張 晉

（山西焦煤集團公司 西山煤電官地煤礦，山西 太原030000）

山西焦煤集團官地煤礦（以下簡稱官地礦）已有60余年的開采歷史，屬于中老型礦井，官地礦29406綜放工作面是厚煤層綜放工作面，機采高度3.2 m，放煤高度4.5 m。工作面回采過程中于預計揭露陷落柱Z4-17（55 m×46 m）和Z4-18（45 m×30 m），若采煤機強行通過地質構造會導致刀具磨損嚴重，因此采用松動爆破先行破碎巖石達到采機順利通過的目的。工作面前期采取風鉆打淺孔鉆爆方案，但工作效率較低，而且放炮崩出的石渣容易損壞工作面支架[1]。且因綜采工作面沿線機械和電氣設備較多，均距煤壁較近，爆破時如不能確保沿線機械和電氣設備安全，造成設備崩壞會帶來直接的經濟損失，更為甚者會導致工作面停產。為提高工作面推進效率，分別采用打2 m、3 m深眼，分段裝藥兩級毫秒延時爆破方法進行作業。官地礦井田范圍內陷落柱發育較多，為減少過陷落柱過程中設備事故，確保頂板安全，達到安全高效生產，特對綜放工作面應用中深孔松動爆破法快速過陷落柱的工藝進行優化及研究應用。

1 中深孔分段裝藥兩級毫秒延時爆破的方案設計

1.1 工程預期

通過提高鉆孔的精度、確保鉆孔深度，使爆破后的巖石剝落深度能達到采機滾筒截割深度的2～3倍，可使采機順利通過兩個循環。同時有效降低爆破時的巖石拋出距離，保障沿線機械和電氣設備的安全。

1.2 爆破方案及參數設計

根據提高工作面工作效率的要求，最大限度地減少陷落柱段爆破的次數、保障沿線設備安全及工作面推進速度，提出此爆破方案。

1）鉆孔深度。根據采機截深以及礦現有的風動鉆機鉆孔能力，確定炮眼深度為2 m或3 m。

2）鉆孔直徑。根據現有設備，鉆孔直徑選為Φ40 mm。

3）鉆孔布置。工作面陷落柱巖石硬度系數較大處炮眼呈“五花眼”布置，間距為1.0 m，頂眼距頂0.8 m，與煤壁夾角向上呈20°布置，底眼距底0.6 m，與煤壁夾角向下呈20°布置，中間眼距頂眼0.8 m，垂直于煤壁布置（見圖1）。

圖1 “五花眼”炮眼布置示意圖（mm）

陷落柱的煤巖硬度系數較小處，炮眼呈“三花眼”布置，炮眼間距為1.2 m，頂眼距頂0.8 m，與煤壁夾角向上呈20°布置，底眼距底0.8 m，與煤壁夾角向下呈20°布置（見圖2）。

圖2 “三花眼”炮眼布置示意圖（mm）

4）單孔裝藥量。根據類似工程實踐經驗，確定為2 m深炮眼單孔裝藥量最多1 kg，3 m深炮眼單孔裝藥量最多1.5 kg，具體裝藥量根據現場巖石實際軟硬程度來調整確定。

5）炮孔裝藥結構。采用正向裝藥，炮孔裝藥結構見圖3和圖4。

圖3 2 m深炮孔裝藥結構圖

圖4 3 m深炮孔裝藥結構圖

6）起爆網絡。采用煤礦許用的毫秒電雷管引爆，聯接方式為串聯，見圖5。

圖5 起爆網絡示意圖

7）分段起爆。為防止爆破后煤矸壓住運輸機，導致運輸機因負荷太大無法正常運轉，要求每次最多可起爆7個架范圍內的炮眼。

2 松動爆破具體實施方案

2.1 鉆眼施工要求和注意事項

1）準備工作。鉆眼前先檢查并加強作業地點工作面頂板支護，同時要檢修鉆機，備齊鉆桿和鉆頭，并檢查壓風管是否有漏損現象、風壓是否滿足要求。

2）鉆眼注意事項。鉆眼時要掌握好眼位、眼深、角度，鉆眼精度不準確可能影響巖石拋擲方向，造成設備的損壞[2]。

2.2 裝藥工作

由持證的專職爆破員進行裝藥，裝藥時要嚴格按照爆破說明書標明的數量裝填藥卷，每孔完成裝藥后要及時封堵。同時要保證雷管腳線和鉆孔引出線的連接質量，核對鉆孔編號及起爆順序后再接入雷管，防止出現雷管段位誤接。

