掘進(jìn)工作面深孔預(yù)裂爆破技術(shù)應(yīng)用分析

張家文

（貴州水礦控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 六盤水 553000）

1 礦井概況

水城礦業(yè)集團(tuán)大灣礦西井（以下簡(jiǎn)稱“大灣西井”）位于水城礦區(qū)西北端。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a，服務(wù)年限為29年。大灣西井井田范圍內(nèi)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(hào)層厚度0.85m～1.55m；9號(hào)層厚度1.70m～3.13m；11號(hào)層厚度1.50m～3.56m。根據(jù)重慶研究院鑒定報(bào)告，大灣西井屬于突出礦井。其主采的9、11號(hào)層的壓力分別為2.7MPa、3.38MPa。9號(hào)層的透氣性系數(shù)為1.075837m2/MPa2.d，屬于可抽采層，然而在現(xiàn)實(shí)抽采中，9號(hào)層的效果不理想，抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間長(zhǎng)，制約礦井采掘接替。為此，在大灣礦西井X10901-3軌巷掘進(jìn)工作面實(shí)施深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù)，可增加掘進(jìn)效率，緩解采掘接替緊張的局面。

2 X10901-3軌巷掘進(jìn)工作面深孔預(yù)裂爆破增透方案

2.1 X10901-3軌巷掘進(jìn)工作面增透鉆孔設(shè)計(jì)

為了增加X(jué)10901-3軌巷掘進(jìn)工作面抽采效果，縮短預(yù)抽時(shí)間，提高X10901-3軌巷掘進(jìn)效率，決定在X10901-3軌巷掘進(jìn)工作面實(shí)施深孔預(yù)裂爆破增透措施。具體增透鉆孔及抽采鉆孔設(shè)計(jì)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(jìn)工作面增透現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(yù)裂、1#預(yù)裂孔的施工順序進(jìn)行，抽采孔施工完畢后，立即封孔接抽，封孔長(zhǎng)度不宜小于10m；爆破孔施工完畢后，不封孔，待預(yù)裂炸藥安裝完畢后，封孔、致裂。鉆孔施工參數(shù)見(jiàn)表1所示。

①爆破孔和抽采孔的布置必須嚴(yán)格按措施要求進(jìn)行布孔和施工。②深孔預(yù)裂爆破孔和抽采孔的深度不宜小于20m，抽采孔深度與應(yīng)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(jìn)行，爆破孔施工到位退鉆結(jié)束后必須及時(shí)進(jìn)行裝藥，否則推遲退鉆時(shí)間。④鉆孔內(nèi)煤渣（粉）要排出干凈。

（2）封孔。①封孔采用壓風(fēng)封孔器進(jìn)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(jìn)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(yīng)立即抽孔。④抽采孔封孔深度宜大于10m，封孔應(yīng)保證嚴(yán)密。

3 效果考察

3.1 考察方案

K1值、抽采變化關(guān)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(shí)間降低程度分析，得出深孔預(yù)裂爆破后K1值及含量隨抽采時(shí)間變化曲線，進(jìn)而分析掘進(jìn)工作面采取深孔預(yù)裂爆破后消突效果，確定合理的抽采時(shí)間。

3.2 效果分析

從圖3中可以看出，巷道掘進(jìn)的9號(hào)層預(yù)抽之前鉆屑指標(biāo)K1值大小在0.5左右，實(shí)時(shí)深孔預(yù)裂爆破技術(shù)并對(duì)抽采鉆孔接抽以后，鉆屑指標(biāo)K1值明顯降低，最低值降低到約為0.26，完成掘進(jìn)區(qū)域預(yù)先抽采之后，開(kāi)始進(jìn)行正常進(jìn)行巷道掘進(jìn)作業(yè)，鉆屑指標(biāo)K1值隨著掘進(jìn)工作的推進(jìn)逐漸增加，完成一個(gè)循環(huán)的巷道掘進(jìn)后（約70m），鉆屑指標(biāo)K1值升高至0.35。采用深孔預(yù)裂爆破技術(shù)后，巷道掘進(jìn)工作面的抽采效率明顯增高，掘進(jìn)過(guò)程中的危險(xiǎn)性得以降低。

圖3 K1值變化情況

測(cè)量的抽采鉆孔數(shù)據(jù)如圖4所示，從圖中可以看出，掘進(jìn)工作面在進(jìn)行深孔預(yù)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(shí)間很快，3d之后衰退約46%，開(kāi)展深孔預(yù)裂爆破之后，抽采鉆孔的抽采出純量增加明顯，實(shí)驗(yàn)后3d抽采純量就能達(dá)到0.38m3/min，較實(shí)驗(yàn)前提升約80%，隨著接抽時(shí)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(nèi)，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(jié)

大灣礦X10901-3軌巷采用深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù)后，抽采純量由預(yù)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(shí)間較長(zhǎng)，在巷道掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)之內(nèi)，鉆屑指標(biāo)K1值一直保持在低位，降低了巷道掘進(jìn)期間的危險(xiǎn)性，增加了巷道的掘進(jìn)效率。