煤矿主要开采方法及炮采方法概述

煤矿主要开采方法及炮采方法概述

煤矿主要开采方及炮采方法概述

摘要：随着社会的发展，科技的进步，矿井开采方式也有了巨大的进步，机械化开采正逐

步取代炮采，但针对我国的现状，作为我国现阶段煤矿井下开采的一种重要方法，炮采仍然占着不可替代的地位，随着科学技术水平的提高，炮采技术也应朝着安全化、有消化、目标化迈进。

关键词：煤矿炮采长壁采煤爆破安全管理

煤炭是工业的粮食，我国一次能源消费结构中，煤炭占75%以上。煤炭开采技术随着煤层赋值条件的不同而有很大差异，多种多样的煤层赋值条件也决定了我国在煤矿开采方面方法的多样性。据不完全统计，我国目前的采矿方法有50种，是世界上采煤方法最多的国家之一。

目前我国长壁采煤工作面采用炮采、普采和综采三种采煤方法。爆破采煤工艺，简称“炮采”，其特点是爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。随着技术装备的发展，我国炮采工艺经历了三个主要发展阶段：建国初期改革采煤方法；推行长壁采煤工艺，工作面采用拆移式刮板输送机运煤，木支柱支护顶板，生产效率极低，工作极为繁重，劳动条件差；20世纪60年代中期开始，采用能力较大、能整体前移的可弯曲刮板输送机运煤，用摩擦式金属支柱和铰接顶梁支护顶板，使工作面单产和效率有较大提高，劳动强度有所降低；进入80年代，炮采工作面的装备和技术手段更新速度加快，用防炮崩单体液压支柱代替摩擦式金属支柱，工作空间顶板得到有效控制，生产更加安全，支护工作效率提高，而且工作面输送机装上铲煤板和可移动挡煤板，使80%~90%的煤在爆破和输送机时自行装入输送机，同时工作面采用大功率或双速刮板输送机运煤和毫秒爆破技术，进一步提高了生产效率。

普通机械化采煤工艺，简称“普采”，其特点就是采煤机械同时完成落煤和采煤工序，而运煤、顶板支护和采空区处理与炮采工艺基本相同。

综合机械化采煤工艺，简称“综艺”，即装、破、运、支、处五个主要生产工序全部实现机械化，因此综采时目前最先进的采煤工艺。世界先进的煤炭生产国，凡以长壁为主的都已全部或大部份实现综合机械化采煤[1]。

我国机械化采煤技术发展较快，但由于我国是一发展中国家，原有工业基础较为薄弱，从而决定了以炮采为主要开采方法的现状。

1 概述

矿山爆破是把矿岩从矿体中剥落下来，并按工程要求爆破成一定的爆堆，破碎成一定的块度，为随后的采、装、运工作创造条件。

矿山用炸药有硝铵类炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药以及乳化油炸药等。我国矿山最广泛使用的炸药是硝铵类炸药，包括铵梯炸药、铵油炸药、铵松蜡炸药以及含水硝铵类炸药等。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点应使用经主管部门批准，符合国家安全规程规定的煤矿许用炸药。

常用的起爆器材有雷管(火雷管、电雷管)、导爆索、导爆管、导火索等。根据使用的起爆器材的种类，起爆方法有火雷管起爆法、电雷管起爆法、导爆索起爆法和导爆管起爆法及联合起爆法。煤矿井下静止使用明火起爆，只能采用电能激发的电雷管。为了保证爆破作业的安全可靠，防止拒爆，一般在较大规模爆破时使用联合起爆法起爆，同时敷设两种起爆网路。

2常用的爆破技术，主要有以下几种：

2.1定向爆破。使爆破后土石方碎块按预定的方向飞散、抛掷和堆积，或者使被爆破的建筑物按设计方向倒塌和堆积，都属于定向爆破范畴。土石方的定向抛掷要求药包的最小抵抗线或经过改造后的临空面而形成的最小抵抗线的方向指向所需抛掷、堆积的方向；建筑物的定向倒塌则需利用力学原理布置药包，以求达到设计目的。定向爆破的技术关键是要准确地控制爆破时所要破坏的范围以及抛掷和堆积的方向与位置，有时还要求堆积成待建构筑物的雏形（如定向爆破筑坝），以便大大减少工程费用和加快建设进度。对大量土石方的定向爆破通常采用药室法或条形药室法；对于建筑物拆除的定向倒塌爆破，除了合理布置炮孔位置外，还须从力学原理上考虑爆破时各部位的起爆时差、受力状态以及对旁侧建筑物的危害程度等一系列复杂的问题。

2.2预裂、光面爆破。常常把预裂和光面两种爆破技术并提，这是由于两者的爆破作用机理极相同的缘故，光面、预裂爆破的目的在于爆破后获得光洁的岩面，以保护围岩不受到破坏。二者的不同在于，预裂爆破是要在完整的岩体内，在爆破开挖前施行预先的爆破，使沿着开挖部分和不需要开挖的保留部分的分界线裂开一道缝隙，用以隔断爆破作用对保留岩体的破坏，并在工程完毕后出现新的光滑面。光面爆破则是当爆破接近开挖边界线时，预留一圈保护层（又叫光面层），然后对此保护层进行密集钻孔和弱装药的爆破，以求得到光滑平整的坡面和轮廓面[2]。

2.3微差爆破。微差爆破是一种巧妙地安排各炮孔起爆次序与合理时差的爆破技术，正确地应用微差爆破能减少爆破后出现的大块率、减少地震波、空气冲击波的强度和碎块的飞散距离，得到良好的便于清挖的堆积体[3]。掌握微差爆破技术的关键是时间间隔的选择，合理的时差能保证良好的爆破效果，反之就造成不良后果，达不到设计目的，甚至出现拒爆、增大地震波的危害等事故。着眼将来，这种技术还有更为广阔的发展前途[4]。

2.4控制爆破。近年来我国爆破界突起一支新的技术队伍，各地成立了许多专业的爆破公司。这些公司大多数专营城市拆除爆破业务，是适应许多新老企业需要新建、改建、拆迁的需要应运而生的。近些年来社会上出现的燃烧剂、静态膨胀破碎剂以及水压爆破，都可以归纳为控制爆破之内，使用时可以根据爆破的规模、安全要求和被爆破对象的具体条件选择合理有效的爆破方法[5]。

2.5聚能爆破。多少年来炸药爆炸的聚能原理和它所产生的效应，只是用作穿甲弹的军事目的，近年来才逐渐转为民用，从而可以列入工程爆破的范畴之内。例如利用聚能效应在冻土内穿孔，为炼钢平炉的出钢口射孔，为石油井内射孔或排除钻孔故障以及切割钢板等等。聚能爆破与一般的爆破有所不同，它只能将炸药爆炸的能量的一部分按照物理学的聚焦原理聚集在某一点或线上，从而在局部产生超过常规爆破的能量，击穿或切断需要加工的工作对象，完成工程任务。由于这种原因，聚能爆破不能提高炸药的能量利用率，而且需要高能的炸药才能更显示聚能效应。因此，目前聚能爆破由于经济原因，在工程上还没能普遍推广应用。聚能爆破技术的使用要比一般的工程爆破要求严格，必须按一定的几何形状设计和加工聚能穴或槽的外壳，并且要使用高威力的炸药[6]。

2.6其它特殊条件下的爆破技术。爆破工作者有时会遇到某种不常见的特殊问题，用常