中深孔松动爆破技术在综采工作面夹矸区域的应用

石 飞

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿，山西 古交 030205）

1 工作面概况

12704 工作面位于南七采区左翼，措施巷里程0～10.6 m，31～192 m 上部间隔3.5～4.3 m 为10702和10704 的采空区；皮带巷里程56～484 m 上部间隔3.5～4.3 m 为10702 采空区。

12704 工作面所采煤层为二叠系下统山西组2号煤层，属较稳定可采近水平中厚煤层。轨道巷Ⅰ段、Ⅱ切眼、轨道巷Ⅱ段0～152 m 为1 号煤与2 号煤分岔区，分岔区1 号煤层厚度0.40～0.55 m，平均0.49 m，1 号和2 号煤夹矸0.55～0.75 m，平均0.62 m，2 号煤厚1.09～1.4 m，平均1.17 m；合并区2 号煤厚1.58～2.27 m，平均1.91 m，煤层结构0.48（0.24）1.19。1 号、2 号煤普氏硬度2.5～3.0。2 号煤与上部02 号煤平均间隔2.1～4.3 m。工作面皮带巷设计长度487 m，轨道巷Ⅰ段182 m，轨道巷Ⅱ段217 m，Ⅰ切眼长度145 m，Ⅱ切眼长度50 m。12704 工作面位置图如图1。

图1 12704 工作面位置图

目前12704 工作面正进行回采，皮带巷里程203 m，轨道巷里程114 m。皮带巷里程123 m 到停采线，轨道巷36 m 到停采线，回采过程中煤层分叉，夹矸增厚，变相为细砂岩至粉砂岩，采煤机无法正常截割，利用爆破法解决了此问题，保证综采工作面过夹矸时能安全顺利回采[1-3]。

2 综采工作面过夹矸变化带的开采工艺

2.1 工艺选择

（1）在经过夹矸层区域，需要根据煤层中夹矸层的厚度、硬度等因素，决定是否采用采煤机割煤或者放炮等方式进行开采。

（2）根据夹矸层的特征，优化布置工作面机头和机尾的推进度，防止运输机发生前后窜动。

（3）采煤机进行截割时，要放慢采煤机的牵引速度，密切注意采煤机的运行状况和其他突发情况，发现问题及时处理。

（4）回采过程中，必须保证工作面两巷底板平缓过渡，防止损坏运输机槽。

2.2 放炮

（1）放炮采用一次打眼分段装药放炮方式，每段长度不大于20 m，炮眼从夹矸中部开始按1.5 m 眼距单排布置，眼深为1.8 m，炮眼装药量为2～3卷/眼。炮眼布置如图2。

图2 炮眼布置图

（2）在施工炮眼时，采用的设备为风钻，打眼和装药两个工序需严格分开进行。

（3）采用煤矿许用Ⅲ级乳化炸药，雷管采用毫秒级，正向装药，封孔采用黄土和水泡泥，封孔长度大于0.5 m。

（4）放炮采用FD-150（200）LS 发爆器，串连连线，分段起爆，每次的爆破距离小于5 m，保证运输机正常工作。

2.3 爆破作业注意事项

（1）严格执行煤矿安全规程中规定的“三人联锁”、“一炮三检”的放炮规定。

（2）放炮执行远距离爆破有关规定，放炮作业人员位于距离放炮地点100 m 的新鲜风流中，且警戒距离不小于100 m，回风流必须停电，放炮时回风流中不得有人，放炮后30 min 后方可进入工作面。火药、雷管必须分别存放在加锁的箱内，火药、雷管箱间距必须大于30 m，严禁乱扔乱放。

（3）为了防止放炮时炸坏放炮地点前后10 m范围内的电缆、油缸、支架立柱、阀组、管线等各种机电设备设施，在放炮区域前后10 m 范围内的液压支架上，用废旧皮带把前后立柱包住，有效保护支架及其他设备设施。

3 技术管理措施

3.1 防治瓦斯措施

（1）放炮前后必须对放炮地点20 m 范围内进行洒水降尘。在放炮前必须测试工作面各关键区域的瓦斯浓度，如上隅角、回风流和工作面，保证瓦斯浓度在0.8%以下。

（2）时刻注意作业地点瓦斯浓度，发现瓦斯有异常时，立即停止作业，撤出人员进行处理，并汇报通风调度和矿调度。

3.2 顶板管理措施

（1）顶板破碎地段必须带压超前拉架，如果带压超前拉架后端面距仍大于340 mm，必须在支架上穿两根板梁护顶。板梁穿入支架顶梁长度不小于800 mm，端面距大于1.0 m 以上时，板梁的另一端打单体支护，板梁必须接顶严实；采煤机通过前距离10 个架时，将采煤机、运输机停机闭锁回撤单体。

（2）放炮期间要加强顶板管理，保证液压系统、支架完好，杜绝一切跑、漏、窜液现象。如底板遇软岩，支架钻底严重时要及时提架，提架采用前梁上支设一根≥Φ180 mm 圆木的方法，支架工远距离操作，防止圆木崩倒、断裂或架间掉矸伤人。底座提起后在底座下插入1/2Φ200 mm×1500 mm 短板梁，防止底座再次下陷。工作面坡度要平缓过渡，支架错差不能超过侧护板的2/3，支架不挤不咬，杜绝出现倒架现象。

3.3 安全技术措施

（1）人员进入煤壁机道作业时必须遵守以下规定：采煤机、运输机必须停机闭锁，并严格执行“谁闭锁谁解锁”的规定。采煤机、运输机开关手把打至断电位置，派专人看守。

（2）开液泵前检查支架手把是否在零位，只有支架手把处于零位时才能开启液泵。工作面配风量为710 m3/min，根据配风规定配风量1 kg 炸药配10 m3/min，最大装药量7.2 kg，工作面配风量符合规定要求。

（3）背运火工品要遵守下列规定：严格执行火工品管理制度，严格执行“行人不行车，行车不行人”制度。

3.4 煤质管理措施

（1）运输机司机、转载机司机、皮带机司机要严格把关，大块矸石、泥岩、木板等杂物必须停机捡出，丢入采空区或堆放到指定地点装车运出，严禁大块矸石、泥岩、木板等杂物进入煤库。

（2）加强雷管和火药的管理，雷管和火药不得进入煤库。

4 应用效果

12704综采工作面在开采至200 m左右位置时，遇到夹矸变化带区域，采用中深孔松动爆破，顺利通过夹矸变化带，该区域的回采率由47%提高至97%。12704 工作面采用中深孔松动爆破工艺改善后，经过42 d 的开采，顺利通过该夹矸变化带区域，工作面净推进长度180 m，与改善工艺前相比节约工期88 d，有效地保证了12704 工作面的正常回采。