淺談綜放工作面快速過陷落柱技術

摘要：山西陽煤集團五礦是一座核定年產能力為680 Mt/a的高產高效礦井，礦區內陷落柱十分發育，局部密度可達46個/Km2。這些陷落柱在開采工程中不斷被揭露，破壞了采掘工程的正常施工，成為影響綜采的一個主要地質因素，為了使礦井整體發展規模適合高產高效礦井建設的思路。現以陽煤集團五礦快速過無炭柱的一些主要做法和采取的措施。

關鍵詞：陷落柱 爆破參數 措施

中圖分類號：TD823.97 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-01

1 爆破參數的確定

采過法處理陷落柱首先要對陷落柱區域進行爆破，松動矸石，以降低采煤機負荷減少機電設備的事故。爆破工藝中最佳爆破效果的實現，爆破參數的選擇是致關重要的。炮眼深度、炮眼間距、裝藥量和起爆順序等參數是一個統一的體系，只有達到有機結合，才能實現預期的目標。對于處理陷落柱的爆破而言，最重要的要求就是矸石拋出的程度越小越好，這樣有利于機電設備的保護。從長期的生產實踐中，經過探索與研究以及實踐的檢驗，總結出一套適合五礦陷落柱爆破特點的爆破參數。

1.1 炮眼深度

在認真總結以往過陷落柱成功經驗與教訓的基礎上，綜合實際情況，對過陷落柱的爆破參數進行認真分析研究，制定出采用“一炮兩采”作業方式，即放一次炮保證能夠割兩刀煤。采煤機截深為0.6 m，所以每次爆破進度應為1.2 m，考慮到炮眼利用率一般在80%左右，因而選擇炮眼深度為1.2÷80%=1.5（m）。

1.2 炮眼間距

炮眼間距的確定直接影響著炮眼數量，也就是說影響鉆眼時間。眼距增大達不到爆破效果，增加采煤機負荷，對采煤機造成損害。眼距較小增加炮眼長度，延長鉆眼時間，影響生產。經過研究與探索，眼距為1.0 m時，爆破效果較佳。

1.3 炮眼布置形式

根據采高2.5 m的實際情況，炮眼需要分三排布置。由爆破理論得知，炮眼間距均勻的情況下爆破效果最好。在長期的爆破活動中，三花眼和五花眼的布置形式應用最為普遍。因而陷落柱爆破采用三排五花眼布置方式。打眼時，炮眼與工作面的角度為80 °，且眼口全部朝向一個方向，避免眼孔正對支架，以免爆破時損傷支架。

1.4 裝藥量

裝藥量是控制爆破效果的最后一個環節，裝藥時根據巖性情況嚴格裝藥量和封孔長度，確保炮眼利用率，保證爆破效果。五礦研究試驗的結果認為：在以上炮眼參數的條件下，每眼裝藥量一般在200～400 g之間。一般來講，上部眼裝藥量較少一些，下部眼裝藥量稍大些。

1.5 起爆順序

在爆破理論中，分次爆破比一次爆破的效果要優越的多，能夠充分發揮炸藥的作用，降低成本，減少矸石的拋擲。毫秒爆破已成為當今普遍應用的爆破技術，自上而下的爆破順序在五礦收到很好的效果。根據爆破原理，由過去的瞬發管起爆，改為1、3、5段毫秒管起爆，靠段與段之間的延期，按底眼、中眼、上眼先下后上順序依次起爆，增加爆破自由面，避免了因爆力集中造成矸石拋擲量大對支架的損壞，減少了清煤工清矸勞動強度。減少采煤機截割巖石量，避免采煤機大件損壞。

2 爆破工藝的研究與改進

2.1 鉆具選擇

陷落柱沿工作面傾向長度每20 m配備一部風鉆。根據前面所確定的炮眼間距，20 m長度的陷落柱大約需要布置60個鉆孔，風鉆打眼每個孔需要3 min時間，打眼時間在3個小時左右，加之裝藥、起爆總的爆破時間大約5 h，這對“四·六”制作業的勞動組織形式是比較合理的。在檢修班完成爆破作業，最大限度地保證了生產時間。

