巴拉素煤礦副立井光面爆破工業性試驗研究

江 軍 馮廣奎

（中煤第五建設有限公司第三工程處，江蘇 徐州 221000）

1 工程概況

陜西延長石油巴拉素煤業有限公司巴拉素礦井位于陜西榆橫礦區中部，設計生產能力10.0 Mt/a。工廣初期布置主、副、風三個井筒，副立井口設計標高+1 205.50 m，提升方位角180°，井底車場標高+720.75 m，井筒凈直徑10.5 m，井筒凈斷面86.59 m2，井壁厚度為1050～2100 m，鋼筋混凝土為C30～C70，立井基巖段采用凍結法施工。

據巴拉素井田勘探資料，本井田位于鄂爾多斯盆地之次級構造單元陜北斜坡西南部，地質構造簡單。巴拉素礦井的七個井筒檢查孔位于井田中南部。該區域地表多被第四系風積沙所覆蓋。井筒周邊地形最高點位于井筒東北方向，高程1 228.8 m，最低點位于井筒西南方向薛廟灘附近，高程1 183.5 m，相對高差45.3 m。井筒區內沒有地表水體。通過對井筒涌水量計算，副立井井筒單獨開拓形成時，涌水量為517.26 m3/h，其中洛河組涌水量478.42 m3/h，安定組、直羅組及延安組段涌水量38.84 m3/h。

巴拉素煤礦副立井凍結基巖段的爆破環境復雜，凍結環境凍脹量影響土的力學性質，從而影響爆破參數及爆破效果。針對巴拉素煤礦副立井凍結基巖段的施工背景，進行了副立井井筒的大斷面光面爆破工業性試驗。

2 施工方法

副立井外壁采用立井機械化快速施工工法組織施工，該工法已被國家建設部評為國家一級工法。傘鉆鑿巖，挖掘機配合中心回轉抓巖機出矸裝罐，吊桶提升，利用挖掘機清底，整體金屬模板砌壁。該工法輔助時間少，能實現工種專業化，有利于提高工人的操作技術水平，實現正規循環，保證工程施工質量和進度。

2.1 鉆孔設備

采用SYZ6×2-15 型雙聯傘鉆配YGZ-70 型鑿巖機鑿巖，B25×5000 mm 六角中空合金鋼釬，配Ф55 mm 十字型合金鉆頭，有效提高鉆桿的強度和剛度，能順利地排出巖屑，鉆進效率大大提高，解決了造孔難題。

2.2 炸藥選型

選用T220nd 巖石水膠炸藥（-25 ℃），藥卷長度300 mm，每卷重0. 35 kg，爆力350 mL/10 g，爆速4100～4400 m/s，爆熱192 kcal/kg。雷管選用1、2、3、5、7 段毫秒延期電雷管，腳線長度6.5 m。

2.3 聯線與起爆

起爆電壓采用380 V 交流電，在距井筒口 20 m遠處安設專業起爆箱，箱內加設聯動閉鎖，防止誤送電。放炮基線用16～18 號鐵絲，放炮電纜為兩趟u3×16+1×6 橡套電纜，爆破母線為4～16 mm2的紗包線采用3.8 mm銅芯電纜。裝藥和聯線作業完畢后，從吊盤下放炮母線至工作面，爆破母線上端與放炮電纜相連，下端與雷管腳線相連。

2.4 裝土出渣

凍結基巖段采用CX75 型挖機進行挖掘作業，之后配合HZ-6 型抓巖機抓土出矸裝罐。布置1 臺JKZ-3.2×3/18 型提升機（配5 m3吊桶）和1 臺JKZ-3.0/15.5 型提升機（配4 m3吊桶）進行提升作業，用來實現提升出渣。矸石上井后經溜矸槽溜入地矸倉，再由10T 自卸式汽車排入工廣指定場地。

3 爆破參數

副立井井筒掘進凍結基巖段爆破原始條件見表1。

表1 爆破原始條件

結合該副立井井筒現場凍結情況，通過現場試驗和施工經驗，不斷調整凍結基巖段光面爆破參數，最后確定副立井井筒凍結基巖段爆破參數見表2。

表2 井筒凍結基巖段爆破參數表

4 效果

副立井井筒凍結基巖段采用光面爆破達到了預期效果，見表3。炮眼利用率達89%，每循環爆破進尺4 m，每循環爆破實體土方量約678.8 m3，單位原巖炸藥消耗量約1.24 kg/m3。

副立井井筒工作面爆破后，成形規整，表面光滑，輪廓線以外的巖石破壞很小，無片幫，井壁混凝土澆筑條件較為理想。本次光面爆破炸藥起爆率較高，爆破效果較為理想，超過以往深凍結井筒的爆破效果，為深、大立井凍結基巖凍土爆破提供了經驗和參考。

表3 副立井凍結基巖段爆破效果