中深孔爆破技術(shù)在西曲礦14308 綜采面的應(yīng)用

田樹平

（西山煤電集團有限責(zé)任公司西曲礦，山西 古交 030200）

西曲礦綜采面在過構(gòu)造（斷層）期間，因炮眼布置多、爆破效果不明顯，導(dǎo)致單次爆破后推進度小等難題。本文重點分析探討中深孔爆破技術(shù)[1-2]在西曲礦14308 綜采面過構(gòu)造期間的應(yīng)用情況；通過工程實踐，既順利解決了以上難題，又取得了顯著成效。

1 綜采面概況

西曲礦14308 工作面地面位于新建村村北部，永樹曲村東部，地表大部分被黃土覆蓋，蓋山厚度106～231 m。工作面井下位于南四盤區(qū)南部，西鄰永樹曲村，東部為南983 運輸大巷，南部為正開采的18401 工作面，北部為已開采的18404 工作面。工作面上覆4#煤14402、14403 采空區(qū)，層間距為52～60 m；2.3#煤12403、12404 和12405 采空區(qū)，層間距為65～70 m。靠近切眼西南部170 m處和360 m 處上覆永樹曲礦、華山礦2.3#煤、4#煤小窯破壞區(qū)。

14308 綜采面由西曲礦綜采隊負責(zé)回采，于2022 年3 月5 日開始回采，于2022 年4 月10 日遭遇無炭柱E1338（長軸×短軸=42 m×26 m），工作面推進方向影響42 m，工作面傾向方向影響支架范圍為72#～84#。

2 爆破技術(shù)（工藝）

西曲礦14308 綜采面回采期間過構(gòu)造 （斷層），其中主要為72#～78#架過無炭柱E1338。為確保安全順利通過斷層，采用松動爆破作業(yè)方式；斷層處石頭較硬（普氏硬度大于6），采用打眼放炮為主，采機配合為輔的方式通過該區(qū)域；工藝流程為：準備工作→打眼→（檢查瓦斯）裝藥→聯(lián)線→（檢查瓦斯）放炮（檢查瓦斯）→清渣（采機通過）。

采用人工打眼放炮，正向串聯(lián)方式[3-4]裝藥，一次打眼，一次裝藥，一次起爆，每次爆破不得超過3架，兩段構(gòu)造處可同時打眼，嚴禁同時裝藥、爆破。頂眼采用垂直煤壁打設(shè)，掏槽眼與煤壁呈65°偏向機尾，底眼與煤壁呈75°偏向底板。頂眼使用Ⅴ段雷管[5]，掏槽眼使用Ⅰ段雷管，底眼使用Ⅲ段雷管。

1）炮眼布置。2022 年4 月10 日開始對炮眼布置進行調(diào)整，由原來的兩排眼改為三排眼，頂眼距頂板0.6 m，垂直于煤壁，炮眼長1.5 m；中間掏槽眼距頂眼1.1 m，與煤壁呈65°夾角指向機尾，炮眼長1.9 m；底眼距掏槽眼0.9 m，與煤壁呈75°夾角指向底板，炮眼長1.6 m； 間距均為0.8 m。原來打眼20 個，4 月10 日打眼39 個（74#～80#架共7 個架，距離10.5 m，間距0.8 m，共打眼13 組，三排眼共計39 個）。4 月11、12、13日，根據(jù)工作面實際情況炮眼布置改為頂眼由原來的間距0.8 m 改為1.5 m，裝藥量不變；掏槽眼由原來的間距0.8 m 改為1.2 m，裝藥量由原來的0.4 kg/孔改為0.6 kg/孔；底眼間距改為1 m，裝藥量由原來的0.4 kg/ 孔改為0.6 kg/孔； 眼深統(tǒng)一為1.8 m。

2）炮眼數(shù)量及打眼時間。以往爆破工藝，打一個眼需6 分鐘，20 個眼需2 小時；2022 年4 月10日打眼時，頂眼、底眼比原來稍淺，需5 分鐘，掏槽眼由于角度不好掌握以及受設(shè)備影響每個眼需不到10 分鐘，這樣下來打眼時間共計4 小時，打眼時間多花2 小時；4 月11、12、13 日炮眼數(shù)量由原來的39 個減少到現(xiàn)在的28 個；之前掏槽眼嚴格要求與煤壁呈65°夾角指向機尾，難度較大，角度不好掌握，經(jīng)探討，將角度調(diào)整為65°～80°，操作起來更加容易，打眼時間由原來的4 小時節(jié)省到現(xiàn)在的3 小時。

