＊昝文東

（山西汾西宜興煤業(yè)有限責任公司 山西 032300）

在近幾年的發(fā)展過程中，隨著我國煤礦開采行業(yè)的整體發(fā)展速度不斷加快，煤礦資源的開采總量也在不斷上漲，但是由于淺層煤礦資源的開采量不斷加大，造成煤礦資源的開發(fā)必須要朝著更深層次的地下空間進行，經(jīng)常會受到比較復(fù)雜的地質(zhì)條件因素的影響，對整個煤炭資源的開采工作造成了較大的難度，同時還會存在一定的安全風險問題。在傳統(tǒng)的煤礦工作面開采工作過程中，工作面回采過程中大斷層無炭柱期間需要放震動炮，整個工作流程相對比較復(fù)雜，同時經(jīng)濟成本的消耗量相對較大，會直接影響到整個工作面的開采工作。因此，必須要結(jié)合煤礦開采工作的實際地質(zhì)條件工作情況，對回采工作面大斷層無炭柱超前預(yù)裂爆破技術(shù)進行合理應(yīng)用，有效解決傳統(tǒng)煤礦回采工作面開采過程中所存在的各種問題和不足。

1.項目概況

結(jié)合我國某地區(qū)一處煤礦開采工作案例展開分析和研究，通過實地勘察之后發(fā)現(xiàn)，本次煤礦開采工作面橫向走向長度為1896m，傾斜長度為135m，回采工作面煤層平均厚度為11.5m，回采工作面煤層傾角范圍在1°～12°之間，平均傾度大小為6°。在回采工作面的煤礦開采過程中，工作面的總采高為3.5m。根據(jù)本次煤礦開采工作地質(zhì)環(huán)境資料，該掘進工作面揭露斷層共有6條，整個回采工作面的開采工作效率相對較低，同時存在一定的安全風險，前期的人力、物力投入量相對較大。為了有效提高該煤礦開采工作的質(zhì)量和效率，需要對開采工作面過陷落柱的巖石條件展開進一步弱化處理，同時通過超前工作面深孔預(yù)裂爆破施工處理方法，配合使用輔助破碎機設(shè)備對巖石進行粉碎，有效保證工作面回采過程中可以順利陷落柱[1]。

2.超前預(yù)裂爆破技術(shù)的具體應(yīng)用策略

由于深孔爆破工作的開展，具有一次性處理區(qū)域面積相對較大，處理后巖石塊度較小，針孔爆破工作完成后，需要在炮孔周圍區(qū)域形成一定面積的碾壓區(qū)、裂隙區(qū)及震動區(qū)域，壓碎區(qū)的半徑通常較小，彈性振動區(qū)域臨時沒有產(chǎn)生破壞，對巖石產(chǎn)生的作用主要包含裂隙區(qū)域。通過相關(guān)工作人員到現(xiàn)場觀測分析之后發(fā)現(xiàn)，裂隙區(qū)域范圍內(nèi)的巖石產(chǎn)生量相對較小，但是其中仍然具有一定的殘余強度。通過設(shè)置點孔工作面板，保證頂板位置不會受到明顯的破壞問題。

(1)打孔位置確定

在本次煤礦開采工作面陷落柱靠近煤礦運輸巷道一側(cè)，根據(jù)工作人員的鉆孔探測情況分析可以得出，該位置的陷落柱直接注落在工作面內(nèi)部，同時陷落柱直接分布在工作面的內(nèi)部區(qū)域，沿著回采工作面橫向走向長度為35m，同時沿著回采工作面的縱向長度大約為25m。因為陷落柱的位置直接和運輸巷道保持平行，在使用運輸巷道朝著線路正方向進行打孔，實施預(yù)裂爆破工作過程中需要對爆破施工方案進行針對性設(shè)計，有效防止對陷落柱產(chǎn)生不良影響。如果在爆破方案的設(shè)計過程當中，對于打孔位置沒有做出明確的判定，那么在進行爆破的過程當中，在陷落柱這一部分就很有可能會出現(xiàn)危險，而且工作人員的分析過程當中陷落柱的位置應(yīng)該是在工作面的里面，如果沒有確定好實施方案，就貿(mào)然行動，那么在爆破的過程當中，就有可能會出現(xiàn)塌方的問題。

(2)鉆孔處理工作

在鉆孔工作過程中通過使用ZY-2300型專用巖石鉆機設(shè)備來進行操作，該鉆機設(shè)備在使用過程中比較明顯的特性，表現(xiàn)在整個機械設(shè)備的重量相對較輕、操作比較簡單，通過使用直徑大小為94mm的鉆頭對其進行打孔處理，同時在鉆孔工作當中，需要根據(jù)規(guī)定的角度進行鉆孔定位處理，當鉆孔達到煤層內(nèi)部之后則可以停止打孔，同時通過空轉(zhuǎn)5min之后，使用高壓水將孔洞內(nèi)部的碎屑進行徹底清理。針對于這部分清理工作就一定要做到位，因為鉆孔是為了后續(xù)的炸藥填裝工作，如果孔洞的內(nèi)部碎屑沒有清理干凈，那么在接下來的裝藥過程當中就很有可能會出現(xiàn)問題，如果碎屑摻雜在火藥內(nèi)，在引爆的過程當中，就很有可能因為碎石而阻斷火藥的引燃，如果火藥在引燃的過程當中中斷，那么就需要相關(guān)人員去進行檢查，在這個過程中，如果火藥又突然引燃，就很有可能會出現(xiàn)危險，所以針對于孔洞的清理問題，一定要重視起來。

