綜采工作面巖石松動控制爆破方案選擇

戈志 胡開敏

摘 要：本文首先對工程概況進行了簡要介紹，概括了工作面開采技術條件，并深入分析了綜采工作面堅硬巖石爆破弱化初步方案設計的基本內容以及及實際爆破效果。通過綜合衡量比較爆破方案，選擇最適宜的方式進行綜采工作面巖石松動控制現場試驗。

關鍵詞：松動；爆破；試驗；

綜采工作開展過程中，如果遇到堅硬巖石，應當積極采用合理的爆破弱化巖石方案，確保爆破工程安全進行，由于巖石層面積大小及硬度的差異，所以制定的方案也有所不同。本文以某企業的綜采工作為例，結合爆破方案的實際應用，從本質上闡述綜采工作面通過堅硬巖石時選擇科學方案的實際意義。

1工程概況簡介

某企業在進行回采工程時，遇到了堅硬巖石阻礙，通過綜合分析區域范圍內的地理環境和地質條件可知，此次工程遇到同上述情況的可能性極高。從專業角度分析，巖石層的性質屬于石灰巖，其堅固系數達到8成以上。由于其完整性不易被破壞，且硬度較高，普通綜采機根本無法運行，針對此，應當采用爆破的方式弱化巖石的堅硬度。由于綜采工作中采用的機械設備多樣性，基礎設施也非常復雜，而且距離爆破點的實際距離小于5米，所以在進行爆破工程時，應當最大限度的保證綜采機的運行狀態良好，且輔助設施的安全穩定性要高。此外，在綜采工作面實施爆破作業過程中，應當高效合理的采用松動爆破技術，與此同時，在巖體內制造足夠大的縫隙，避免巖石層飛落，保證綜采機等設備能夠在特定的高度范圍內開展作業。再者，由于巖石層表夾縫較小，這在一定程度上，也給技術的運用造成了阻礙。

2實施開采技術要遵循的規則

開采工作面深度距離地面在305米到320米之間，頂部巖石屬性由石灰巖構成，其自身厚度為6米左右，工作面的涌水量最大效率可達到每小時0.8立方米，絕對瓦斯涌出量則達到每分鐘3.0立方米。

3爆破方案的基本內容

3.1 工程的實際要求及注意事項

1）在進行工作面堅硬巖石的爆破弱化工藝時，應最大限度的保證后續工作不受到任何負面影響，確保工作面綜采機等相關輔助設備運行狀態良好，保持炮眼深度達到標準，盡量壓縮爆破工序的時間投入，降低其在總作業時間中的占用比例。

2）鉆機的規格要達到40毫米，爭取鉆孔的實際爆破弱化效果在2.5米。

3）利用70毫米到90毫米的鉆孔，保證鉆孔的一次性弱化范圍達到9米到10米。

4）確保經過弱化操作后，巖石的堅硬度能夠達到綜采切割機正常工作的限度。

3.2 方案初步預定

通過全面細致的研究和技術磋商，初步確定三種爆破設計方案。前兩種方案的共同點是采用的鉆孔直徑都是43毫米，且鉆孔是工程現有的鉆孔設備，不需要重新采購。而兩種方案的區別就在于第一種方案是有掏槽的淺孔爆破。第三種方案應用的技術設備是鉆孔直徑為80毫米到100毫米的潛孔鉆機。具體內容如下所述：

1）前期階段完成巖層硬度軟弱及切割后，方可進行鉆孔作業；

2）在開采工作面的巖層內完成所有鉆孔作業；

3）在鉆孔過程中，保證工開采作面與炮孔的角度科學合理。

3.3 衡量各類型爆破技術的數據參數

3.3.1無掏槽淺孔爆破技術的設計參數

1）鉆孔深度。經過爆破作業后，巖石層的實際弱化效果決定了最終的鉆孔深度， 如果鉆孔過深，會在一定程度上弱化內部的作用力，影響作業效果。反之，則會增加爆破作業的時間成本，降低效率。基于此，結合以往工程經驗來看，將鉆孔深度暫定為2.5米；

2）鉆孔直徑。現有的工程設備中，選取的鉆孔設備直徑為40毫米；

3）鉆孔間距。根據裝藥爆破的縫隙區半徑，準確計算鉆孔間距，由于炸藥的轟炸力難以準確預估，加之巖石層性質存在較大差異，通常情況下，工程類比法由經驗公式確定：即鉆孔間距是最小抵抗線的0.8倍；

4）鉆孔排距。堅硬巖層的厚度直接決定了鉆孔排距，對于厚度小于1.6米的巖層設置單層炮孔即可。反之，則根據實際厚度進行合理的錯位排布；

3.3.2 有掏槽淺孔爆破技術的設計參數

1）鉆孔深度。由于采用掏槽能夠適當的增加自由面，進而強化弱化效果。根據以往的工作經驗總結，暫定鉆孔深度為2.8米；

2）鉆孔直徑。利用工程現有設備，鉆孔直徑為40毫米；

3）鉆孔間距。一般情況下，按工程類比法由經驗公式確定：鉆孔間距是最小抵抗線的1倍；

4）鉆孔排距。堅硬巖層的厚度直接決定了鉆孔排距，對于厚度小于1.6米的，只需要設置單層炮孔即可。反之，則根據實際厚度進行合理的錯位排布；

5）單孔裝藥量。通過總結相似工程的實際經驗可知，非掏槽眼每孔裝藥量公式為：單孔裝藥量=0.6×炮孔排距×炮眼長度

6）裝藥結構。炸藥的鋪設長度在240厘米，而堵塞口的長度最低不得小于75厘米。

7）掏槽眼布置方式及裝藥量。序號為1的掏槽，其每孔裝藥量是240克，序號2的每孔裝藥700克， 當巖石層厚度達到0.8米時，其工作面的剖面示意圖如下：

3.3.3 比較兩種淺孔爆破技術的優缺點

通過綜合分析無掏槽淺孔爆破技術可知，其優勢特點是雷管段別無法限制一次起爆規模，能夠保證整個工作面同時起爆。而缺陷則是，如果第一層藥包的藥量控制不精確，則會出現大量飛石。

有掏槽淺孔爆破技術的優點是不需要設置過多的防護措施，且飛石數量少。缺點則與無掏槽淺孔爆破技術的優點恰好相反。

3.5 采用全斷面無掏槽一次起爆法

系統考量工作面的實際情況，如果采用深孔爆破技術需要應用大型的打孔設備，且要確保前期準備時間充分，對于工作面巖石松動的弱化不適宜。基于此，經過權衡利弊后，最終選擇采用全斷面無掏槽一次起爆法。

4實際爆破效果

采用全斷面無掏槽一次起爆法，根據事先設計的各項數據參數，能夠確保爆破作業后，工作面的巖石層最大限度的出現碎裂，且分散距離控制在安全范圍內，且綜采機也能夠順利施工，這極大的增加了施工效率，實際效果顯著提高。

5結語

綜上所述，要想切實保證綜采工作面巖石松動控制爆破的實際效果，應當綜合衡量各種爆破技術的優缺點，增加機械設備的利用效率，分析其工作特點，深入現場考察施工環境，進而確保采取最優的方式進行爆破作業。

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