同忻礦8#層頂抽巷光面爆破施工技術(shù)探討

王文棟，馬占新

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司山西大同037003）

0 引言

關(guān)于全巖巷采用光面爆破的成型與茬進(jìn)問題，一直是困擾煤礦生產(chǎn)的難題之一［1-2］，因沒有一種較好的方法，能夠解決爆破成型與快速茬進(jìn)的矛盾，本文以同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105工作面頂抽巷掘進(jìn)巷道時(shí)存在的巷道成型與茬進(jìn)問題，通過運(yùn)用光面爆破漏斗理論，研究實(shí)施了實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破,實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。

1 同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105面頂抽巷概況

C8#層8105面頂抽巷用于8#層北一盤區(qū)8105工作面瓦斯抽放，設(shè)計(jì)長度為1 850 m(從回繞算起），全巖巷道，斷面為寬×高＝4.2 m×2.8 m［3］，采用錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)方式，鉆爆法掘進(jìn)。地面相對位置位于后溝與杏樹溝之間的山坡與溝谷地段，地面標(biāo)高1 178 m～1 297 m/1 237.5 m，工作面標(biāo)高為769 m～785 m/777 m區(qū)域內(nèi)無水體及建筑物；井下位于同忻井田的東部，其西部為8#煤層北一盤區(qū)三條系統(tǒng)巷，其南部為5105 巷，與5105 巷投影間距為10 m，與3-5#層北一盤區(qū)8105工作面投影間距為15 m～31 m。工作面內(nèi)部賦存兩個(gè)向斜一個(gè)背斜。巖性具體情況為：頂板：粗、細(xì)砂巖、含礫粗砂巖、碳質(zhì)泥巖、高嶺質(zhì)泥巖；厚度：1.03 m～2.64 m，抗壓強(qiáng)度51.5 MPa。巷道巖層：粗、細(xì)砂巖、碳質(zhì)泥巖、含礫粗砂巖、高嶺質(zhì)泥巖；厚度：3.1 m，抗壓強(qiáng)度40.8 MPa。底板：粗、細(xì)、粉砂巖、碳質(zhì)泥巖。厚度：0.8 m～2.33 m，抗壓強(qiáng)度42.1 MPa。詳見圖1：8105頂抽巷綜合柱狀圖。

圖1 8105頂抽巷綜合柱狀圖

2 同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105面頂抽巷快速成型的研究

2.1 同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105 面頂抽巷快速成型理論分析

8105 面頂抽巷快速成型是通過炸藥爆破使產(chǎn)生的沖擊波和高溫高壓氣體均作用在眼壁上，炮眼周圍的巖石因受到強(qiáng)烈的壓縮破碎，與此同時(shí)形成的壓縮應(yīng)力波向四面八方傳播，最后形成相互作用的爆破漏斗。通過選取合理的爆破參數(shù)，最后快速形成光滑連續(xù)的壁面。［4］

2.2 同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105 面頂抽巷快速成型現(xiàn)場實(shí)踐總結(jié)規(guī)律

2.2.1 現(xiàn)場采用爆破參數(shù)

采用實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法的爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值［1］，詳見圖2：8105頂抽巷“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際巖性情況確定，其中周邊眼的空眼數(shù)量，應(yīng)根據(jù)每茬爆破后實(shí)際揭露的巖性，實(shí)時(shí)確定。

圖2a 8105頂抽巷“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（主視圖）

圖2b 8105頂抽巷“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（左視圖）

圖2c 8105頂抽巷“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（俯視圖）

圖2d 8105頂抽巷“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”爆破參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（爆破說明書）

2.2.2 現(xiàn)場實(shí)踐規(guī)律總結(jié)

采用實(shí)時(shí)層節(jié)理法可以更好地發(fā)揮光面爆破的周邊眼的成型和每茬進(jìn)度，根據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊》[3]詳見表1：巖層節(jié)理、層理分級表

