掘進工作面深孔預裂爆破技術應用分析

張家文

（貴州水礦控股集團有限責任公司，貴州 六盤水 553000）

1 礦井概況

水城礦業集團大灣礦西井（以下簡稱“大灣西井”）位于水城礦區西北端。礦井設計生產能力為90萬t/a，服務年限為29年。大灣西井井田范圍內可采和局部從上往下為2、4、5、7、8、9、11、12等8層資源可采。2號層厚度0.85m～1.55m；9號層厚度1.70m～3.13m；11號層厚度1.50m～3.56m。根據重慶研究院鑒定報告，大灣西井屬于突出礦井。其主采的9、11號層的壓力分別為2.7MPa、3.38MPa。9號層的透氣性系數為1.075837m2/MPa2.d，屬于可抽采層，然而在現實抽采中，9號層的效果不理想，抽采達標時間長，制約礦井采掘接替。為此，在大灣礦西井X10901-3軌巷掘進工作面實施深孔預裂爆破增透技術，可增加掘進效率，緩解采掘接替緊張的局面。

2 X10901-3軌巷掘進工作面深孔預裂爆破增透方案

2.1 X10901-3軌巷掘進工作面增透鉆孔設計

為了增加X10901-3軌巷掘進工作面抽采效果，縮短預抽時間，提高X10901-3軌巷掘進效率，決定在X10901-3軌巷掘進工作面實施深孔預裂爆破增透措施。具體增透鉆孔及抽采鉆孔設計如圖1所示。

圖1 透鉆孔及抽采鉆孔布置平面示意圖

2.2 X10901-3軌巷掘進工作面增透現場實施方案

（1）鉆孔施工。鉆孔施工順序按照4#抽采孔、3#抽采孔、2#抽采孔、1#抽采孔、3#爆破孔、2#預裂、1#預裂孔的施工順序進行，抽采孔施工完畢后，立即封孔接抽，封孔長度不宜小于10m；爆破孔施工完畢后，不封孔，待預裂炸藥安裝完畢后，封孔、致裂。鉆孔施工參數見表1所示。

①爆破孔和抽采孔的布置必須嚴格按措施要求進行布孔和施工。②深孔預裂爆破孔和抽采孔的深度不宜小于20m，抽采孔深度與應略深于爆破孔或相同（平距）[1，2]。③為確保爆破孔裝藥順利進行，爆破孔施工到位退鉆結束后必須及時進行裝藥，否則推遲退鉆時間。④鉆孔內煤渣（粉）要排出干凈。

（2）封孔。①封孔采用壓風封孔器進行，封孔材料為粒度小于Φ5毫米的干粘土（噴水）或水泥粉煤粉混合不燃性材料。②深孔爆破孔全孔進行裝藥后，外部留不少于6m裝填封泥或其他不燃性封孔材料。③為了防止破后超限，施工完抽采孔則應立即抽孔。④抽采孔封孔深度宜大于10m，封孔應保證嚴密。

3 效果考察

3.1 考察方案

K1值、抽采變化關系具體考察鉆孔布置如圖2所示。

圖2 考察鉆孔剖面布置示意圖

考察主要從K1值及含量隨抽采時間降低程度分析，得出深孔預裂爆破后K1值及含量隨抽采時間變化曲線，進而分析掘進工作面采取深孔預裂爆破后消突效果，確定合理的抽采時間。

3.2 效果分析

從圖3中可以看出，巷道掘進的9號層預抽之前鉆屑指標K1值大小在0.5左右，實時深孔預裂爆破技術并對抽采鉆孔接抽以后，鉆屑指標K1值明顯降低，最低值降低到約為0.26，完成掘進區域預先抽采之后，開始進行正常進行巷道掘進作業，鉆屑指標K1值隨著掘進工作的推進逐漸增加，完成一個循環的巷道掘進后（約70m），鉆屑指標K1值升高至0.35。采用深孔預裂爆破技術后，巷道掘進工作面的抽采效率明顯增高，掘進過程中的危險性得以降低。

圖3 K1值變化情況

測量的抽采鉆孔數據如圖4所示，從圖中可以看出，掘進工作面在進行深孔預裂爆破之前，抽采鉆孔的初始抽采純量較大，但是鉆孔抽采衰退的時間很快，3d之后衰退約46%，開展深孔預裂爆破之后，抽采鉆孔的抽采出純量增加明顯，實驗后3d抽采純量就能達到0.38m3/min，較實驗前提升約80%，隨著接抽時間的增加，抽采鉆孔抽采有所衰減，但是衰減不明顯，抽采鉆孔接抽3周內，抽采鉆孔的抽采純量仍能保持在0.27m3/min左右。

圖4 抽采純量變化情況

4 總結

大灣礦X10901-3軌巷采用深孔預裂爆破增透技術后，抽采純量由預裂爆破前的0.18m3/min增加到0.38m3/min，提升約90%，并且較高的流量保持時間較長，在巷道掘進一個循環之內，鉆屑指標K1值一直保持在低位，降低了巷道掘進期間的危險性，增加了巷道的掘進效率。