掘進巷道爆破法過斷層施工工藝研究應用

陳 吉

（山西宏宇誠鑄建設工程有限公司，山西 朔州 038300）

1 工程概述

大同煤礦集團馬道頭煤業有限責任公司位于大同市左云縣小京莊鄉，礦井設計生產能力為10Mt/a，井田面積198.35km2，2105巷位于井田北一盤區，巷道北部為實煤區，東部布置三條盤區大巷，南部為8104采空區，西部為實煤區。2105巷為3#～5#合并煤層，總厚度為17m，煤層內含多層矸石，厚度在0.4～2.2m之間。

2105巷設計長度為4200m，巷道斷面規格為寬×高=5.2×3.6m。巷道沿3#～5#煤層底板平行掘進，巷道頂板預留厚度為1.9m炭質泥巖，泥巖往上為煤層，設計頂板采用錨桿、錨索、鋼帶聯合支護，護幫采用單錨桿支護。2105巷由塔山礦建項目部采用型號為EBZ200綜掘機進行掘進。截至目前巷道已掘進1700m。

根據馬道頭礦地測科提供資料顯示，2105巷掘進至1500m、1800m分別揭露兩條逆斷層F3、F4，其中F3斷層落差為0.5m，對巷道掘進影響不大，塔山礦建項目部采用掘進機直接破巖的方法過斷層，而F4斷層落差為1.7m，傾角為45°，若直接采用掘進機破巖不僅破巖量大，掘進效率低，設備損壞率高，而且很容易發生頂板事故，對此塔山礦建項目部通過技術研究，決定采用炮掘工藝過F4斷層，制定了相應的安全措施。

2 爆破法過F4斷層施工工藝

巷道掘進至距F4斷層30m處預計進入斷層破碎區域，采用爆破法過F4斷層。

2.1 分層光面爆破法掘進

（1）當2105掘進至距F4斷層30m處，采用分層光面爆破法掘進，將巷道斷面分上下兩層，上層面規格為寬×高=5.2×1.5m，下層面規格為寬×高=5.2×2.1m。

（2）首先在巷道下層面施工光面爆破眼，共計施工24個炮眼，其中周邊眼16個，輔助眼4個，掏槽眼4個，具體炮眼參數如表1所示。

表1 2105巷分層光面爆破炮眼參數表

（3）當工作面下分層炮眼施工完后，填裝炸藥及雷管，炸藥采用長度為300mm，Ф35mm礦用乳化炸藥，每個炮眼內填裝兩支藥卷，雷管采用毫秒延期電雷管，雷管順插在孔底藥卷上，炸藥填裝后對炮眼進行水炮泥封孔，封孔長度不得低于0.6m。

（4）炮眼炸藥雷管填裝后及時進行雷管腳線連接，采用串聯方式進行連接，連接后將其與爆破母線進行連接，并進行爆破。

（5）下分層光面爆破后及時清理工作面煤矸石，并在上分層施工松動爆破眼，共計布置5個炮眼，炮眼深度為1.2m，每個炮眼填裝一支炸藥及雷管并進行封孔，采用松動爆破法進行上分層掘進，分層光面爆破茬進控制在1.0m。

2.2 松動爆破法上山掘進

（1）當2105巷爆破掘進至距F4斷層5m處時，為了使掘進巷道進入斷層上盤后能夠繼續沿煤層底板平行掘進，塔山礦建項目部決定采用松動爆破法上山掘進如圖1所示。

圖1 北一盤區2105巷過F4斷層剖面示意圖

（2）工作面共布置四排松動爆破眼，排距為1.5m，每排施工5個炮眼，炮眼間距為0.8m，炮眼與工作面成10°仰角布置。

（3）松動爆破眼施工完后，在每個炮眼內填裝一支藥卷并進行填裝水炮泥，松動爆破時每次只可爆破3～5個炮眼，松動爆破茬盡量控制在0.5～1.0m。

（4）當施工巷道掘進過斷層上盤5m后停止松動爆破，繼續采用分層光面爆破法掘進，且爆破工藝與下盤分層光面爆破法相同。2105巷在上盤掘進30m過斷層破碎帶后采用綜合機械化掘進。

3 安全技術措施

（1）2105巷掘進至F4斷層破碎帶時必須減小茬進度，掘進一個循環后必須及時對頂板進行支護。

（2）當施工巷道掘進至斷層破碎帶時，每班開工前必須對工作面施工探放鉆孔，掌握掘進面距斷層帶距離，并做好斷層突水、瓦斯涌出等災害預防。

（3）采用松動爆破上山掘進時在斷層上盤需留頂煤，而2105工作面煤層發育不穩定，在留頂煤前必須采取相應支護措施如超前支護、注漿等，確保巷道安全順利過斷層帶。

（4）由于斷層帶附近煤巖體膠結不穩定且頂板壓力大，巷道在過斷層期間必須采取有效的支護措施，如架設鋼棚、施工組合錨索等，防止斷層帶處頂板出現破碎、冒頂現象。

（5）在進行光面爆破時必須控制好裝藥量及炮眼深度，防止裝藥量大，爆破震動對斷層處巖石層穩定性產生影響；松動爆破時必須分次爆破，嚴禁一次性爆破所有松動炮眼。

（6）掘進巷道過F4斷層后，在斷層上下盤各安裝一個頂板離層儀，并安排專人定期對頂板下沉、離層情況進行觀測、記錄，若頂板下沉量加大時，必須及時采取有效頂板控制措施。

（7）掘進巷道爆破施工時必須嚴格執行“一炮三檢、三人聯鎖”放炮制度，爆破前必須在所有可能進入放炮地點攔人設警戒。

4 結束語

山西宏宇誠鑄建設工程有限公司塔山礦建項目部在施工2105巷時，采用爆破法過F4斷層破碎帶，平均掘進進度達3.0m/d，減少了破巖量，保證了巷道施工安全，取得了較好效果。