表1 巖層節(jié)理、層理分級表

巖層節(jié)理、層理發(fā)育程度分級

通過現(xiàn)場用卷尺量測量層節(jié)理間距，得出如下規(guī)律：

①當(dāng)層理間距為0.1 m～0.3 m 時(shí)，最好為0.2 m 左右時(shí)，巷道的光面爆破最宜實(shí)現(xiàn)；當(dāng)層理間距＜0.1m時(shí)光面爆破周邊眼少裝藥或多打空眼，并且噴漿要緊跟迎頭；當(dāng)層理間距為0.3 m～2 m時(shí)光面爆破周邊眼多裝藥；當(dāng)層理間距＞2 m 時(shí)，光面爆破周邊眼多打眼、多裝藥。

②當(dāng)節(jié)理間距為0.1 m～0.4 m時(shí)，最好為0.25 m左右時(shí)，巷道的光面爆破最宜實(shí)現(xiàn)；當(dāng)節(jié)理間距＜0.1 m時(shí)光面爆破周邊眼少裝藥或多打空眼，并且噴漿要緊跟迎頭；當(dāng)節(jié)理間距為0.4 m～3 m，時(shí)光面爆破周邊眼多裝藥；當(dāng)節(jié)理間距＞3 m 時(shí)，光面爆破周邊眼多打眼、多裝藥。

詳見圖3：光面爆破層節(jié)理規(guī)律圖

圖3a 光面爆破層節(jié)理規(guī)律圖：層節(jié)理＞0.2 m～0.25 m

圖3b 光面爆破層節(jié)理規(guī)律圖：層節(jié)理＜0.2 m～0.25 m

圖3c 光面爆破層節(jié)理規(guī)律圖：層節(jié)理=0.2 m～0.25 m（最佳）

綜上所述：光面爆破時(shí)以層節(jié)理間距為0.2 m～0.25 m 時(shí)的爆破參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)時(shí)對周邊眼的裝藥量及眼數(shù)進(jìn)行酌量調(diào)整。

3 同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105面頂抽巷實(shí)踐驗(yàn)證8105面頂抽巷作業(yè)方式采用“四六制”作業(yè)。

配備隊(duì)長、書記各1 名，副隊(duì)長7 名，班組長8 名，工人61 名，在冊人數(shù)為73 人，全天出勤人數(shù)為53 人，出勤率72.6%。打爆破炮眼時(shí)使用7655型風(fēng)動鑿巖機(jī)配合2.8 m 長六棱風(fēng)鉆桿，φ43 mm 一字風(fēng)釬頭進(jìn)行眼，配備4臺風(fēng)鉆同時(shí)作業(yè)，分區(qū)打眼，自上而下，由兩邊向中間進(jìn)行鉆眼。打頂、幫支護(hù)時(shí)使用MQT-130/2.8型氣動錨索鉆配合B19中空六棱鉆桿，φ26 mm雙翼鉆頭打支護(hù)錨桿（錨索）眼［1］［2］。采用裝載機(jī)+皮帶輸送機(jī)DSJ-80/2×40 聯(lián)合運(yùn)輸?shù)姆绞匠鲈?020年1月15日 掘進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)巷，3月5日施工正巷，截止2020年12月5日已掘出760 m，月均進(jìn)80 m，見圖4:8105頂抽巷施工進(jìn)度圖，巷道的成型均達(dá)標(biāo)［1］［2］，并且實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)。

圖4 :8105頂抽巷施工進(jìn)度圖

4 結(jié)論

通過采用“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”，實(shí)現(xiàn)了大同礦區(qū)石炭系8#層鉆爆法掘進(jìn)巷道的快速成型，值得推廣。通過以上“實(shí)時(shí)層節(jié)理光面爆破法”的研究，不僅使同忻礦C8#層北一盤區(qū)8105面頂抽巷的茬進(jìn)由原來的2 m 提高到2.5 m，日均進(jìn)由3 m 提高到4 m，而且可提前153 天完成，緩解采掘接替壓力，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益約100 萬元，但是只有在層節(jié)理處于發(fā)育級別且穩(wěn)定的情況下，才能更好地實(shí)現(xiàn)。