煤礦井下深孔預裂爆破施工操作工藝流程說明

馬楠+朱景玉+張存明

摘 要：本文以微山崔莊煤礦33上01工作面及33上02工作面在為開采前，從兩順槽對工作面切眼頂板堅硬巖層進行深孔預裂爆破為例，詳細闡述了煤礦井下深孔預裂爆破施工操作工藝流程及安全注意事項等。

關鍵詞：深孔；預裂爆破；工藝流程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.112

0 引言

爆破是礦山放落礦體和破碎巖體的常用方法，在鉆眼爆破中，一般把孔深5m以上的爆破稱為深孔爆破。深孔預裂爆破是指對指定區(qū)域通過深孔爆破的方式對頂煤、頂板進行提前預裂而進行的爆破。是頂板巖層預先弱化的主要手段。深孔預裂爆破的炮孔深度可達到50m左右、單孔最大裝藥量達到數(shù)十千克左右、一次起爆藥量可以達到上百千克，而煤礦井下常規(guī)爆破一般炮孔深度不超過4m、單孔裝藥量不超過3kg、一次起爆炸藥量僅幾千克到幾十千克，因此頂板預裂爆破相對來說是一種井下大型爆破。

1 工程概況

微山崔莊煤礦回采的33上01及33上02兩個工作面，為提高資源回收率，特將兩個工作面布置成不規(guī)則四邊形，工作面開切眼初始長度只有30m，然后逐漸增長。且煤層埋藏較淺，初采階段四周均為實體煤。直接頂為泥巖（1.59m），老頂為粉砂巖（8.0m）。為確保工作面初采階段頂板的及時冒落，在老頂初次斷裂之前，通過在兩巷順槽內向工作面頂板巖層實施深孔欲裂爆破，對工作面頂板進行預先弱化處理，避免出現(xiàn)大規(guī)模懸頂，提高工作面初采階段頂板管理的有效性和安全性。

2 材料準備

鉆機、2#煤礦乳化炸藥（φ27mm、φ32mm）、瞬發(fā)電雷管、毫秒延期電雷管、起爆器、導爆索、φ63mm×4mPVC管（帶接頭）、φ30mm×4mPVC管、2.5平方優(yōu)質銅芯導線、絕緣膠帶、透明膠帶、水炮泥、炮泥、剪刀、鋼鋸等。

3 工藝流程

3.1 炮孔質量檢查

到達施工區(qū)域爆破人員首先檢查炮孔的成孔質量，要求開孔位置、角度準確，滿足炮孔偏斜度要求，并測量鉆孔的實際深度、清理鉆孔內煤（巖）粉渣。

3.2 制作藥卷、裝藥

由于鉆孔深度較深，裝藥量較大（裝藥長度約為孔深的1/2）為方便炸藥裝填且保證炸藥集中，需將炸藥預先裝入φ63mm PVC管內再裝入鉆孔。采用煤礦許用導爆索連續(xù)串裝藥結構，瞬發(fā)電雷管正向起爆。

（1）根據裝藥長度截取足夠長的導爆索，將導爆索從φ63mm PVC管內穿入，預留一段用透明膠帶固定在管口外面（管口做成束口）；

（2）將一組藥卷（一根φ32mm、兩根φ27mm）并齊插入φ63mm PVC管內，用φ30mmPVC管將藥卷輕推至管頭，然后依次將藥卷裝滿此管，再將裝滿藥卷的φ63mm PVC管內送入炮孔；（3）再將外露的導爆索從下一根φ63mm PVC管內穿入，將此管與前一根管子用接頭連接，并用透明膠帶將接口封嚴，然后按步驟2將藥卷填滿，推入鉆孔，照此填滿設計所需的裝藥長度；（4）PVC管最后20cm不裝藥，將管尾后40cm上部剖開；（5）按照大于鉆孔長度減去裝藥長度的2m截取2根銅芯導線，進行導通實驗合格后，先將2根導線的一頭分別短路，另一頭與雷管腳線聯(lián)結（雷管腳線不超過10cm，用同一段位雷管）依次將2根雷管用絕緣膠帶固定在導爆索上，雷管與導爆索及藥卷的搭接長度不得小于10cm，盡量將雷管置于三根藥卷中間；（6）PVC管剖開的部分用炮泥填滿，然后用透明膠帶纏繞嚴實，捋順導線，用φ63mmPVC管將整個做好的藥卷推入鉆孔預定位置。由于受順槽高度、寬度限制，推送藥卷的PVC管每根長4m，使用專用接頭連接，直至將藥卷完全推入；（7）推送過程中如遇阻力過大，嚴禁大力推送，應來回輕輕活動緩慢推入，嚴禁扯拉導線；（8）如果鉆孔傾角過大，藥卷尾部應加防退裝置；（9）在裝滿藥卷的PVC管被推進鉆孔前及被推到預定位置后，各導線應進行導通實驗，導通合格后方可進行下一步操作。

