[松动爆破技术在突出煤层煤巷掘进中的应用] 煤层占多少称为煤巷

时间：2019-05-02 03:19:36　来源：雅意学习网本文已影响人

　　中图分类号：TD821 文献标识码：A　　摘要：松动爆破技术是在突出煤层煤巷掘进中采取的一项通过对煤层松动爆破，迫使煤体产生裂隙以释放应力和瓦斯，达到提高煤层透气性和防治突出的目的。通过对煤层进行松动爆破，使煤体内产生大量的贯穿裂隙，提高煤层的透气性，并使得煤层内的应力集中向掘进工作面的深部转移，卸除了工作面前方的煤层应力，有效的防治了煤与瓦斯突出危险性。
　　关键词：松动爆破技术突出煤层煤巷掘进应用
　　一、掘进工作面概况
　　32011北下顺槽位于鹤煤八矿井田北部二水平四采区的下部，地面标高142.6m，上部是未回采的32011北工作面，下部为未开采的3203工作面，南边是3201南2工作面，北边是24F3断层。
　　32011北下顺槽走向长度480m，底板标高为-381.8m，煤层走向北东，倾向南东，煤层倾角24~26°，平均倾角25°，煤厚0.4~7.1m，平均煤厚6.5 m。地面标高为+142m，埋藏深度523.8m。工作面直接顶和直接底均为砂质泥岩，厚度4.31~7.43m，黑色，致密，含白云母星，富集植物根部化石。老底为砂岩，厚度31.54m，上部灰色，细粒，以石英长石为主，含黑色粒状矿物，含少许白云母片，铝质胶结。
　　2007年10月由焦煤科研所测得3201中巷三横川煤层瓦斯含量12.51m3/t，瓦斯压力1.2Mpa。
　　32011北下顺槽由3201中巷三横川进入，支护规格3.8×3.2mU29型棚，过去采取的防突措施主要是打排放钻孔，由于钻孔数目较多，劳动强度大，循环进度慢，施工排放孔时，往往因喷孔、卡钻、顶钻而难以达到需要的深度，严重制约煤巷的掘进速度，造成接替紧张。为此，八矿为了缓解这种局面，提高煤巷掘进进度，在32011北下顺槽采用松动爆破技术作为煤巷掘进的防突措施。
　　二、松动爆破的参数的选择
　　1.爆破孔孔径的选择。爆破孔径越大，装药量越多，爆破能量越大，导向及补偿作用越显著，因而，越有利于裂隙的形成和发展。随着爆破孔孔径的增大，透气性系数提高，但当孔径达到一定值后，透气性系数提高的幅度随着爆破孔孔径的增大而逐渐减少，单纯增大爆破孔孔径来提高透气性效果有限的。因此，爆破孔径在42—75mm之间较为合理，因此，选取Φ42mm的钻孔进行松动爆破。
　　2.控制孔孔径的选择。对于控制孔，在爆破孔与控制孔的水平线上，煤体受拉应力，当爆炸应力一定时，随着控制孔孔径的增大，对裂隙的形成和扩展越有利，因此，控制孔孔径越大，导向及补偿作用越显著，因而，对裂隙的形成和扩展越有利。由于受打钻设备和工艺安全等因素的限制，增大孔径会带来诸多不利因素。根据现场实际条件和施工的方便，选择控制孔孔径为Φ89mm钻孔。
　　3.爆破炸药的选择。松动爆破应该选用的炸药要爆速低，爆力小，在突出煤层中应用松动爆破要选用爆速、爆热、爆力比较低且传爆好，安全性能佳的炸药。因此，我矿选取三级煤矿许用乳化炸药，药卷的直径为Φ32mm，单根质量为150g。
　　三、爆破孔和控制孔的布置
　　在掘进工作面布置6个爆破孔， 9个控制孔，其中1—9为控制孔，10—15为爆破孔（J1、J2、J3为效检孔），爆破孔和控制孔控制到巷道轮廓线两帮4m，下部3m，爆破孔和控制孔孔深15m，爆破孔Φ42mm，控制孔Φ89mm，爆破孔和控制孔布置见图1所示。
　　爆破孔和控制孔的布置图1
　　四、松动爆破的装药、封孔、连线要求
