[摘 要]為了使綜采工作面堅硬頂板及時充分冒落，減小工作面頂板來壓強度和來壓步距，降低工作面大面積來壓而造成支架被壓的風險，防止大量積聚在大面積懸頂?shù)牟煽諈^(qū)內的瓦斯突然涌進工作面而造成工作面瓦斯超限事故的發(fā)生。對于堅硬頂板工作面往往采取的方法是對頂板進行深孔預裂爆破，對頂板進行弱化處理。然而，一般情況下深孔爆破孔深只有50m左右，但是在生產(chǎn)實踐中，孔深50m不能滿足生產(chǎn)需要，有時需要設計80m至120m深的爆破孔對工作面中間部位進行超長深孔頂板預裂爆破作業(yè)。但是，超長孔深爆破施工過程中又產(chǎn)生一些問題，比如：1、探孔和裝藥時間太長，因為需要頻繁拆卸炮棍，操作過程中費時費力；2、封孔長度變長封孔時間和效率低，有可能達不到設計封孔要求?；诖?，我們采用了被筒式炸藥的空筒灌裝上炮泥進行封孔和不拆卸炮棍將炮棍90°彎曲全長使用，這樣可大大的減少裝藥和封孔時間，提高工作效率，與傳統(tǒng)的裝藥封泥方式相比，每孔可減少2個小時左右的操作時間，勞動效率大大提高。

[關鍵詞]深孔爆破 堅硬頂板 封孔工藝 封孔器 炮棍

中圖分類號：F406 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2018）19-0397-02

1.引言

深孔爆破施工作業(yè)在煤礦應用極為廣泛，在煤層增透、井巷開挖等應用普遍，特別是在綜采工作面堅硬頂板來壓治理應用更為普遍。深孔預裂爆破在煤礦綜采工作面堅硬頂板的應用主要是對頂板進行預裂弱化處理，工作面回采后頂板能及時充分冒落，減小堅硬頂板來壓強度和來壓步距，防止工作面支架被壓，減少采空區(qū)內大面積懸頂大量積聚的瓦斯突然涌進工作面，防止瓦斯超限事故發(fā)生。目前深孔預裂爆破技術在煤礦應用廣泛，孔徑為75mm，孔深在50m左右的深孔預裂爆破技術應用較成熟。但是在生產(chǎn)實踐中80m至120m超長孔深的預裂爆破應用較少，而且在應用中帶來的封孔問題、探孔問題、裝藥問題等都會影響著生產(chǎn)。因此，本文通過在實踐中總結出了一套行之有效的方法將以上問題給與解決，在生產(chǎn)中普遍應用且取得良好效果。在探孔和裝藥時由于需要頻繁的拆卸炮棍，操作中費時費力，效率低，采取的方法是不拆卸炮棍，將每節(jié)炮棍連接好形成一根與炮孔深度一致的超長炮棍后，在巷道內彎曲90°使用，這樣可以將探孔和裝藥時間大大的降低，操作施工過程中提高了勞動效率。關于封泥問題，傳統(tǒng)的方法是采用封孔器進行封孔，封孔器動力采用0.4MPa的壓風，其最大有效封孔長度為15m，當封孔長度超過15m后其封泥效果達不到要求，甚至會在爆破過程中發(fā)生炮孔穿孔現(xiàn)象，采取的方法是用被筒式炸藥的空筒人工裝上滿炮泥后再用炮棍送入炮孔內直至封孔長度小于15m時，再采用封孔器進行封孔，這樣不僅能提高勞動效率，大大的降低封孔時間而且能夠保證封孔質量，在應用中沒有發(fā)生一起由于封孔原因而出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

2.爆破應用技術

2.1 工作面概況

17181（1）工作面走向長度1270m，傾斜長200m，該面位于東四采區(qū)，東起潘三-潘一井田邊界煤柱，西至東四采區(qū)上山，北起17171（1）運輸順槽及17101（3）底板抽排巷以南82m，南至17181（1）瓦斯綜合治理巷以北35m。北部的17171（1）工作面于2011年9月23日收作。

2.1.1 煤層情況

17181（1）工作面所采煤層為11-2煤，該工作面的11-2煤煤層賦存穩(wěn)定，總體呈單斜狀，北高南低，煤層產(chǎn)狀180～272°∠2～12°，平均傾角7°，11-2煤厚1.1～2.5m，均厚1.66m，黑色，水平層理，以塊狀暗煤為主，夾亮鏡煤條帶，屬半亮型煤，構造附近為鱗片或粉末狀?？刹芍笖?shù)為1，煤層變異系數(shù)為16.3%，工業(yè)牌號1/3JM、Qm。煤層實測瓦斯含量6.7m3/t，具有自然發(fā)火性，煤塵具有爆炸危險性，為高地溫、高地壓的綜采工作面。

2.1.2 17181（1）工作面的頂?shù)装迩闆r

該工作面直接頂為粉細砂巖向砂質泥巖逐步相變的，粉細砂巖較堅硬，不易垮落，砂質泥巖則相對較軟，易冒落。老頂為均厚7.5m的粉細砂巖，極不易跨落。這就容易造成工作面局部懸頂，給工作面的安全回采帶來非常大的威脅。具體情況如表1所示。