2.2 炮區擋矸維護技術的創新

工作面爆破通過陷落柱時，在陷落柱范圍及前后5 m要對支架前立柱的活柱部分進行保護。我礦采用皮帶整體包住支架活柱部分，并在每架液壓支架前梁下吊掛3根錨鏈與溜槽齒軌盤繞固定，然后在錨鏈上固定雙層金屬網和1/2Φ20 cm×4.0 m兩開木，形成柔性擋矸墻，既對液壓支架立柱、操作閥組、液壓管路等設備進行有效保護，又降低了坑木消耗，同時減少架間矸石拋擲量，降低工人維護和清矸勞動強度，既安全又省力。

2.3 陷落柱影響區頂板管理

陷落柱范圍及陷落柱邊緣煤層松軟區在放炮前提前移架維護，放炮后及時伸伸縮梁維護，頂板破碎時采用帶壓移架，并將擋矸替換下的舊金屬網鋪設在支架上，使頂板形成一體，保護頂板的完整性。放炮前停止液壓支架供液或在工作面加斷路閥斷液，防止炮崩操作閥引起支架自降，造成塌頂事故。

3 過陷落柱的準備工作和現場管理

3.1 加強工作面地質構造的超前探測分析、預測預報工作。

綜采工作面在開采前進行無線電波坑透，坑透率達到了100%。堅持“有疑必探”的原則，對坑透出的異常區進行小鉆機打鉆，先后對8128、8119兩個工作面較大的無炭柱進行了探測，查明了無炭柱的影響范圍，為工作面順利通過構造提供了有力的地質保障。

3.2 制定針對性的技術措施，為過構造提供技術保證

每個構造揭露前，針對過構造在安全、工藝組織、設備保護、頂板管理等方面制定了安全技術措施。2005年3月，在8119工作面過無炭柱期間進行了掛錨鏈炮區維護工藝試驗取得成功，并在全礦回采工作面過構造進行推廣，工作面過構造炮區維護采用在前立柱活柱部分包裹舊皮帶、支架前梁下吊掛錨鏈固定金屬網并用1/2Φ20 cm×4.0 m兩開木加固，形成多層次擋矸設施，既提高了擋矸效果，又大大降低了回采工作面坑木消耗，減輕了工人勞動強度，解決了過構造期間回采工作面臟亂差現象。

3.3 加強工作面過構造現場組織管理

工作面過構造采用多部風鉆配1.8 m鉆桿平行打眼，同時對打完眼的地段進行擋矸維護，縮短過構造時間。隊組設專人負責監督檢查打眼、裝藥質量，保證爆破效果，避免采煤機大件損壞，對不符合規定的炮眼，堅決進行重打眼，切實做到眼眼合格。在生產組織上采用了兩班（早六點、晚六點）打眼放炮、兩班（中午班、夜班）割煤的作業方式，堅持正常循環。過構造期間，生產技術部人員進行跟班寫實，及時發現并協助解決過構造打、裝、放過程中存在的問題。

3.4 加強構造區頂板管理

在打眼前對構造影響區提前移架或支設臨時支護維護，放炮前采用支架進液管加設斷路閥停止炮區支架供液，放炮后對支架操作閥組和管路進行檢查，防止炮崩閥組支架自降，造成塌頂事故。

3.5 加強設備檢修，確保開機率

對各部設備的檢修實行定崗、定人、定責任，對設備的薄弱環節做到每班檢查，確保過構造期間不發生機電設備大件損壞事故。

4 結語

通過對綜采工作面過陷落柱期間爆破參數的選擇及爆破工藝的改進，同時加強綜采工作面過陷落柱期間的管理，使整個綜放工作面的生產得以高效、安全地進行。