爆破參數(shù)，最后確定副立井井筒凍結(jié)基巖段爆破參數(shù)見表2。

表2 井筒凍結(jié)基巖段爆破參數(shù)表

4 效果

副立井井筒凍結(jié)基巖段采用光面爆破達(dá)到了預(yù)期效果，見表3。炮眼利用率達(dá)89%，每循環(huán)爆破進(jìn)尺4 m，每循環(huán)爆破實(shí)體土方量約678.8 m3，單位原巖炸藥消耗量約1.24 kg/m3。

副立井井筒工作面爆破后，成形規(guī)整，表面光滑，輪廓線以外的巖石破壞很小，無片幫，井壁混凝土澆筑條件較為理想。本次光面爆破炸藥起爆率較高，爆破效果較為理想，超過以往深凍結(jié)井筒的爆破效果，為深、大立井凍結(jié)基巖凍土爆破提供了經(jīng)驗(yàn)和參考。

表3 副立井凍結(jié)基巖段爆破效果