煤层掘进中深孔预裂控制爆破技术研究

于锋

摘 要：随着经济飞速发展，煤矿开采已迎来崭新的面貌。在煤矿开采方面，低透气性突出煤层不可避免要进行巷道掘进施工。因而造成其中的瓦斯大量涌现，严重影响巷道掘进的速度和矿井的安全生产。针对这方面，深孔预裂控制爆破技术被应用到其中，发挥着关键性作用。以低透气性煤层巷道掘进为媒介，对深孔预裂控制爆破技术进行了相关的探讨。

关键词：低透气性；煤层巷道掘进；深孔预裂控制爆破技术；探讨

在我国煤炭工业发展道路上，矿井瓦斯事故已成为重要性问题，比如瓦斯爆炸、瓦斯中毒窒息，对于我国重点煤矿来说，主要以高瓦斯矿井为主。这些矿井的煤层大都属于低透气性煤层，加大了瓦斯事故治理的难度，也加大了该煤层的掘进难度，不仅要提高煤层的渗透特性，还要采取合理的抽采方法降低煤层中瓦斯的含量。对于这方面，深孔预裂控制爆破技术被应用到其中，它是低透气性煤层在增透方面应用的重要方法之一。该技术的应用可以使低透气性煤层的煤炭资源得到合理的开采，降低其开采难度，有效治理瓦斯事故。可见，以低透气性煤层巷道掘进为基准，对深孔预裂控制爆破技术的应用予以探讨有着非常深远的意义。

1 深孔预裂控制爆破的作用原理

简单来说，深孔预裂爆破就是采煤工作面前面的爆破孔和控制孔。这些孔具有一定的深度，并以交替布置的方式呈现。在相应卸压煤体作用下，在前方适当位置引爆几个深孔炮眼。这便是煤体预裂爆破。在爆破的过程中，控制孔能够对爆破的方向等方面进行恰当地进行控制，形成一定的卸压槽。在爆破之后，爆破炮眼周围煤体的松动以及破裂能够在一定程度上形成卸压圈。在此基础上，煤层的透气性系数得以增加。在瓦斯方面，其压力下降、含量减少、排放速度减缓，为煤体坚固性的提高做好了铺垫。此外，还使煤和瓦斯突发式发生、发展得到了很好地抑制，为采煤工作面提供了较长的防护区和安全区。总的来说，深孔预裂爆破的应用可以使煤体原来裂隙的长度和范围得到合理的控制。进而，在提高煤层透气性的同时，还能减少抽放瓦斯的阻力，使瓦斯抽放率能够在极短的时间内得以提高。

2 深孔预裂控制爆破技术

在低透气性煤层巷道掘进方面，深孔预裂控制爆破技术发挥着不可替代的作用。从客观的角度来说，主要是从布孔方式、钻孔爆破施工技术这两个环节对深孔预裂控制爆破技术进行相关的分析。

2.1 布孔方式

在巷道掘进工作面中，在适当的位置布置一定深度的钻孔。在钻孔数量方面，控制孔和爆破孔的数量要根据具体施工情况进行确定。在此基础上，要使控制孔和钻孔处于同样的位置，两边的爆破孔需要稍微向外倾斜。此外，在布孔的时候，需要参照对应的布置参数，使爆破孔和控制孔处于适当的位置。