(3)裝藥工作

為了有效防止深孔爆破工作過程中產(chǎn)生管道效應(yīng)，在炮孔當中需要加裝導(dǎo)爆索，裝藥使用PVC管進行脫模，先將炸藥導(dǎo)爆索直接放置在75mm的PVC管道當中，然后將PVC管道直接加入到炮孔內(nèi)部，然后需要進行封孔處理。在地面結(jié)構(gòu)部分需要制作好炮泥，制作炮泥的直徑大小為95mm，為了充分保證封口工作的質(zhì)量和效果，需要對炮泥的加水量進行嚴格控制，工作人員可以通過用手拿捏的方式，保證炮泥可以正常成型為基準，在封口工作過程中需要將封泥進行充分振搗。

(4)氣爆工作

在炮孔爆破工作當中，采用的是局部并聯(lián)和整體串聯(lián)的爆破工作方法來加以開展，每個炮孔當中裝入兩個雷管，同時炮孔內(nèi)部的雷管使用的是并聯(lián)連接方法，孔洞和孔洞相互之間使用相互串聯(lián)的方法來進行控制，炸藥的起爆時間每次起炮的炮孔數(shù)量不能超過4個，以此來保證爆破工作的有效性和穩(wěn)定性[2]。如圖1。

圖1 爆破結(jié)構(gòu)

在爆破工作過程中必須要嚴格依照預(yù)先設(shè)計好的相關(guān)爆破工作標準來加以實施，需要對爆破孔洞的傾角進行確認，然后做好打孔工作，炮孔的實際長度需要以穿過陷落柱達到煤層表面作為判斷標準，即根據(jù)設(shè)計開孔的具體位置和角度來進行打孔處理，當打到每一層表面時則停止打孔，有效記錄炮孔的深度情況，為后續(xù)的裝藥工作提供出良好的基礎(chǔ)。在底孔和底孔裝藥爆破過程中，中間炮孔需要設(shè)置為空孔，可以有效起到增加自由度的作用，同時有效減少爆破之后巖石塊度的作用效果。深孔爆破封孔層巖石沒有產(chǎn)生嚴重的破壞，因此在該區(qū)域范圍內(nèi)需要使用淺層爆破孔的方法對其進行處理，同時在處理的方式上和淺孔爆破方法保持相同。

3.超前預(yù)裂爆破過線落柱的工作優(yōu)勢

第一，整個工作面的推進速度相對較快，深孔爆破處理技術(shù)陷落柱過程中，炮孔的陷落柱炮孔深度范圍可以達到50～1000m，可以根據(jù)鉆機型號來進行進一步確認。在爆破工作完成之后，在陷落柱巖石當中會產(chǎn)生爆破裂隙現(xiàn)象，進而會降低巖石的實際強度，采煤機設(shè)備可以對其進行直接割落，有效提高工作面的推進速率，進而可以保證開采工作面的高效率開展工作。而且超前預(yù)裂爆破也可以在很大程度上提高整個爆破工作的工作效率，在爆破過程當中，也會減少很多不必要的麻煩，跟傳統(tǒng)的爆破技術(shù)相比，這不僅可以減少爆破過程中產(chǎn)生的危險，而且也可以推進整個工作的工作進程，利用超前預(yù)裂爆破過陷落柱的工作方式，也可以保證開采工作的順利性。

第二，巖石塊度相對較小。深孔爆破并沒有自由面，進而不會產(chǎn)生巖石飛出的問題，因此也不會出現(xiàn)大塊的巖石情況。深孔爆破之后巖體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生松動，在采煤機的截割手下會直接形成破碎的巖石小塊。如果利用傳統(tǒng)的爆破方式，就會涉及到自由面問題，而且也會有延時崩設(shè)的問題，就很容易造成安全隱患，利用這一爆破技術(shù)就可以很好的解決這個問題，因為在采煤機的作用下，完全可以將大塊的巖石切割成小塊，不僅解決了安全性的問題，而且也為后續(xù)的開采工作提供了很大的便利。

第三，有利于單面頂板結(jié)構(gòu)的維護和處理工作。在使用鉗孔爆破工作過程中，巖石結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的拋擲現(xiàn)象，造成支架結(jié)構(gòu)前方1～2m范圍之內(nèi)會產(chǎn)生空頂問題，很容易造成端面頂板出現(xiàn)冒頂事故，深孔爆破不會產(chǎn)生巖石拋擲現(xiàn)象，進而可以保證頂板結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。除此之外，利用深孔爆破技術(shù)還可以減少碎石的產(chǎn)生，在煤礦的開采過程當中，如果利用過去的爆破技術(shù)，就會很容易產(chǎn)生碎石，但是如果利用聲控爆破技術(shù)，就可以在很大程度上減少碎石的產(chǎn)生，這也可以在一定程度上避免事故的發(fā)生，因為如果碎石飛射出去，就很有可能會傷到人。

第四，和煤礦開采工作面之間不會形成明顯的干擾問題。在煤礦巷道內(nèi)部展開深孔爆破工作過程中，打眼放炮工作都需要在運輸巷道內(nèi)部來加以開展，并不會影響到整個工作面的正常生產(chǎn)活動。開采工作的安全系數(shù)相對較高，同時有效防止工作面開采過程中，由于多次放震動炮產(chǎn)生比較繁瑣的工作流程，有效保證設(shè)備工作的穩(wěn)定性，同時人員的工作安全性也可以得到有效保證。

4.結(jié)語

綜上所述，通過本次煤礦開采工作面，使用無炭柱超前預(yù)裂爆破施工技術(shù)，整體的爆破工作效果非常明顯，對以往爆破工作過程中存在的各種缺陷和不足進行全面完善，有效提高爆破施工的安全性和穩(wěn)定性，同時避免對回采工作面的開采安全性產(chǎn)生不良影響，全面提高煤礦開采工作的整體質(zhì)量和效率。