2.3 堵塞工作

為防止爆破瞬間產生的高溫、高壓氣體沿炮孔逸出，導致爆破能量未被充分利用，裝藥后要嚴格按照設計要求進行炮孔堵塞。具體操作為先用防爆電表導通起爆雷管，確認無誤后再用炮泥封孔，確保長度達標、封堵密實，嚴禁用煤矸石或煤泥代替炮泥進行封堵，以保護炮孔內的導爆索完好。

2.4 聯線工作

聯線時必須把雷管腳線的接頭刮凈并扭結牢固；和放炮母線聯接前，要先檢查母線是否有電，排除雜散電流后再與雷管腳線聯接；連接電雷管網絡前，須撤出現場閑雜人員并設置警戒后，再進行網絡總引出線的連接；網絡連通后，由爆破員對整條線路進行仔細檢查；采用低電阻絕緣電纜型的爆破母線，其端頭采取開路絕緣，且嚴禁與起爆器提前連接。網絡檢驗無誤后，再將爆破母線與網絡聯接；各炮孔堵塞完畢后，須分別導通孔內的起爆雷管，并按爆破設計方案要求連接網路，檢測網路總電阻與計算電阻是否有誤差，二者一致時才可起爆。起爆網絡按照爆破設計方案，采用大串聯循環爆破，為防止剝落的巖石太多壓死工作面的刮板運輸機，可根據運輸機的拉運能力及爆破震動要求分次起爆[3]。

2.5 放炮工作

放炮前，須在可能進入放炮地點的通道上設置警戒；爆破前，必須由班長指定專人負責在距放炮地點100 m的上下出口設置警戒并清點人數，尤其是支架內人員要全部撤出，待所有人員都撤離至警戒線以外的安全地點后，方可下達起爆命令。爆破員最后一個離開現場，爆破員接到起爆命令后，至少等待5 s，大喊三聲“放炮啦”，方可起爆。

2.6 爆后安全檢查

如現場出現瞎炮或盲炮，待處理完畢后才可撤銷警戒。放炮后，爆破員在離開掩護地點前，須先把放炮母線與電源分離，并將兩股線芯扭結在一起。如通電后未發生爆破，若使用延時雷管要等待15 min后方可沿線路巡查，查找原因并進行處理。

2.7 啞炮處理

爆破結束后，有毒氣體經檢測達到安全標準后方可進行啞炮處理。首先查明出現啞炮的范圍，觀察炮孔孔口堵塞情況，檢測裝藥雷管電阻，如果雷管拒爆，電阻符合要求，需重新聯線起爆。如有多個鉆孔拒爆，應全部檢測處理后，集中聯線統一處理。某一區段爆破出現啞炮，視具體情況縮小警戒范圍，做處理后方可撤離警戒，進行下一步工作。

3 結論

應用中深孔鉆眼、分段裝藥兩級毫秒延時爆破的方法爆破一輪后，一次爆破深度能滿足割煤機通過兩個循環，極大的提高了工作效率、設備開機率、日循環率和生產效率；減少打眼頻次，優化工藝，簡化工序；采用“五花眼”、“三花眼”炮眼布置方式聯炮，任何一段都可形成充分的爆破自由面，提高爆破質量并有效減少大塊矸石產生和崩出；本爆破方式可有效減小煤矸拋擲距離，防止爆破后架間矸石過多，從而降低了職工的勞動強度，保護綜采設備。

優化工藝后工作面每月平均可多推進15 m，可較原計劃提前20 d通過該陷落柱，加快了工作面過陷落柱的推進速度，提高了回采效率（40%～50%）；保證了工作面人員、設備以及頂板的安全系數。該技術方案適用于所有陷落柱等地質構造發育的綜采工作面，具有廣泛的應用范圍和價值。