根據(jù)工作面頂?shù)装迩闆r可以知道，工作面老頂屬于堅硬頂板，不易自然垮落，并隨著工作面的回采，易出現(xiàn)大面積懸頂，且更會在懸頂一段距離后突然垮落，再加上老塘懸頂一定距離后，積聚有大量瓦斯，極易造成瓦斯超限。介于這種情況，為了使老頂自然快速的垮落，我們在工作面兩巷采用了深孔預裂爆破技術，并取得了良好的效果。

2.2 技術應用革新

2.2.1 鉆孔設計革新

最初進行深孔預裂爆破作業(yè)的時候，設計沿工作面推進方向在兩巷布置爆破孔，一組三個孔，組與組間距為15m，如圖1所示。爆破孔的終孔位置為11-2煤層頂板法距15m，如圖2所示，使得頂板實現(xiàn)自然垮落。具體參數(shù)如表2所示。

實踐證明，雖然爆破孔的孔底深入頂板垂直高度15m的位置，但是從實際效果檢驗來看，臨近兩巷的40架架后垮落情況良好，中間50架的頂板垮落情況并不理想，問題解決的還是不夠徹底。

基于這種情況，探討采用超長深爆破孔，降低爆破孔的角度，增加裝藥量和封孔量，以此來增強預裂爆破的效果。優(yōu)化后爆破孔的參數(shù)如表3所示。實踐證明，這種方法大大改善了放炮的效果，使得煤層頂板能自然緊跟支架后方垮落。

2.2.2 裝藥工藝革新

采用加長炮孔深度之后雖然效果好，但是帶來了另外一些問題，就是藥裝的多，用的時間就多，安全系數(shù)就會降低，那么怎么安全高效的裝藥成為了提高爆破效率的關鍵。

通過不斷的摸索和實踐，我們在以往傳統(tǒng)的裝藥工藝基礎上進行了創(chuàng)新。傳統(tǒng)的裝藥工藝就是在探完孔深之后，逐組去除炮棍，兩節(jié)炮棍一組，一組4m。去除炮棍后裝一定量的炸藥，然后再逐組連接炮棍，搗實后再逐組去除炮棍，如此循環(huán)往復。這勢必會造成用時較長，效率較低。

裝藥工藝的創(chuàng)新就是利用炮棍有一定的韌性的原理，通過逐組連接炮棍探孔后，不逐組去除炮棍，而是直接把炮棍連接的整體慢慢抽出，在巷道內進行一個90°的轉彎，這樣在抽出所有的炮棍后就可裝一定量的炸藥，然后用炮棍整體進行推送，推送到位后再往復的操作。這樣就較好的減少了逐組去除炮棍的時間，提高了裝藥的速度。

2.2.3 封孔工藝革新

炮孔加深了，不僅裝藥量大了，封孔的長度也加深了，但是傳統(tǒng)封孔器的有效封孔長度在15m以內，光靠傳統(tǒng)的封孔器封孔已經(jīng)不能滿足封孔20m以上的要求。如果單純的增加封孔器封泥軟管的長度，風壓是一定的，不能保證封孔效果，而且封泥軟管越長，往炮孔內推送越困難。

為此，我們創(chuàng)新的采用了空被筒裝封孔泥+封孔器封孔的封孔工藝。也就是在裝藥之后，緊接著推送裝有封孔泥的被筒，等剩余封孔長度在15m以下時開始用封孔器封孔。從根本上解決了長孔封孔的難題，并且經(jīng)實踐證明保證了封孔的質量。

3.綜合效益

3.1 解決了封孔長度大于20m保證封孔質量的難題。創(chuàng)新的應用空被筒裝封孔泥+封孔器封孔的工藝使得要求封孔長度長的爆破孔的封孔質量得到保證，為深孔爆破的應用開創(chuàng)了新的發(fā)展途徑，為以后長封孔深孔爆破提供了有力的實踐經(jīng)驗。

3.2 降低了勞動強度。去除與連接炮棍是一項繁瑣而且需要大量耗費時間的工作。通過裝藥工藝的革新，使得這一勞動強度大大降低，只需直接推送就可以達到預期的效果，間接的創(chuàng)造了價值。

3.3 增強了放炮效果。通過鉆孔的優(yōu)化設計，增加了炮孔的深度以及裝藥量，使得放炮后能較好的達到預期效果，實現(xiàn)老頂?shù)募皶r跨落，消除了懸頂以及大面積冒頂帶來的危害，為綜采工作面的回采安全提供有力的保障。

3.4 提高了單人作業(yè)工效。通過對裝藥工藝的創(chuàng)新，減少了無用功的付出，簡化了裝藥工序的步奏，裝藥時間由原來的6-8個小時縮短為2-3個小時，大大縮短了裝藥的時間，間接提高了單人作業(yè)的工效。

作者簡介

吳燦平（198110-），貴州黎平縣人，采礦工程師，2005年畢業(yè)于河南理工大學采礦工程專業(yè)，主要從事煤礦綜采技術和管理工作。