松動爆破在露天煤礦煤層開采中的應用

周金固

摘要：鄂爾多斯市東勝區平梁張大銀煤礦（露天開采，以下簡稱張大銀煤礦）位于內蒙古自治區鄂爾多斯市東勝區銅川鎮境內，所開采的煤種不粘煤為主，長焰煤次之，是良好的民用和動力用煤，可用于火力發電，各種工業鍋爐等，亦可用于煤的氣化。主要市場需求為通過振動篩分級篩選出價值較高的不同粒徑的不同品種的塊煤供民用及各種工業鍋爐使用，篩下粉煤通過簡單脫硫加工供電廠使用。因此，如何提高價值較高的塊煤比例，進而提高煤炭綜合售價成為提高企業效益的有效途徑。經過多方考察和多次現場實驗，張大銀煤礦摸索出一條簡單易行，效果明顯的途徑，在不增加成本的前提下提高塊率20%，提高噸煤售價10元/噸以上，按照產能180萬噸/年計算，年提高效益1800萬元。

關鍵詞：松動爆破;煤層開采;爆破煤量計算;效益

1.項目背景

張大銀煤礦位于鄂爾多斯市東勝區境內，地質構造簡單，煤層賦存條件較好，煤層傾角為1。-3。。設計在開采過程中，采用挖掘機采煤。主體煤層厚度約4.5m-5m，煤層距底板20cm-50cm處有夾矸一層，厚度為2cm-lOcm，采用傳統挖掘機采煤工藝，出煤塊率不足50%，且嚴重影響產品質量，制約煤礦經濟效益，為解決這一現狀，必須嘗試新的適合本礦現狀的開采方式。為此，我們提出了煤層松動爆破提高塊率的方案，進行了嘗試并取得了成功。

2.實驗方案的提出及實驗

2.1鉆孔深度

（1）鉆孔至煤層夾矸上方lOcm。為解決夾矸層的問題，我們實驗了鉆孔深度至夾矸層上方lOcm，以不破壞夾矸層結構為目的，夾矸層處理后，剩余20cm-50cm煤層另行處理。實驗結果，受煤層震動影響，較薄的矸石層不足以抵抗爆破振動，爆破后無法單獨處理夾矸，并且裝藥附近煤層破碎明顯，不利于提高塊率。

（2）鉆孔至煤底板下方lOcm。鉆孔至煤底板下方lOcrri，主要考慮夾矸底層煤爆破后裝載機便于裝車，并且鉆孔低于煤層lOcm，可減少因爆破造成地的裝藥附近煤層破碎，提高塊率。實驗結果，即保持了夾矸層的完整性，又保證了夾矸底層煤的爆破效果。

2.2爆破參數選擇

（1）實驗段一

①本次爆破實驗段分為兩個實驗段：第一段位于首采區北西段，通過現場鉆孔記錄共計鉆孔深350m，70個鉆孔平均孔深5.Om，采用淺孔鉆機穿孔，孔徑為φlOOmm。

②爆破器材：a.選用毫秒延期導爆管雷管;b.選用2#煤礦許用乳化炸藥;c.采用MFB-2000型起爆器。

③布孔方式：采用單排布孔。

④爆破參數：a.按孔徑φlOOmm孔深5m;b.抵抗線4m，孔距5m;c.裝藥線密度取：6.Okg/m;d.單孔裝藥量：單孔裝藥量=裝藥線密度×裝藥高度=6×2.0=12kg，實際單孔裝藥量取12kg，因此實際總裝藥量為840kg。

⑤爆破煤量計算：按間排距及實測沖擊波拉伸松動距離1米計算，結合實際過磅噸數為12355.2噸。

⑥本次實驗段通過煤銷10車過磅分類銷售，其塊率達70%左右，爆破成本1.44元/噸（見附表）。

（2）實驗段二

①第二實驗段位于首采區中段至南西側段，該部位通過現場鉆孔記錄共計：鉆孔深748m，152個孔位，單個平均孔深約4.92m，孔徑為φlOOmrri。

②爆破器材：a.選用毫秒延期導爆管雷管;b.選用2}}煤礦許用乳化炸藥;c.采用MFB-2000起爆器。

③布孔方式：采用雙排布孔。

④爆破參數：a.按孔徑φlOOmm，單個孔深平均4.92m;b.抵抗線為4m，孔距Sm;c.裝藥線密度取6.Okg/m;d.單孔裝藥量：單孔裝藥量=裝藥線密度×裝藥高度=6×2.0=12kg。實際單孔裝藥量取12kg。實際總裝藥量為：1824kg。

⑤爆破煤量計算：按間排距及實測沖擊波拉伸松動距離1.8m計算，結合實際過磅噸數為28644.5噸，爆破成本1.33元/噸（見附表）。

⑥本次實驗段通過煤銷10車過磅分類銷售，其出煤塊率達70%左右。

綜上所述，雙排布孔較單排布控單價費用較低，且單次產生較多的爆破煤量，效率較高，有利于產銷接替。

2.3裝車方式

（1）爆破后采用傳統的挖機裝車，費用4.0元/噸，且爆破后挖機裝車會產生二次破碎，降低塊率，不可取。

（2）爆破后采用裝載機裝車，費用2元/噸，爆破費用1.33元/噸，裝煤總費用3.33元/噸，且有效避免了二次破碎，因此選用裝載機裝車。

3.實驗結論及效益分析

（1）經過多次實驗得出如下結論

①鉆孔深度控制在煤層底板以下lOcm。

②爆破參數選擇雙排孔爆破，鉆孔間排距根據不同季節塊度的不同需求做適當調整（比如冬季，大塊需求多，增加間排拒適當增加裝藥量，可有效增加大塊比例），通常情況選擇5m×4m，裝藥量12kg/孔。

③爆破后采用裝載機裝車。

（2）與傳統挖機裝煤效益對比