煤矿掘进中深孔爆破技术的有效运用研究 王崇富

煤矿掘进中深孔爆破技术的有效运用研究王崇富

发表时间：2019-05-07T11:18:59.587Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：王崇富

[导读] 煤炭产业作为我国的基础能源产业之一，是我国经济的支柱产业，其运行稳定关系到我国的经济建设大局和国家安定大局。

山东能源集团枣庄矿业集团有限责任公司田陈煤矿山东枣庄 277100

摘要：深孔爆破技术，是复杂矿采区域资源挖掘的主要技术形式，它具有威力大、穿透力强、实践效果明显等优势，是现代煤矿资源开发，针对性的实践技术之一。基于此，本文结合深孔爆破技术运用的基本优势，着重对煤矿掘进中深孔爆破技术的有效运用进行探究，以达到发挥技术优势，提高煤矿掘进速率的效果。

关键词：煤矿掘进；深孔爆破技术；运用

引言

煤炭产业作为我国的基础能源产业之一，是我国经济的支柱产业，其运行稳定关系到我国的经济建设大局和国家安定大局。当前，我国煤矿开采主要是井下作业的方式，换言之，巷道掘进作业对于我国煤矿开采至关重要。近年来，在煤机制造方面我国政府出台了系列的政策，在这些政策的支持之下，我国煤机科技创新取得了瞩目的成就，且技术产业化程度高，转化速度快，产学研一体化的良好结构逐步成型并日渐成熟。

1岩巷施工技术与装备概述

1.1支护技术

巷道支护技术的成熟与稳定关系到煤矿开采的安全与效率。与我国煤矿开采深度的不断增加相一致，我国煤矿井巷支护技术经历了一个不断发展的过程，无论是支护材料还是支护技术都发生了巨大的变化，从单一型发展到联合多强化型，从木材、混凝土发展到金属支架。进入二十世纪，岩巷支护技术取了许多突破，70年代光爆锚喷技术进入我们的视野，90年代“三小”（钻头、锚杆、药包）在媒体开采中得到了推广普及。整体上我国煤矿支护技术朝着价廉、高效、稳定、安全、操作简单的方向不断发展，为巷道掘进准备了良好的条件。

1.2岩巷掘进装备

新中国成立之后，受到我国的工业化、机械化工程深入推进的影响，我国煤矿行业特别是煤矿开采的机械化程度显著提高，截至2009年，我国国有重点煤矿的机械化程度已经高达85.5%。在机械化过程中必须要提及的就是巷道支护、凿岩、运输等方面的装备。凿岩设备从最初的手持式装备过渡到气腿式风动凿岩装备，再发展到液压(气动)凿岩装备。支护设备方面，锚杆钻眼从电动钻机发展为机载式液压钻机。?此外，挖斗装岩机、仓式列车、梭式矿车也逐渐推广应用。最后，在借鉴引进发达国家技术与自主研发的基础上，全岩巷掘进机的发明与应用给我国煤矿岩道掘进的发展带来了新的动力。全岩巷掘进机主要分为以下两种：一是全断面掘进机，主要适用于隧道施工；二是重型悬臂式掘进机，一般应用在煤矿井下硬岩巷道环境中。

1.3岩巷掘进工艺

岩巷掘进工艺具有典型的复杂性，具体涉及破岩、排矸、支护三中工艺。破岩工艺可分为钻爆和机械爆两种，装运工艺按照其连续性分为非连续装运、连续装运两种，支护工艺的关键工艺是锚喷工艺，可以划分为一次支护和二次支护两种。

2煤矿掘进中深孔爆破技术的有效运用

2.1确定深孔爆破的相关参数

煤矿掘进过程中，运用深孔爆破方式处理的区域，80%以上地区为地质环境复杂地区，由此，为了保障煤矿挖掘工作的安全度，我们必须注重对爆破区域条件性参数进行定位处理。实行煤矿掘进深孔爆破工作实施过程中，深孔钻井直径标准为90mm-220mm，炮孔宽度为50mm-150mm，炮眼位置在距离煤层核心爆破区域2.5m-3m之间，炮弹排放间距应控制在2m-2.5m之间。而本次M区域实行参数确定时，将这些数据均定位为：深孔钻井直径标准146mm，炮孔宽度为79mm，炮眼位置距离煤层核心爆破区域为2.66m，炮弹排放间距应控制在2m。即M区域所控制的深岩层爆破区域的高度分析，均控制在煤矿区域性爆破工作实践的标准控制范围内，确保本次M区域结构处理时，能够实行M区域爆破定位化处理。同时，施工人员为了保障本次爆破工作实践的安全性，实行M区域爆破定位后，也结合M区域实际爆破区域，开展模拟式区域爆破工作，然后施工人员再结合实验中参数差异性标准，进一步确定爆破参数实践的准确性和确定性。

2.2开展爆破点区域定位

煤矿掘进中应用深孔爆破技术进行处理时，也要注重爆破点周围区域的定位处理。其一，实行煤矿掘进深层定点爆破时，应考虑到煤层周围的爆破承载能力，确保煤矿掘进的每一次爆破，都能够实现煤矿内部挖掘突破，而不会产生其他关联性矿层内部问题。本次M区域爆破分析时，测定煤层上部岩层的压力承载最大值为1500Pa，底层压力最大承载值为2104Pa，那么，我们按照每克炸药产生100Pa的标准分析，本次煤矿深孔爆破实施期间，最多可应用炸药15克。同时，在实践过程中，施工人员为了保障深孔爆破的安全性，避免煤矿层坍塌，确定本次深孔爆破度为100Pa，在矿井内预留充足的爆破调节空间。这种安全预留性空间分析工作，能够避免M区域深孔爆破过程中，出现的岩层脱落压力增加的问题，保障了煤矿掘进施工的顺利性和安全性。其二，煤矿挖掘工作实施过程中，深孔爆破技术的实施，也要结合区域岩层地表挖掘深度，适当的进行爆破区位性的调整。本次M区域实行爆破时，施工人员考虑到表层岩层厚度、坚硬度问题，在进行深度爆破处理过程中，考虑到爆破成果，选择“小区域，多次爆破”的方式，突破M区域岩层过厚的问题，也保障了M区域煤矿掘进处理过程中，煤层掘进过程区域性结构的针对性处理，这种煤矿掘进爆破处理方式，不仅能够合理处理爆破定点与爆破空间的处理环节，也实现了爆破结构中，煤矿挖掘结构的综合处理，是现代煤矿掘进处理时，需要做好的爆破处理实践步骤之一。

3巷道掘进工艺的发展

我国煤矿开采环境复杂化程度不断加深，煤矿开采不确定要素增多，开采难度增大，这都使给当前的巷道掘进技术提出了挑战。为应对这些挑战，必须要改进工艺，提高巷道适应性。根据实践中的一些经验，我们认为未来的矿井巷道掘进工艺应该重视以下几个方面。（1）岩巷向煤巷发展。岩巷向煤巷的发展主要有两个动力，这一转化是煤矿设计不断优化的结果，也是经济效益的必然选择。（2）煤层顶板巷道或全煤巷道。以往的岩石顶板煤巷逐渐变少，沿煤层底板掘进的方式逐渐成为主流。特别是应对厚煤层和中厚煤层，沿顶巷道和全煤巷道将成为主流的方式。（3）拱形断面向矩形断面发展。虽然传统的巷道拱形断面在一定程度上可以优化巷道受力状态，但这种结构