中深孔爆破技术在西曲矿14308 综采面的应用

田树平

（西山煤电集团有限责任公司西曲矿，山西 古交 030200）

西曲矿综采面在过构造（断层）期间，因炮眼布置多、爆破效果不明显，导致单次爆破后推进度小等难题。本文重点分析探讨中深孔爆破技术[1-2]在西曲矿14308 综采面过构造期间的应用情况；通过工程实践，既顺利解决了以上难题，又取得了显著成效。

1 综采面概况

西曲矿14308 工作面地面位于新建村村北部，永树曲村东部，地表大部分被黄土覆盖，盖山厚度106～231 m。工作面井下位于南四盘区南部，西邻永树曲村，东部为南983 运输大巷，南部为正开采的18401 工作面，北部为已开采的18404 工作面。工作面上覆4#煤14402、14403 采空区，层间距为52～60 m；2.3#煤12403、12404 和12405 采空区，层间距为65～70 m。靠近切眼西南部170 m处和360 m 处上覆永树曲矿、华山矿2.3#煤、4#煤小窑破坏区。

14308 综采面由西曲矿综采队负责回采，于2022 年3 月5 日开始回采，于2022 年4 月10 日遭遇无炭柱E1338（长轴×短轴=42 m×26 m），工作面推进方向影响42 m，工作面倾向方向影响支架范围为72#～84#。

2 爆破技术（工艺）

西曲矿14308 综采面回采期间过构造 （断层），其中主要为72#～78#架过无炭柱E1338。为确保安全顺利通过断层，采用松动爆破作业方式；断层处石头较硬（普氏硬度大于6），采用打眼放炮为主，采机配合为辅的方式通过该区域；工艺流程为：准备工作→打眼→（检查瓦斯）装药→联线→（检查瓦斯）放炮（检查瓦斯）→清渣（采机通过）。

采用人工打眼放炮，正向串联方式[3-4]装药，一次打眼，一次装药，一次起爆，每次爆破不得超过3架，两段构造处可同时打眼，严禁同时装药、爆破。顶眼采用垂直煤壁打设，掏槽眼与煤壁呈65°偏向机尾，底眼与煤壁呈75°偏向底板。顶眼使用Ⅴ段雷管[5]，掏槽眼使用Ⅰ段雷管，底眼使用Ⅲ段雷管。

1）炮眼布置。2022 年4 月10 日开始对炮眼布置进行调整，由原来的两排眼改为三排眼，顶眼距顶板0.6 m，垂直于煤壁，炮眼长1.5 m；中间掏槽眼距顶眼1.1 m，与煤壁呈65°夹角指向机尾，炮眼长1.9 m；底眼距掏槽眼0.9 m，与煤壁呈75°夹角指向底板，炮眼长1.6 m； 间距均为0.8 m。原来打眼20 个，4 月10 日打眼39 个（74#～80#架共7 个架，距离10.5 m，间距0.8 m，共打眼13 组，三排眼共计39 个）。4 月11、12、13日，根据工作面实际情况炮眼布置改为顶眼由原来的间距0.8 m 改为1.5 m，装药量不变；掏槽眼由原来的间距0.8 m 改为1.2 m，装药量由原来的0.4 kg/孔改为0.6 kg/孔；底眼间距改为1 m，装药量由原来的0.4 kg/ 孔改为0.6 kg/孔； 眼深统一为1.8 m。

2）炮眼数量及打眼时间。以往爆破工艺，打一个眼需6 分钟，20 个眼需2 小时；2022 年4 月10日打眼时，顶眼、底眼比原来稍浅，需5 分钟，掏槽眼由于角度不好掌握以及受设备影响每个眼需不到10 分钟，这样下来打眼时间共计4 小时，打眼时间多花2 小时；4 月11、12、13 日炮眼数量由原来的39 个减少到现在的28 个；之前掏槽眼严格要求与煤壁呈65°夹角指向机尾，难度较大，角度不好掌握，经探讨，将角度调整为65°～80°，操作起来更加容易，打眼时间由原来的4 小时节省到现在的3 小时。