3）裝藥量。普通爆破打眼20 個，兩排眼上下各10 個，中間眼裝藥0.6 kg/孔，底眼裝藥0.8 kg/孔，共計用藥14 kg。其中4 月10 日，共打三排眼，每排13 個，頂眼裝藥0.2 kg，中間掏槽眼裝藥0.4 kg，底眼裝藥0.4 kg，共計用藥13 kg，比原來節(jié)省火藥1 kg。原來只使用同一段雷管，即Ⅰ段、Ⅲ段、Ⅴ段，10 日裝藥時，掏槽眼使用Ⅰ段雷管，底眼使用Ⅲ段雷管，頂眼使用Ⅴ段雷管，掏槽眼先爆，炸成一道溝狀，底眼和頂眼緊跟著爆炸，向中間自由面方向爆破，這樣一來，斷層處石頭破裂，且爆破出來的石渣向煤壁中間飛出，不容易崩到液壓支架之間。雷管段數(shù)不變，對應(yīng)放炮效果類同；在加大炮眼間距的同時加大掏槽眼與底眼的裝藥量，其中2022 年4 月11 日裝藥量比前一日 （10 日）增加1.4 kg。

4）封孔方式。普通爆破裝藥使用炮泥封孔，使用數(shù)量較多，并且需逐個搗實，2022 年4 月10 日裝藥時使用水沙袋，每個炮孔裝1～2 個，推到炮眼中部即可，原來打眼20 個封孔需40 分鐘，現(xiàn)在打眼39 個，封孔僅需20 分鐘，節(jié)省封孔時間約20分鐘。使用炮泥封孔時每孔平均消耗時間約2 分鐘，使用水沙袋封孔每孔平均消耗時間約0.5 分鐘。如果按一組人員封孔計算時間，同樣使用水沙袋的情況按40 個眼計數(shù)，一茬炮封孔可節(jié)省60 分鐘。

封孔材料用水沙袋代替炮泥，使用方便，減少了勞動力，封孔時間節(jié)省了一半。封孔材料成本對比如下，炮泥：單孔需炮泥8 個，每個為0.58 元，共計4.64 元；水沙袋：單孔需水沙袋2 個，每個為1.5 元，共計3 元；按照每次爆破23 個孔計算，共計可節(jié)省成本37.72 元。

3 爆破效果分析

以往放炮以震動為主，個別地段石頭脫落，大部分石頭出現(xiàn)裂縫，放一茬炮，采煤機緩慢截割能過2 個循環(huán)，每個循環(huán)需20 分鐘，大塊矸石較多。2022 年4 月10 日打眼放炮后，大部分石頭脫落，采煤機順利通過2 個循環(huán)，每個循環(huán)需8 分鐘，過斷層一次節(jié)省時間12 分鐘，且基本無大塊矸石，減少設(shè)備損耗，加上過斷層期間處理大石頭的時間，放一次炮采煤機通過兩個循環(huán)，共節(jié)省時間約1 小時。

對比2022 年4 月10 日與11 日放炮后，采煤機均能順利通過2 個循環(huán)，每個循環(huán)都在8 分鐘左右；加大炮眼間距后，大石頭相對較多一點；其中10 日打眼眼深1.5 m，放炮后煤壁最深1.2 m，采煤機通過2 個循環(huán)以后，割齊煤壁，若要通過第3 個循環(huán)需重新打眼，11 日調(diào)整眼深1.8 m，放炮后煤壁最深1.5 m，若要通過第3 個循環(huán)，可以少補打一部分炮眼。爆破效果如圖1 所示。

圖1 14308 工作面爆破效果

4 工藝改進分析

1）爆破作業(yè)所用的封孔材料水沙袋是創(chuàng)新點，它與水泡泥相比，有以下優(yōu)點：水沙袋在爆破期間起作用，爆破能量越大，封孔效果越好；水沙袋更利于安裝，且不需要搗實，既減少了工作量，又避免了藥卷破損；處理瞎炮時，更容易被取出。

2）爆破工藝的改進，縮短了打眼時間，減少了炮眼數(shù)量，增大了炮眼間距，爆破后，能滿足兩個割煤循環(huán)，減少了工人勞動強度，為礦井安全生產(chǎn)提供了有力保障，經(jīng)濟效益也很可觀。

5 結(jié)論

1）擬定在14308 工作面過構(gòu)造期間采用中深孔爆破技術(shù)，應(yīng)用取得了良好效果：碎石散落范圍相對較小，極少數(shù)碎石落到運輸機外側(cè)（支架立柱側(cè)），利于清渣，爆破深度達1.0～1.4 m，可以滿足采煤機兩個割煤循環(huán)（每個循環(huán)0.6 m）的推進度。

2）采用水沙袋取代水泡泥封孔效果顯著，此技術(shù)對該礦其他工作面過構(gòu)造具有借鑒意義。