張建如(河北云山化工集團(tuán)有限公司，河北 邢臺(tái) 054011)

0 引言

煤礦開采是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，實(shí)際的開采中，會(huì)利用到爆破作業(yè)，但是如果爆破器材的選擇失誤，無法保證器材合格，就會(huì)引起爆破作業(yè)的失誤發(fā)生，嚴(yán)重影響爆破作業(yè)的安全系數(shù)，基于此，文章以大型煤礦開采工程為例，分析某一具體的工程中，爆破器材的選擇，旨在為相關(guān)人員提供參考，積極推動(dòng)大型煤礦的安全生產(chǎn)系數(shù)，降低安全問題的發(fā)生概率。

1 工程概況

文章以某一具體的大型煤礦為例，分析實(shí)際開采工程中的具體情況。該煤礦占地面積為15.5 km2，探明儲(chǔ)量為2.5億t，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力300萬t/年，作業(yè)中，為滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，選擇基于人工的爆破開采，但是，這種開采作業(yè)，已經(jīng)無法滿足實(shí)際的開采需求，所以需要不斷對(duì)爆破作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。另外，為了獲得更高的土石方剝離量，且為了迎合煤礦產(chǎn)量計(jì)劃，本礦區(qū)，選擇混裝炸藥進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)前，礦區(qū)的開采深度，大致在94 m，從▽1 300～▽1 204，每12 m作為一個(gè)平臺(tái)，共有9個(gè)平臺(tái)，同時(shí)，因?yàn)殂@孔作業(yè)時(shí)，鉆孔的深度相對(duì)較深，所以鉆孔孔底的富水較為嚴(yán)重，為了避免其給爆破作業(yè)帶來影響，需要對(duì)其進(jìn)行改造和控制，本工程決定建立地面站，并不再使用人工裝藥的方式，確保裝藥的順利進(jìn)行，保證工程的質(zhì)量。

2 礦區(qū)爆破難點(diǎn)

為了保證爆破作業(yè)的順利進(jìn)行，礦區(qū)針對(duì)原有的問題進(jìn)行了分析，并針對(duì)問題做出了相應(yīng)的改進(jìn)，確保后續(xù)的爆破作業(yè)能夠順利進(jìn)行。

2.1 鉆孔難度大

為什么說鉆孔難度大，因?yàn)閰^(qū)域地質(zhì)環(huán)境和自然環(huán)境對(duì)鉆孔具有影響。其中，主要體現(xiàn)在，區(qū)域常年干旱，且?guī)r體裂隙發(fā)育，也就導(dǎo)致巖體的裂隙較多。因此鉆孔容易發(fā)生卡鉆的問題，繼而會(huì)明顯增加的鉆孔鉆進(jìn)的成本。同時(shí)，礦區(qū)中，還存在礦床的問題，礦床主要存在表面平整度不高的問題，而且，高差會(huì)達(dá)到2.5 m，因?yàn)閰^(qū)域的風(fēng)沙相對(duì)較大，再加上作業(yè)面的平整度不足，就導(dǎo)致鉆進(jìn)過程中，容易出現(xiàn)翻車的問題，為了保證鉆進(jìn)的有效性，需要對(duì)這些問題進(jìn)行控制，從而保證鉆進(jìn)的質(zhì)量[1]。

2.2 爆破器材的要求相對(duì)較高

為了滿足本礦區(qū)的爆破需求，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇適宜的爆破材料，如果爆破材料選擇不夠合理，就會(huì)影響后續(xù)的爆破作業(yè)，比如爆破力度過大，導(dǎo)致巖層大面積崩塌，不僅不利于煤礦安全，甚至還能帶來經(jīng)濟(jì)損失。本礦區(qū)在實(shí)際選擇中，選擇乳化基質(zhì)。運(yùn)送過中，直接采用泵送，從而保證乳化基質(zhì)能夠保持適宜的溫度，不會(huì)影響后續(xù)的作業(yè)進(jìn)行。另外，泵送到現(xiàn)場(chǎng)之后，還要將其裝入的炮孔內(nèi)，最后讓其化身成為乳化炸藥。同時(shí)，還要在之前預(yù)先埋好，起爆藥包，一般選用2個(gè)起爆藥包，乳化藥卷φ70，之后再進(jìn)行乳化基質(zhì)的泵送工作。因?yàn)閭鞅钥赡軙?huì)受溫度影響，所以要保證乳化基質(zhì)的溫度合理，避免溫度過低或溫度過高的問題，保證作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.3 工藝相對(duì)復(fù)雜

為完成爆破作業(yè)，應(yīng)結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況，對(duì)各項(xiàng)工藝進(jìn)行控制，從而保證施工的合理，控制安全隱患。起爆前，要做好鉆孔施工，鉆孔施工因?yàn)閹r層容易卡鉆，所以為確保成孔率，就要在炮孔中，加入泥土，用以輔助成孔，進(jìn)而保證鉆孔的順利完成。