　　1.爆破孔的装药。爆破采用矿用毫秒电雷管，三级矿用水胶炸药，将炸药装入与药卷总长度一样的PVC管内，炸药每1800g为一组，每个爆破孔装三组药，每组装药1800g，共装炸药5400g，其中装药段为6.9m（包括水炮泥的长度），封孔段为8.1m，。每组采用PVC材料包裹捆成一个长药卷，装药时采用正向装药，管口处锯口将炮线引出，确保药卷在管内固定并紧密接触。向孔内装药过程中，缓慢送入孔内，注意保护雷管脚线，严禁出现雷管脚线损伤及折断现象，所有雷管脚线分为两种颜色，全部拉出孔口，如图2所示。
　　松动爆破装药、封孔设计图2
　　2.爆破的封孔长度。合理的封孔长度既要保证煤体松动破裂，同时又不能产生抛掷爆破漏斗。一般距工作面2～3m处为卸压带，3～5m处为应力集中带，远处为原始应力带。一般情况下，应使封孔段长度超出应力集中带，封孔长度在6~8m之间效果较好。在实际操作中，每组药的另一头并用0.5m长的水炮泥封填，水炮泥外其它封孔段采用沙管和黄泥充填严实，但在爆破孔外口黄泥的封堵长度不小于2m。为了缩短装药时间，在松动爆破前将沙子装入PVC管内，每2m一个，囤实后两端用黄泥堵口备用，沙管的数量应根据工作面爆破孔数量备足、备齐。松动爆破时，控制孔应用适量的水泡泥和黄泥封孔，封孔长度不少于1.5m，松动爆破后，应及时处理掉控制孔的封孔煤泥，以利于瓦斯的排放。
　　3.连线与爆破。每个爆破孔内装3组长药卷，为了避免出现残炮，在每组药卷装配两个并联同段号的矿用毫秒电雷管，组间和孔间采用串联方式连接。为了防止放炮诱导煤与瓦斯突出，掘进工作面必须全断面一次起爆。
　　五、预防残炮的措施
　　1. 施工爆破孔时必须保证钻孔的平直光滑，钻孔施工完毕退钻杆时应尽量将钻孔中煤屑排净，装药前，必须用4分钢管制成的压风管向爆破孔内吹气排出煤粉，将爆破孔内的煤屑吹净，并及时装药。
　　2.火药库对松动爆破所用的专用雷管要单独存放，建立台帐，雷管的厂家、批次、批号、阻值、导通情况等参数要详细记录，必须是同厂家、同批次、同段的长脚线煤矿许用毫秒延期电雷管，发放前，火药库要全部进行导通试验，不合格的雷管不得发放。
　　3.为防止雷管脚线在装药过程中折断，孔内部分采用双股胶质线代替脚线，所有连线接头要用胶布包好。
　　4.松动爆破前，放炮员必须用专用的导通表逐个进行雷管导通试验，不合格的雷管不得使用。松动爆破后，放炮员同样逐个对雷管进行导通测试，检查是否有没起爆的雷管，否则，按拒爆处理。
　　六、效果分析
　　煤巷掘进实现了正常的正规循环，提高了掘进速度，每月单进由原来的30—35m/月提高到了55—60m/月，缩短了掘进工期，缓解了采掘接替紧张的局面。
　　采用松动爆破后，由于爆破产生裂隙及集中应力带前移，工作面前方煤体透气性系数增大，巷帮抽放钻孔抽放量增加，且爆破的同时排出大量瓦斯，使得煤层瓦斯含量大大降低，减小了在正常掘进时瓦斯涌出的来源。工作面瓦斯涌出均匀，正常掘进时工作面的绝对瓦斯涌出量一般在0.4~0.9m3/min之间，平均在0.65m3/min，消除了炮后超限现象。
　　七、结束语
　　采用松动爆破技术后，由于爆破作用使煤层充分卸压增透，爆破后也有大量瓦斯排出，工作面应力集中区前移，消除了突出危险性，提高了煤巷掘进速度，对突出矿井预防煤与瓦斯突出具有重要的意义。
　　作者简介：
　　赵合岭（1962— ）男，河南南乐人，汉族，助理工程师，1988年毕业于鹤壁市煤矿中等专业学校， 2000年毕业于河南理工大学，现从事一通三防管理工作；
　　张银振（1961— ）男，河南夏邑人，汉族，工程师，1988年毕业于鹤壁市煤矿中等专业学校，2011年毕业于河南理工大学，现从事一通三防及防突管理工作。

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