中深孔超前预爆破在煤矿综采工作面初次放顶中的应用与探讨

摘要：本文主要介绍煤矿综采工作面回采前进行初次放顶的工作程序。

关键词：煤矿 超前预爆破 初次放顶

综采放顶煤工作面在支架未动前，计划采用超前中深孔预裂爆破工艺弱化顶板，使顶板能够随工作面回采及时垮落。

1 工作面概况

工作面位于11采区下部，主井筒井底西侧，可采煤层为B5层煤，为较稳定的厚-特厚煤层。工作面煤层埋藏深度269m，该工作面设计走向长度为360m，工作面设计长度为132.5m，煤层平均厚度为10.5m。

2 初次放顶施工方法及技术参数

2.1 爆破器材

①雷管：采用瞬发电雷管起爆，为保证起爆的可靠性，每个孔内放置两组起爆药包，每组起爆药包装2发雷管，起爆药包分别装在药柱中部和顶部以下1-2m。

②炸药：深孔爆破使用直径60mm的乳化炸药，每卷重量1kg，药卷长度400mm。

③起爆：使用矿用P-50型起爆器。

2.2 装药及封孔

①钻机：使用矿井的ZDY1250型钻机进行钻孔施工，钻孔直径为75mm。

②装药：人工装药。

③封孔：BQF-100A型封孔器封孔。

2.3 炮孔布置方式

分别在工作面轨道、运输顺槽距开切巷5m位置布置一组钻场，共计布置炮孔20个。在距离第一组钻场4-5m布置第二组钻场，共计布置炮孔6个；在距离第二组钻场4-5m布置第三组钻场，共计布置炮孔6个。

在工作面支架未动前将布置完成的第一、二、三组钻场装药起爆，第一组炮孔在架后形成切顶线，第二、三组钻场炮孔用于超前预裂顶板。

2.4 炮孔终端高度（ht）的确定

以爆破后顶板岩石垮落能将采空区充填满为标准，岩石破碎后膨胀系数取1.3，回采高度取3.2m，考虑到一定的富余系数，端头切断孔炮孔终端距工作面支架顶梁高度h1取19.5m，端头辅助孔炮孔终端距工作面支架顶梁高度h2取5.85m；老顶切断孔炮孔终端距工作面支架顶梁高度h1取19.5m。老顶辅助孔炮孔终端距工作面支架顶梁高度h1取5.85m。炮孔终端位于同一切顶线。

2.5 工作面超前预裂爆破施工流程

2.5.1 超前预裂爆破参数确定

①深孔爆破的炮孔参数由生产技术科负责计算，将计算结果向矿井领导及综采队负责汇报，制作爆破三图一表悬挂在施工现场。爆破三图一表中详细注明：炮孔的长度、方位、坡度、架设钻机位置、装药量、封堵长度、起爆顺序及设计负责人与施工负责人。

②钻孔布置过程中，如钻孔开口位置出现重叠，钻孔位置可以沿走向适当错开，距离0.2-0.5m。生产技术科安排专人，跟班详细记录钻孔布置情况。

③综采队安排当班副队长负责检查预裂钻孔装药、封孔情况。

④钻眼位置根据工作面推进速度、打孔时间、装药时间、封孔时间等确定，要求起爆时距工作面煤壁距离不小于20m。

2.5.2 验孔

每个炮孔施工完后，由生产科跟班技术人员与综采队施工负责人共同参与验孔，检查炮孔的长度、方位、坡度、有无堵塞，并填写《初次放顶爆破作业记录表》，如出现异物堵塞，应立即使用高压胶管冲孔或使用钻机透孔，每施工完一孔应检查一孔。

2.5.3 装药

起爆药为乳化炸药药卷，炮孔施工完成后装药顺序参照爆破图表中起爆顺序，装药起爆。装药时施工完一孔装一孔，装药方式：每个炮孔的装药工作分为三次进行，分次装炸药和两发起爆药包。装药前认真清理钻孔，人工将乳化炸药药卷相互连接，装入钻孔，此时使用一根由6分钢管制造的专用炮棍相互连接的方法进行装药，专用炮棍一头固定60mm粗的木棍，并在粗头上缠上绝缘胶布，防止取炮棍时，挂断雷管脚线；另一头可与6分钢管相连接。装药时，炮棍粗头顶住药卷，将炸药缓慢推入药孔，专用炮棍进入炮孔时，另一头连接6分钢管，每节钢管长度为2m。准备32节钢管即可将药卷送入设计装药深度，装药时，由有经验的两名工人相互配合，控制力度，严禁旋转炮棍，硬塞硬顶，以防将雷管脚线扯断。为防止装完炸药取出炮棍时，炸药下滑，最后的一管药卷可缠绕绝缘胶带，增加药卷下滑的阻力，做到退炮棍时，药卷不下滑。

制作起爆药卷时，首先把药卷尾部塑料盖拉出，将2发雷管同时全部塞入药卷内，要求雷管两根脚线提前剪短后余留200mm左右，扭结短路。然后将放炮线提前扭结短路后穿过塑料盖中与雷管脚线相互连接，连接后，接头处用绝缘胶带缠绕固定，将接头直接放入药卷内，盖上塑料盖，最后将放炮线在药卷上缠绕两圈，用绝缘胶带缠绕固定并将放炮线引出孔外，绝缘胶带至少缠绕三圈，保证其固定牢靠，以防装药过程中扯断脚线。采用以上方法将剩余药卷装入炮孔内进行封孔作业，起爆药卷和装药必须由放炮员亲自制作和安装。

2.6 封孔

BQF-100型封孔器封孔，封孔深度必须符合设计要求，封孔材料采用黄土。

①封孔使用的黄土必须筛选。

②按炮眼直径合理选择适当的封孔管，B51107综采工作面顶板深孔预爆破炮眼直径为75mm，故选用内径为32mm封孔管。

③封孔器由四人操作，一人上黄土，一人操作球形阀，两人轮换匀速拔出封孔管。

④往黄土罐内装入黄土至封口平盖约30-40mm的地方，约25kg黄土。

⑤将封口平盖倾斜放入黄土罐内，并用手轻轻提起，打开进风阀，罐口立即被封闭。

⑥拔封孔管人员将封孔管插入装好药的炮眼底部，再将封孔管拔出300mm左右，等待封孔器操作人员的命令。

⑦封孔器的工作压力为0.2MPa，最大不能超过0.45MPa，工作压力调好后，封孔器操作人员向拔封孔管人员发出准备命令。

⑧封孔器操作人员瞬时打开球形阀，并用摇把转动灌内黄土，使其均勻压入锥口吹出，拔管人员听到黄泥出口时的乒乓声音后，按一定的速度均速向外拔管（0.6m/min）。

⑨灌内黄土吹完后，封孔器操作人员关闭进风阀，打开放风阀等压力下降后，拿出封口平盖，再次倒入黄土，直到封完一个炮眼。

⑩按照上述步聚，接着进行下一个炮眼封孔工作，炮孔全部封完之后，必须用压风将罐内、封孔管内所有黄土吹出。

2.7 起爆

起爆时参照爆破三图一表中的起爆顺序，起爆前必须由放炮员、当班副队长、炮孔施工负责人共同确认是否符合爆破图表要求后方可连线，爆破前对工作面及顺槽巷道进行洒水降尘，待人员撤至安全地点，从轨道顺槽移动变电站处切断工作面及轨道、运输顺槽供电电源。

作者简介：

王峰（1971-），男，毕业于新疆工业高等专科学校，助理工程师，目前在新疆乌苏四棵树煤炭有限责任公司七号平峒任副总工。