裝藥過程中，由于本礦區(qū)為減少人工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，提高裝藥的效率，使用機(jī)械裝藥的方式，有效提高了工藝的安全系數(shù)。應(yīng)在炮孔周邊設(shè)置少許的藥，并觀察乳膠基質(zhì)的外觀和氣泡顆粒，觀察是否具有破乳的問題。另外，還要注意對(duì)炸藥密度的檢測(cè)，確保炸藥的可靠性。如果密度檢測(cè)合格，需要進(jìn)一步對(duì)炸藥的用量進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算確定每個(gè)炮孔的實(shí)際參數(shù)，確保炸藥用量的合理。另外，為保證礦區(qū)爆破作業(yè)的安全，水孔應(yīng)將輸藥軟管的末端下到孔填塞段以下的0.5～1.0 m處。另外，為了保證起爆藥包的安全，應(yīng)注意裝藥速度過快的問題發(fā)生，從而保證施工工藝的順利進(jìn)行。施工的基本流程為：測(cè)量放線、炮孔定位、鉆孔、驗(yàn)孔、裝藥、填塞、網(wǎng)路連接、起爆、爆后檢查、清渣和挖運(yùn)[2]。

本煤礦在實(shí)際的爆破作業(yè)中，嚴(yán)格按照上述爆破流程進(jìn)行施工，有效提高了爆破作業(yè)的可靠性，降低了因?yàn)楸谱鳂I(yè)不按照流程進(jìn)行的施工問題，提高了施工的安全系數(shù)，符合實(shí)際工程的基本需求。

3 大型煤礦開采工程中的爆破器材選擇

為保證爆破作業(yè)的順利進(jìn)行，本煤礦在爆破作業(yè)之前，對(duì)爆破器材進(jìn)行了篩選，為提高施工的安全性和可靠性，本工程全面注意爆破器材的選擇，確保爆破器材滿足作業(yè)要求，滿足開采需求。

3.1 器材選用

爆破作業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的階段，實(shí)際作業(yè)中應(yīng)注意成本因素的影響，所以本礦區(qū)在實(shí)際爆破作業(yè)中，考慮到礦區(qū)爆破成本問題，從而對(duì)爆破器材進(jìn)行初步選擇。例如若選用普通塑料導(dǎo)爆管雷管與包裝型乳化炸藥進(jìn)行配合工作，這樣不僅裝藥的時(shí)間長(zhǎng)，而且工藝進(jìn)度也相對(duì)較為緩慢。同時(shí)，卷狀的乳化炸藥還存在不耦合的問題，這樣就會(huì)導(dǎo)致炸藥出現(xiàn)能量利用不充分的問題，進(jìn)而導(dǎo)致爆破作業(yè)中，無法全面破開巖石，導(dǎo)致爆破作業(yè)后，出現(xiàn)大塊巖石相對(duì)較多，影響后續(xù)工作。所以為了改變傳統(tǒng)工藝方法缺點(diǎn)，本工程最初選用電雷管和混裝乳化炸藥作業(yè)模式，如此在實(shí)際的爆破作業(yè)中，避免了乳化基質(zhì)的溫度會(huì)使得塑料導(dǎo)爆管軟化拉細(xì)，使傳爆中斷問題。另外，經(jīng)試爆，80%爆破完成后，全區(qū)的大塊率，雖然有所降低，但還不是特別明顯。經(jīng)分析這主要是因?yàn)殡娎坠艿木_度不是特別高，且在每次爆破達(dá)到500個(gè)炮孔的作業(yè)中，延期會(huì)帶來一些嚴(yán)重的問題，所以需要對(duì)電雷管進(jìn)行控制。本礦區(qū)選擇了具有流動(dòng)性的混裝乳化炸藥和耐高溫，高精度加強(qiáng)塑料數(shù)碼電子雷管，有效降低了大塊率，符合本工程的初期目標(biāo)[3]。

所以，在實(shí)際的作業(yè)中，本礦區(qū)對(duì)雷管進(jìn)行選擇，選用了數(shù)碼電子雷管，確保符合實(shí)際施工的需求，降低因?qū)П苣蜏睾碗娎坠苎訒r(shí)誤差帶來的問題，保證導(dǎo)爆效率。為保證爆破作業(yè)的順利進(jìn)行，本礦區(qū)，對(duì)孔內(nèi)管進(jìn)行控制，延期范圍為0～20 000 ms，炸藥選用可實(shí)現(xiàn)全耦合的現(xiàn)場(chǎng)混裝乳化炸藥，炸藥的密度控制在1.1～1.2 g/cm3，爆速為4 200～4 500 m/s。

