中深孔松動爆破技術在綜采工作面夾矸區域的應用

石 飛

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦，山西 古交 030205）

1 工作面概況

12704 工作面位于南七采區左翼，措施巷里程0～10.6 m，31～192 m 上部間隔3.5～4.3 m 為10702和10704 的采空區；皮帶巷里程56～484 m 上部間隔3.5～4.3 m 為10702 采空區。

12704 工作面所采煤層為二疊系下統山西組2號煤層，屬較穩定可采近水平中厚煤層。軌道巷Ⅰ段、Ⅱ切眼、軌道巷Ⅱ段0～152 m 為1 號煤與2 號煤分岔區，分岔區1 號煤層厚度0.40～0.55 m，平均0.49 m，1 號和2 號煤夾矸0.55～0.75 m，平均0.62 m，2 號煤厚1.09～1.4 m，平均1.17 m；合并區2 號煤厚1.58～2.27 m，平均1.91 m，煤層結構0.48（0.24）1.19。1 號、2 號煤普氏硬度2.5～3.0。2 號煤與上部02 號煤平均間隔2.1～4.3 m。工作面皮帶巷設計長度487 m，軌道巷Ⅰ段182 m，軌道巷Ⅱ段217 m，Ⅰ切眼長度145 m，Ⅱ切眼長度50 m。12704 工作面位置圖如圖1。

圖1 12704 工作面位置圖

目前12704 工作面正進行回采，皮帶巷里程203 m，軌道巷里程114 m。皮帶巷里程123 m 到停采線，軌道巷36 m 到停采線，回采過程中煤層分叉，夾矸增厚，變相為細砂巖至粉砂巖，采煤機無法正常截割，利用爆破法解決了此問題，保證綜采工作面過夾矸時能安全順利回采[1-3]。

2 綜采工作面過夾矸變化帶的開采工藝

2.1 工藝選擇

（1）在經過夾矸層區域，需要根據煤層中夾矸層的厚度、硬度等因素，決定是否采用采煤機割煤或者放炮等方式進行開采。

（2）根據夾矸層的特征，優化布置工作面機頭和機尾的推進度，防止運輸機發生前后竄動。

（3）采煤機進行截割時，要放慢采煤機的牽引速度，密切注意采煤機的運行狀況和其他突發情況，發現問題及時處理。

（4）回采過程中，必須保證工作面兩巷底板平緩過渡，防止損壞運輸機槽。

2.2 放炮

（1）放炮采用一次打眼分段裝藥放炮方式，每段長度不大于20 m，炮眼從夾矸中部開始按1.5 m 眼距單排布置，眼深為1.8 m，炮眼裝藥量為2～3卷/眼。炮眼布置如圖2。

圖2 炮眼布置圖

（2）在施工炮眼時，采用的設備為風鉆，打眼和裝藥兩個工序需嚴格分開進行。

（3）采用煤礦許用Ⅲ級乳化炸藥，雷管采用毫秒級，正向裝藥，封孔采用黃土和水泡泥，封孔長度大于0.5 m。

（4）放炮采用FD-150（200）LS 發爆器，串連連線，分段起爆，每次的爆破距離小于5 m，保證運輸機正常工作。

2.3 爆破作業注意事項

（1）嚴格執行煤礦安全規程中規定的“三人聯鎖”、“一炮三檢”的放炮規定。

（2）放炮執行遠距離爆破有關規定，放炮作業人員位于距離放炮地點100 m 的新鮮風流中，且警戒距離不小于100 m，回風流必須停電，放炮時回風流中不得有人，放炮后30 min 后方可進入工作面。火藥、雷管必須分別存放在加鎖的箱內，火藥、雷管箱間距必須大于30 m，嚴禁亂扔亂放。

（3）為了防止放炮時炸壞放炮地點前后10 m范圍內的電纜、油缸、支架立柱、閥組、管線等各種機電設備設施，在放炮區域前后10 m 范圍內的液壓支架上，用廢舊皮帶把前后立柱包住，有效保護支架及其他設備設施。

3 技術管理措施

3.1 防治瓦斯措施

（1）放炮前后必須對放炮地點20 m 范圍內進行灑水降塵。在放炮前必須測試工作面各關鍵區域的瓦斯濃度，如上隅角、回風流和工作面，保證瓦斯濃度在0.8%以下。

（2）時刻注意作業地點瓦斯濃度，發現瓦斯有異常時，立即停止作業，撤出人員進行處理，并匯報通風調度和礦調度。

3.2 頂板管理措施

（1）頂板破碎地段必須帶壓超前拉架，如果帶壓超前拉架后端面距仍大于340 mm，必須在支架上穿兩根板梁護頂。板梁穿入支架頂梁長度不小于800 mm，端面距大于1.0 m 以上時，板梁的另一端打單體支護，板梁必須接頂嚴實；采煤機通過前距離10 個架時，將采煤機、運輸機停機閉鎖回撤單體。

（2）放炮期間要加強頂板管理，保證液壓系統、支架完好，杜絕一切跑、漏、竄液現象。如底板遇軟巖，支架鉆底嚴重時要及時提架，提架采用前梁上支設一根≥Φ180 mm 圓木的方法，支架工遠距離操作，防止圓木崩倒、斷裂或架間掉矸傷人。底座提起后在底座下插入1/2Φ200 mm×1500 mm 短板梁，防止底座再次下陷。工作面坡度要平緩過渡，支架錯差不能超過側護板的2/3，支架不擠不咬，杜絕出現倒架現象。

3.3 安全技術措施

（1）人員進入煤壁機道作業時必須遵守以下規定：采煤機、運輸機必須停機閉鎖，并嚴格執行“誰閉鎖誰解鎖”的規定。采煤機、運輸機開關手把打至斷電位置，派專人看守。

（2）開液泵前檢查支架手把是否在零位，只有支架手把處于零位時才能開啟液泵。工作面配風量為710 m3/min，根據配風規定配風量1 kg 炸藥配10 m3/min，最大裝藥量7.2 kg，工作面配風量符合規定要求。

（3）背運火工品要遵守下列規定：嚴格執行火工品管理制度，嚴格執行“行人不行車，行車不行人”制度。

3.4 煤質管理措施

（1）運輸機司機、轉載機司機、皮帶機司機要嚴格把關，大塊矸石、泥巖、木板等雜物必須停機撿出，丟入采空區或堆放到指定地點裝車運出，嚴禁大塊矸石、泥巖、木板等雜物進入煤庫。

（2）加強雷管和火藥的管理，雷管和火藥不得進入煤庫。

4 應用效果

12704綜采工作面在開采至200 m左右位置時，遇到夾矸變化帶區域，采用中深孔松動爆破，順利通過夾矸變化帶，該區域的回采率由47%提高至97%。12704 工作面采用中深孔松動爆破工藝改善后，經過42 d 的開采，順利通過該夾矸變化帶區域，工作面凈推進長度180 m，與改善工藝前相比節約工期88 d，有效地保證了12704 工作面的正常回采。