3.3 封孔

（1）使用軟質材料將推送藥卷的PVC管的一端進行封堵，將放入炮孔口的炮泥推入，使用接頭再連接下一根PVC管，繼續(xù)推送，直至將炮泥推到藥卷底部。抽動PVC管將炮泥搗實。（2）封孔長度不應小于小于鉆孔長度的40%；（3）在使用水泡泥前封孔的長度不小于鉆孔未裝藥長度的1/4；（4）為保證封孔質量每次放入鉆孔炮泥的長度不得超過30cm； （5）必須保證鉆孔內封入得炮泥要封滿、搗實；（6）在封孔過程中應保證銅芯導線不被破壞且不被帶入炮孔而產生卷曲；（7）在封孔完成后對各導線進行導通實驗，導通合格后方可進行下一步操作。

3.4 聯(lián)線

（1）為保證鉆孔內藥卷同時起爆，鉆孔內的兩枚雷管應采用串聯(lián)聯(lián)結；（2）為保證一次裝藥的鉆孔同時起爆，各鉆孔之間的導線應采用串聯(lián)聯(lián)結；（3）按照中心孔從上到下再到周邊孔的順序，所使用雷管的段數(shù)依次增加。（4）聯(lián)結母線前先對母線進行導通實驗，導通合格后方可進行下一步操作。

3.5 起爆

由于裝藥量多，起爆時人員撤出距離不應小于距離爆破地點200m，且與爆破地點所在巷道不在同一中心線上。到達安全距離后，先對導線進行導通實驗，導通合格后起爆。

4 安全技術措施

（1）提前1～2天清理工作面上下順槽、開切眼的煤塵，并將浮煤清理干凈；（2）裝藥前工作面所有支架必須處于完好狀態(tài)，接頂良好，初撐力達到額定工作阻力的80%，超前支護必須符合作業(yè)規(guī)程要求，然后切斷工作面和順槽所有設備的電源；（3）裝藥前必須撤離工作面回風系統(tǒng)中的所有人員，并在能進入回風系統(tǒng)的地點設警戒；（4）為防止拒爆的產生，每一個炮孔內放置兩根導爆索，每根導爆索采用雙雷管起爆，保證炸藥的充分起爆。雷管的聚能穴朝向與導爆索傳爆方向必須一致；（5）導爆索應按需要長度在裝藥前用電工刀加工切好，嚴禁在裝入炸藥串后再切斷導爆索；（6）采取濕式鑿巖作業(yè)，裝藥前用水沖洗炮孔，以減低靜電的危害。（7）每一個炮孔終孔后，均應作出詳細炮孔參數(shù)內容記錄。鉆孔偏差嚴重應報告安全管理小組，由安全管理小組決定是否裝藥放炮。嚴重彎曲或錯位的炮孔應報廢；（8）放炮前必須檢測爆破地點及炮孔內的瓦斯等有害氣體濃度，并對其周圍物料進行清理，嚴禁堆放易燃易爆物品；（9）放炮后經通風30分鐘之后，安監(jiān)人員方可進入檢查放炮地點及回采工作面，確認安全后，其他人員才能進入作業(yè)地點。

作者簡介：馬楠（1982—），男，本科，助理工程師，主要從事采掘工程設計、安全技術管理等工作。