另外，為了確保爆破材料的選擇合理，需要預(yù)先進(jìn)行相應(yīng)的爆破試驗(yàn)。通過試驗(yàn)可以預(yù)先對(duì)爆破的基本情況，爆破的強(qiáng)度和爆破的效果進(jìn)行判斷，再根據(jù)結(jié)果對(duì)材料進(jìn)行選擇，從而保證材料的選擇合理，能夠符合實(shí)際作業(yè)的需求。本工程經(jīng)過爆破試驗(yàn)，確認(rèn)爆破材料符合工程需求，不僅能有效降低大塊率，還能保證裝藥的效率，并且還具有較高的安全系數(shù)。

為確保爆破作業(yè)的順利進(jìn)行，在實(shí)際工作中應(yīng)做到如下六點(diǎn)：

(1)成立領(lǐng)導(dǎo)小組，嚴(yán)把材料選擇關(guān)。礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)高度重視爆破材料的管理工作，結(jié)合安全制度，協(xié)調(diào)有關(guān)部門大力支持技術(shù)人員爆破材料的選擇工作，落實(shí)材料選擇前的人員培訓(xùn)，確保材料選擇合理，能夠滿足實(shí)際施工需求。

(2)注意施工安全。應(yīng)全面落實(shí)安全規(guī)范，確保每位工作人員都能熟知規(guī)范要求，從而保證材料選擇時(shí)，能夠注意從安全角度去選擇施工材料，確保爆破作業(yè)的合理性，降低安全隱患。

(3)采購(gòu)時(shí)的質(zhì)量控制。為了降低爆破材料的質(zhì)量問題，在材料的選擇時(shí)，應(yīng)做好爆破材料的質(zhì)量控制。首先，要收集爆破材料的合格證書，確認(rèn)爆破材料具有相應(yīng)的爆破性能，并滿足爆破作業(yè)的需求。同時(shí)，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和公安部門管理要求設(shè)置爆破器材臨時(shí)儲(chǔ)存點(diǎn)，或貯存庫(kù)，對(duì)爆破器材進(jìn)行規(guī)范管理，每次使用時(shí)提交相應(yīng)的申請(qǐng)書，確保爆破材料的合理分發(fā)[4]。

(4)注意爆破作業(yè)的基礎(chǔ)控制，材料選擇后，需要對(duì)炸藥單耗，孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行確定，本工程中，結(jié)合多年的礦山開采經(jīng)驗(yàn)，配合現(xiàn)場(chǎng)試爆，煤層爆破選取炸藥的單耗為q=0.20～0.25 kg/m3，巖層爆破炸藥單消耗為0.40～0.55 kg/m3。為進(jìn)一步確保爆破材料的選擇合理，還要對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行控制。針對(duì)本礦區(qū)選擇的混裝乳化炸藥，對(duì)孔網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行擴(kuò)大，減少鉆孔的工作量，減少鉆孔作業(yè)帶來的影響，從而實(shí)現(xiàn)爆破作業(yè)的快速進(jìn)行。為提高孔網(wǎng)參數(shù)，應(yīng)在不改變炮孔負(fù)擔(dān)面積的前提下進(jìn)行，本礦區(qū)選擇梅花型的爆破方式進(jìn)行布孔，從而滿足爆破作業(yè)的基本需求。實(shí)際設(shè)計(jì)中，孔徑D=150 mm，底盤抵抗線W=22.5～37.5 d，計(jì)算得到w=3.4～5.6 m，所以將W值進(jìn)行預(yù)估，設(shè)置為4～6 m。

式中：m為孔密集系數(shù)，通常情況下，m可以取1.2～1.5。所以結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際情況，將孔距設(shè)置為6～7 m，再將排距設(shè)置為4～5 m。如此則完成孔網(wǎng)設(shè)計(jì)，這樣的設(shè)計(jì)方式可以保證所選取的材料正常工作，滿足爆破作業(yè)的基本需求。

(5)施工安全控制。為了提高爆破作業(yè)的可靠性，保證爆破材料的選擇合理，施工前需要做好爆破作業(yè)材料的控制，避免爆破作業(yè)材料受潮。另外，合理控制炸藥溫度，確保混裝乳化炸藥的可靠性。

(6)在傳統(tǒng)井下煤礦作業(yè)中，瓦斯對(duì)爆破作業(yè)具有重大影響，必須根據(jù)瓦斯級(jí)別選擇相適應(yīng)的爆破器材。因?yàn)楸久旱V全部采用露天開采爆破，瓦斯含量又是低含量，所以可以忽略瓦斯對(duì)爆破的影響。

4 結(jié)語

文章結(jié)合某一大型煤礦的實(shí)際情況，對(duì)大型煤礦開采作業(yè)中爆破材料的選擇進(jìn)行分析，主要對(duì)煤礦爆破作業(yè)中存在的難點(diǎn)進(jìn)行分析，再詳細(xì)地對(duì)爆破作業(yè)爆破材料的選擇進(jìn)行分析，通過分析，案例中選擇了混裝乳化炸藥與數(shù)碼電子雷管，如此，既可滿足爆破作業(yè)的需求，還能控制大塊率。滿足煤礦開采爆破的需求，提高安全生產(chǎn)效率，降低安全隱患。