上行深孔裝藥技術在沿空留巷中的應用

王傳社

摘 要：該文主要介紹了南屯煤礦上行深孔裝藥技術在3602工作面沿空留巷爆破斷頂中的應用，成功的達到了預期的卸壓效果。

關鍵詞：上行深孔;沿空留巷;斷頂;卸壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.071

南屯煤礦十三采區為薄煤層，3602工作面為首采工作面，該工作面采用沿空留巷，即采用填充材料承壓，預留3602切眼及順槽。3602直接頂為十下灰巖，巖層厚且硬度大，頂板到達初次垮落步距時集中釋放彈性能容易壓壞留巷所用填充材料，因此工作面在初次垮落前須采用爆破進行爆破斷頂，提前釋放頂板彈性能量，保護填充材料達到順利留巷的目的。

1 施工工藝及方法

1.1 斷頂預卸壓位置分布

爆破孔在工作面后方，開孔位置位于液壓支架后巷幫向工作面推進方向5.5m，沿切眼在頂部均勻施工約55個爆破孔。爆破孔施工采用頂置式風動錨桿鉆機濕式鉆眼，鉆孔與頂板巖面夾角為75°-80°（偏向工作面推進方向），間距3m（間隔2個支架），孔深7m，鉆孔直徑Φ42mm。

1.2 切眼斷頂爆破技術要求

此次爆破采用的是SMⅡ-1型二級煤礦許用小直徑水膠炸藥，同時搭配使用煤礦許用毫秒延期電雷管1～5段的處理方式，其中，使用材料具體要求如下：煤礦許用毫秒延期電雷管最后一段的延期時間必須小于等于130ms;水膠炸藥的規格為：Φ27×400mm，藥卷重量300g/卷。在進行起爆時需要使用FD200L（A）型發爆器。一次裝藥5-8個爆破孔，采用串聯方式，并將這些爆破孔同時起爆。將藥卷裝入內徑φ30mm、外徑φ34mm塑料管內部上端，規格φ30×3500mm，每個炸藥筒內均勻布置3個電雷管，雷管組與組之間的間距為800mm，采用并聯方式連接，且相接與母線。裝藥結構需采用正向方式，裝藥數量為8卷/孔，藥量共計2.4kg。每個藥卷必須按順序放置，孔內裝藥總計3.2m，管子下端用水炮泥充填。

1.3 裝藥方法和施工工藝

（1）基本原理：將炸藥綁在尼龍繩上，插進電雷管，雷管腳線用炮線引出（炮線長度根據爆破孔深度確定），裝進塑料管，形成炸藥筒，將炸藥筒裝進頂板的爆破孔，之后封孔、爆破。

（2）制作炸藥筒。①3.5m長的聚乙烯塑料管，將其一端削尖，并用鐵絲扎住;②在聚乙烯塑料管的另一端孔口放置第一卷水膠炸藥;③緊隨第一卷放置第2卷乳膠炸藥，用雷管腳線和細繩把乳膠炸藥與水膠炸藥捆綁在一起，然后緩慢塞入塑料管中;④按照上述方式，將其他炸藥依次插入電雷管，然后放入塑料管，當塑料管剩余30cm時停止放置。

（3）安置炸藥筒的方法。用上述方法制作好炸藥筒后，將炮線延長，然后緩慢把炸藥筒放入爆破孔中，待全部放入后，用夯實桿將炸藥筒送入孔底，炸藥筒尾端的錨爪會防止炸藥筒下滑。將水泥錨固劑浸泡1-3分鐘，待充分浸濕后，將其放置鉆孔中，然后用夯實桿送入孔底。接著用夯實桿多次捶打水泥錨固劑，直至砸實。按照上述方法，把其余的水泥錨固劑送入孔底、夯實，達到規定的封孔長度即可。

1.4 爆破技術要求

（1）降塵。鑒于此次操作是深孔爆破，所以只需要在爆破地點附方圓30米范圍灑水，以此達到降塵要求。

（2）防滑。為防止炮筒在輸送過程中下滑，最后一節炮筒尾端安裝專用的防滑鎖或采用8號鐵絲交叉制作的錨爪，防滑鎖或錨爪與炮筒采用套入連接。防滑鎖內徑45mm，防滑鎖內的托盤上留有母線電纜孔。爆破母線穿過防滑鎖的電纜孔后必須打結或者與錨爪的鐵絲打結系牢，以防在輸送炮筒時將爆破母線拉出。

1.5 爆破安全注意事項

（1）嚴格加強火工品的管理，嚴禁火工品亂扔亂放。

（2）裝藥前、爆破前、爆破后嚴格檢查爆破地點的瓦斯濃度，瓦斯濃度大于1.0%時嚴禁爆破。

（3）一次裝藥一次起爆，嚴禁一次裝藥分次起爆。

（4）爆破時警戒線距離至少300m，躲炮時間不小于30min。

2 關鍵技術及創新點

上行深孔爆破裝藥技術應用在薄煤層沿空留巷工作面，其亮點主要有以下幾方面：

（1）采用制造炸藥筒配合錨爪的方法，解決了上行孔裝藥藥卷難以控制下落的問題，實現了在上行孔內任意位置輸送藥卷。

（2）采用水泥錨固劑替代黃炮泥，解決了黃炮泥凝固時間長、不易控制深孔爆破產生的強烈爆生氣體和爆炸能量造成破壞力的問題。

（3）極大的減小了工作面開采時的初次來壓步距，彈性能得到提前釋放，使沿空留巷填充材料免遭破壞。

（4）該裝藥方法解決了深孔爆破大裝藥量裝藥繁瑣的難題，極大地提高裝藥效率。

（5）適應能力強，與水平夾角0°至90°爆破孔，甚至底板爆破均能使用該裝藥方法。

（6）炸藥筒制作材料取材簡單，塑料管、廢舊噴漿管等都可以作為制作炸藥筒的原料。

3 應用情況

上行深孔爆破裝藥技術在薄煤層沿空留巷工作面的使用，成功達到了預期的卸壓效果，為沿空留巷技術在薄煤層工作面的推廣應用提供可靠技術和安全保證，有助于沿空留巷技術在我礦薄煤層采區的推行。

4 社會效益

（1）成果使用前深孔裝藥不使用炸藥筒，一次性捆綁2～4塊炸藥配合水泥錨固劑用塑料管送進眼底，如此循環直至達到設計裝藥量，費時、費力;成果使用后大大降低了職工的勞動強度。

（2）采用炸藥筒的方式輸送藥卷，施工安全的可靠性增強，為礦井安全生產作出了積極貢獻。

（3）上行深孔爆破裝藥技術首次應用于非沖擊地壓薄煤層工作面，為我礦今后的上行深孔爆破技術拓寬了應用范圍，提供了新的思路。