3）装药量。普通爆破打眼20 个，两排眼上下各10 个，中间眼装药0.6 kg/孔，底眼装药0.8 kg/孔，共计用药14 kg。其中4 月10 日，共打三排眼，每排13 个，顶眼装药0.2 kg，中间掏槽眼装药0.4 kg，底眼装药0.4 kg，共计用药13 kg，比原来节省火药1 kg。原来只使用同一段雷管，即Ⅰ段、Ⅲ段、Ⅴ段，10 日装药时，掏槽眼使用Ⅰ段雷管，底眼使用Ⅲ段雷管，顶眼使用Ⅴ段雷管，掏槽眼先爆，炸成一道沟状，底眼和顶眼紧跟着爆炸，向中间自由面方向爆破，这样一来，断层处石头破裂，且爆破出来的石渣向煤壁中间飞出，不容易崩到液压支架之间。雷管段数不变，对应放炮效果类同；在加大炮眼间距的同时加大掏槽眼与底眼的装药量，其中2022 年4 月11 日装药量比前一日 （10 日）增加1.4 kg。

4）封孔方式。普通爆破装药使用炮泥封孔，使用数量较多，并且需逐个捣实，2022 年4 月10 日装药时使用水沙袋，每个炮孔装1～2 个，推到炮眼中部即可，原来打眼20 个封孔需40 分钟，现在打眼39 个，封孔仅需20 分钟，节省封孔时间约20分钟。使用炮泥封孔时每孔平均消耗时间约2 分钟，使用水沙袋封孔每孔平均消耗时间约0.5 分钟。如果按一组人员封孔计算时间，同样使用水沙袋的情况按40 个眼计数，一茬炮封孔可节省60 分钟。

封孔材料用水沙袋代替炮泥，使用方便，减少了劳动力，封孔时间节省了一半。封孔材料成本对比如下，炮泥：单孔需炮泥8 个，每个为0.58 元，共计4.64 元；水沙袋：单孔需水沙袋2 个，每个为1.5 元，共计3 元；按照每次爆破23 个孔计算，共计可节省成本37.72 元。

3 爆破效果分析

以往放炮以震动为主，个别地段石头脱落，大部分石头出现裂缝，放一茬炮，采煤机缓慢截割能过2 个循环，每个循环需20 分钟，大块矸石较多。2022 年4 月10 日打眼放炮后，大部分石头脱落，采煤机顺利通过2 个循环，每个循环需8 分钟，过断层一次节省时间12 分钟，且基本无大块矸石，减少设备损耗，加上过断层期间处理大石头的时间，放一次炮采煤机通过两个循环，共节省时间约1 小时。

对比2022 年4 月10 日与11 日放炮后，采煤机均能顺利通过2 个循环，每个循环都在8 分钟左右；加大炮眼间距后，大石头相对较多一点；其中10 日打眼眼深1.5 m，放炮后煤壁最深1.2 m，采煤机通过2 个循环以后，割齐煤壁，若要通过第3 个循环需重新打眼，11 日调整眼深1.8 m，放炮后煤壁最深1.5 m，若要通过第3 个循环，可以少补打一部分炮眼。爆破效果如图1 所示。

图1 14308 工作面爆破效果

4 工艺改进分析

1）爆破作业所用的封孔材料水沙袋是创新点，它与水泡泥相比，有以下优点：水沙袋在爆破期间起作用，爆破能量越大，封孔效果越好；水沙袋更利于安装，且不需要捣实，既减少了工作量，又避免了药卷破损；处理瞎炮时，更容易被取出。

2）爆破工艺的改进，缩短了打眼时间，减少了炮眼数量，增大了炮眼间距，爆破后，能满足两个割煤循环，减少了工人劳动强度，为矿井安全生产提供了有力保障，经济效益也很可观。

5 结论

1）拟定在14308 工作面过构造期间采用中深孔爆破技术，应用取得了良好效果：碎石散落范围相对较小，极少数碎石落到运输机外侧（支架立柱侧），利于清渣，爆破深度达1.0～1.4 m，可以满足采煤机两个割煤循环（每个循环0.6 m）的推进度。

2）采用水沙袋取代水泡泥封孔效果显著，此技术对该矿其他工作面过构造具有借鉴意义。