煤礦井下半煤巖巷道的掘進爆破技術淺析

周建森

摘 要：煤礦井下半煤巖爆破施工是煤礦井掘進中的重要環節，本文將分析煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破的特點和爆破施工技術，包括煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破網路設計技術、爆破炮孔布置技術、鉆機選擇以及爆破施工組織選擇四方面內容。

關鍵詞：煤礦井下;半煤巖巷道掘進;爆破技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.081

0 前言

煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工與其他施工不同，其在施工過程中的方法以及設備等都需要經過嚴格控制，一旦出現施工安全故障，將會對施工人員的生命產生嚴重威脅，因此必須保證煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術的應用質量。

1 煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破的特點

半煤巖巷道是指沿著薄煤層掘進的巷道，根據煤層在工作面的位置不同有多種情況，在巷道斷面上既有煤層也有巖層，當巖層為1/5～4/5掘進工作面面積時，即稱為半煤巖巷道。半煤巖巷道主要分布在采區，在礦井開拓的工程量中約占30%～45%，其爆破開采的特點主要包括以下內容[1]：

第一，爆破現場存在瓦斯，在掘進爆破的過程中，瓦斯會從煤層中間的巷道中涌出，如果瓦斯濃度在5%-15%之間，同時又遇到火源溫度在650℃到700℃之間，則會出現爆炸的情況，嚴重影響施工質量以及施工人員的生命安全。

第二，爆破現場存在大量煤塵，如果爆破現場中煤塵的粒徑在10微米-0.1毫米之間，濃度在300-400g/m3之間，溫度為700℃到800℃時，就會出現爆炸的情況。

第三，爆破施工的危險性較高，由于在爆破過程中存在較多煤塵，一旦達到一定濃度之后，就會出現粉塵爆炸的情況，加上爆破過程中形成的沖擊波，一旦遇到高溫的火源，則會再次揚塵以及爆炸，甚至出現惡性循環，嚴重影響施工人員的生命安全以及施工質量。

因此在掘進爆破施工的過程中，具有較高的爆炸危險。由此可以看出，煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術在實際應用的過程中，需要對施工環境中的溫度、煤塵濃度以及瓦斯濃度等展開有效的監測和控制，保證施工的安全性[2]。

2 煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工技術

（1）爆破網路設計。第一，母線選擇，母線是爆破網路中的重要材料，因此母線必須符合相應的規定和標準，不能使用多芯導線或者多根導線作為母線，除此之外，不同材質以及不同規格的導線也不能作為母線。第二，網路連接，在網路連接的過程中，通常使用的連接方式包括串聯、并聯以及混合連接，為了保證整個網路的設計質量，需要根據實際情況選擇合適的網路連接方式，保證網路中的雷管能夠全部爆破。第三，網路檢測，為了保證爆破網路百分百起爆，則需要對連接完成的網路展開檢測，例如，在計算電阻的過程中，需要對網路起爆前的全電阻展開計算，根據最終的計算結果，確定網路中各個設備的連接是否正常。如果實際電阻數值與標準電阻數值誤差超出安全值，則需要確定誤差出現的原因，修正后再起爆[3]。

（2）爆破炮孔布置技術。半煤巖巷道主要分布在采區，占整個煤礦井下工作的30%-45%，因此對整個煤礦井下掘進的質量起著非常重要的作用。例如，在爆破炮孔布置的過程中，需要根據煤層之間的差異，確定不同的炮孔布置位置。如果煤層在工作面的上方，則在爆破的過程中需要針對頂板掉落采取一定的措施，這種情況下頂板并不穩定，因此非常容易出現塌落的情況。煤層比巖石軟，因此在掏槽孔過程中，需要盡量布置在煤層范圍中，炮孔需要在槽孔的基礎上進行，并在孔間距中裝填適當藥量，不同巖層性質對應的藥量也不同，施工人員需要注意這一問題。通常情況下，炮孔之間的間距為0.4-0.5米，周邊孔間距為0.3-0.4米。對于棚架支護的半煤巖巷道，掘進爆破的炮孔深度一般依據棚架的間距進行選擇，例如：棚架間距為0.7m時，炮孔深度應為1.5m或2.2m。

（3）鉆機選擇。半煤巖巷道掘進爆破的鉆孔設備一般為煤電鉆，鉆頭直徑一般為Φ32～38mm，鉆孔深度多為1.5～2.5m;如果巖石較硬時，則使用風動鑿巖機或使用巖石電鉆鉆孔。

（4）爆破施工組織選擇。煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工的過程中，設備以及施工組織的選擇是兩項重要的組成因素，需要根據實際施工情況而定。在施工的過程中，主要采用兩種形式，一種為煤、巖不分離的施工形式，全斷面掘進，這種方式通常應用在煤層厚度在0.5米以下或者煤層質量不高的區域。另一種施工方式為將煤和巖相互分離，在此過程中需要先挖掘和運輸煤炭，再挖掘巖石，這種方式能夠保證最終煤炭挖掘的質量，通常情況下應用在煤質較高的區域施工中。由此可以看出，不同的施工組織對應的施工條件也不同，在實際煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破的過程中，沒有固定的施工設備、施工組織以及網路設計方式等，都需要施工人員根據實際施工環境中每層厚度、質量以及結構等展開設計，這就要求施工人員在整個煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工中具有較強的專業水平以及嚴謹性，只有這樣才能避免在實際施工中出現失誤等情況，最終達到提升煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術應用效果的目的，促進我國煤礦井下半煤巖巷道掘進施工的發展。

3 結論

綜上所述，隨著人們對煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術的關注程度逐漸提升，如何保證煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工質量，成為有關人員關注的重點問題。本文通過研究煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術發現，對其進行研究，能夠大大提升煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破的安全性，同時還能夠保證煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破施工質量。由此可以看出，研究煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術，能夠為今后煤礦井下半煤巖巷道掘進爆破技術的發展奠定基礎。

參考文獻：

[1]汪旭光.爆破設計與施工[M].冶金工業出版社，2011.

[2]鐘勇林，廖文德，鄒云輝，張小軍.一種適用煤礦井下鉆孔的高能氣體壓裂裝置的研制與應用[J].內蒙古煤炭經濟，2018（15）：30-33.

[3]舒龍勇，霍中剛，張浪，李陽，郝晉偉，常未斌.煤礦井下煤層瓦斯抽采半徑直接測定方法——瓦斯儲量法的建立與應用[J].煤炭科學技術，2018，46（08）：8-15.