秦小峰

（汾西礦業(yè)集團高陽煤礦，山西 孝義 032300）

1 工作面概況

31109工作面開采太原組9-10-11號煤層，煤層最小厚6m，最大厚8.4m，平均7.76m。煤層結構為3.1（0.2）1.45（0.1）2.08（0.1）0.73（三層煤厚，括號內為夾矸厚度），煤層結構復雜，傾角平均6°。煤種為瘦煤，穩(wěn)定可采。煤層基本頂為6.02m的灰?guī)r，直接頂為1.93m的灰?guī)r，直接底為0.72m的粘土泥巖，基本底為5.96m的中砂巖。工作面回采過程中將揭露2條斷層和4處陷落柱，見表1、圖1。

2 深孔預裂爆破方案

2.1 爆破預裂原理

針對31109工作面材料巷揭露的Z2無炭柱，采取在順槽內垂直于煤幫且平行于工作面向無炭柱內打眼，然后裝藥封泥后再進行爆破，爆破后炮孔1m半徑范圍內的巖石松動裂開，采煤機截割過程中，可以直接將無炭柱內的巖石割碎運走，進而提高過無炭柱期間的回采效率。

表1 工作面地質構造情況

圖1 31109工作面平面示意圖

2.2 爆破炮眼設計

根據現場考察情況，陷落柱Z2比較適合在順槽鉆孔爆破的辦法來處理。由于工作面采高最小為2.6～2.7m，在采用超深孔爆破后，必須保證支架能順利通過，因此，本設計取超深孔之間的距離為2m，并采用“之字形”布孔。為了保證頂板的完整性，布孔時，上部眼離中線200mm，下部眼離中線300mm即可，見圖2。

陷落柱在勘探時均存在一定誤差，很難預計其邊界范圍，因此，為了保證在采用超深孔爆破后能一次處理到位不留巖梗，根據勘探情況，超深孔的孔深均采用見煤收鉆的辦法來決定。

圖2 31109工作面Z2無炭柱深孔預裂爆破炮眼布置圖

2.3 爆破參數

根據預裂爆破的裝藥特點，即炮孔內采用連續(xù)裝藥結構，裝藥量可以根據炮孔長度計算出裝藥的藥包個數，再乘以每個藥包的藥量即可。

根據現有裝藥殼體的設計，每個殼體裝藥3.0kg左右。為了保證安全，一次爆破總藥量不宜大于200kg。根據以上孔網參數，針對Z2無炭柱總共起爆25次，最小單次藥量99kg，最大單次藥量198kg。

裝藥采用正向裝藥方式，眼底為帶引繩的底藥，中間為裝滿炸藥的被筒，眼口為裝兩發(fā)同段并聯(lián)雷管的起爆藥管。引線藥管乳化炸藥裝填完畢后將2支同段雷管并聯(lián)后裝入藥管，雷管腳線與母線連接，連接處使用防水膠布纏繞，將一段母線至少繞三圈并裝入藥管內，后將藥管蓋裝上，并用透明膠布粘緊，防止裝藥時脫落。

2.4 鉆孔設備

采用ZRZ31.5-210/300架坐式液壓鉆機兩臺，鉆探深度150m，配套使用Φ80mm硬質合金削型鉆頭，Φ80mm的鉆桿，全部使用風力（水力）排粉，鉆孔均采用無芯鉆進。

2.5 爆破工藝流程及注意事項

（1）工藝流程

打孔—清孔—探孔—裝藥—填塞—防護—爆破—收尾。

（2）注意事項

① 裝藥前需進行炮眼清渣處理。使用專用鋁合金管配合壓風和水清理炮眼內的巖渣，根據炮眼打孔長度確定鋁合金管使用長度，逐根連接反復清理，保證整個炮眼內部的渣全部清理干凈。最后使用壓風將炮眼內的水全部吹出炮眼。

② 清孔完畢后，用探頭進行探孔，并記錄孔的深度，然后計算每個孔的裝藥長度。

③ 炸藥使用礦用二級乳化炸藥，裝藥的被筒采用PVC材質制作而成，長度為1m，壁厚1.5mm，外直徑為63mm，其一端為外螺紋扣塑料蓋，一端為內螺紋扣塑料蓋。

往被筒內裝藥，要求裝藥緊密夯實，孔口位置不能留空隙，把藥填滿后蓋上后蓋，把后蓋擠壓出來的炸藥清理干凈。裝藥過程中，由于炸藥是膠體狀態(tài)，需用力（不能過大）高頻振動被筒，將被筒內殘留的氣體排出，保證被筒內炸藥的穩(wěn)定傳爆。

④ 炮眼深度小于6m不裝藥爆破，炮眼深度7m裝藥4m封泥3m，炮眼深度8m裝藥4m封泥4m，炮眼深度9m裝藥4m封泥5m，炮眼深度10m裝藥5m封泥5m，裝藥11m及以上使用6m封泥。填塞炮泥要填至孔口位置，距離孔口20～30cm，孔口不能留太長，以免影響炮泥堵塞效果。

⑤ 放炮之前，要在炮眼前掛兩道皮帶進行防護，以免發(fā)生沖孔造成設備損壞，尤其是在有管線、設備處要加強防護。

⑥ 裝藥前、裝藥后用雷管檢測儀測試雷管，為了保證安全，一次爆破總藥量不大于200kg，根據每孔裝藥量決定每組起爆孔數。

⑦ 裝藥過程中使用膠帶將引繩纏在第一支藥管上，保證栓緊不會脫落。在裝藥管過程中，將引繩拉緊順著藥管進入炮眼，保證引繩不能打結。引繩長度要提前計算，大于炮眼深度1m。

⑧ 開炮必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢制”和“三人聯(lián)鎖放炮制”，設好雙向警戒，直線距離不少于200m，拐彎距離不少于150m。

3 應用效果

31109工作面過無炭柱期間采取爆破預裂配合采煤機平推通過的方式，大部分的巖體已達到了預期效果。煤機截割過程中，可以直接將無炭柱內的巖石割碎運走，只需對大塊巖石進行補炮處理，平均每班打眼20個，日循環(huán)刀數由2刀增加至4刀煤，生產效率提高了一倍，產生了良好的經濟效益，節(jié)約了時間，減少了工人勞動強度，為今后工作面過無炭柱提供指導方向。