2.2 钻孔爆破施工技术

总的来说，在煤矿生产过程中，钻孔爆破施工技术需要经过一系列的操作，即钻孔、装药、封孔、放炮。具体来说，第一，从矿区实际情况出发，进行合理地钻孔。首先，需要以现场施工条件为依据，对钻机的位置进行合理的确定并确定好钻孔的角度，进行钻孔；其次在钻孔结束后，一定要把孔内的煤渣清理干净；最后，在钻杆拔出之后，需要及时进行探孔，并对孔的深度加以验证，避免钻孔出现坍塌的现象。第二，装药。在装药的过程中，需要采用专门用于煤层开采的药管，在装药方式方面，以正向装药为主，只需要对爆破孔装药。需要注意的是：在装药的过程中，也需要参考一定的装药参数。第三，封孔方面。首先，在把药装进爆破孔之后，需要采用专门的封孔器进行封孔；其次，对用于其中的封孔材料要以有点潮的黄土为主；最后，需要使用麻袋片封住孔口，可以避免其中的煤泥冲出后引发一系列安全事故。第四，放炮方面。在放炮之前，需要把煤层掘进巷道工作面附近的抽放系统关闭，可以有效地防止抽放孔和爆破孔进行沟通，对其中的抽放系统造成影响。在放炮结束后，施工人员需要及时打开阀门，对煤层中的瓦斯进行抽放。从某个角度来说，瓦斯的抽放是对深孔预裂控制爆破技术的进一步加强与完善。同时，抽放瓦斯可以对该技术所产生的裂缝进行合理地利用，使瓦斯抽放的效果得以提高并使其中的瓦斯含量得以减少，增强煤体自身的强度。

3 深孔预裂控制爆破参数的选择

在煤矿安全生产方面，采用深孔预裂控制爆破技术的时候，需要对其参数进行合理地选择。一是以煤矿开采为基点，对控制孔和爆破孔之间的距离进行合理的选择。首先，孔间距的大小需要和控制孔、爆破孔的直径相吻合；其次，需要把空间距控制在规定的范围内。在形成和发展裂缝的基础上，使煤层的透气性得以提高。二是以煤矿开采为导向，对控制孔和爆破孔的个数予以合理确定。认真勘察煤层的地质，准确掌握煤层采矿的条件，对煤层中巷道断面进行合理的布置并以煤层中瓦斯储量为纽带，对控制孔和爆破孔个数进行充分考虑。由于控制孔个数和爆裂面的大小有着密切关系，随着控制孔个数的增加，其爆裂面也会随之增加。在此基础上，煤层裂区的范围也会随之扩大，通常情况下，控制孔需要控制在三到六个范围内，而爆破孔则需要控制在两到三个范围内。

4 低透气性煤层巷道中掘进深孔预裂控制爆破技术应用效果

站在客观的角度，深孔预裂控制爆破技术在低透气性煤层巷道掘进方面发挥着不可替代的作用。从应用效果中，可以知道深孔预裂控制爆破技术具有一定的实践意义，因此，对其中的冰山一角进行了分析。

一是，该技术的应用提高了低透气性煤层的掘进效率，施工人员的劳动强度也得以降低，比如，在进行深孔预裂控制爆破之后，对于同样深度的爆破孔，之前需要进行三次打钻施工，现在只需要进行一次打钻施工。在缩短打钻时间的同时，煤层巷道掘进效率还得到了极大的提高。二是，该技术的应用增加了低透气性煤层中抽放钻孔瓦斯的数量，降低了瓦斯事故发生的频率。三是，该技术的应用使深孔预裂控制爆破一系列问题得到了合理地解决。比如，爆破孔在快速封口方面，解决了炸药装不进爆破孔的问题。又比如，在深孔爆破过程中，该技术很好地解决了爆破孔封孔不够严实的问题。当然，还有一些其它方面的应用效果，比如，深孔预裂控制爆破技术的应用提高了低透气性煤层煤炭资源的生产效率，缩短了煤矿生产的周期。

5 结束语

总而言之，在煤矿生产中，深孔预裂控制爆破技术发挥着不容忽视的重要作用，尤其是在低透气性煤层巷道掘进方面。该技术的应用使煤气层的透气性得到极大的提高，避免了煤矿开采过程中安全事故的发生，使煤矿开采工作顺利进行。在合理开采煤炭资源，缓解能源危机的同时，也使煤矿企业的经济效益、社会效益同时实现，走上可持续发展之路。

参考文献

[1]胡鑫，黄文尧，吴国群，等.深孔预裂爆破技术在巷道揭煤中的应用研究[J].煤炭技术，2014，10：159-161.

[2]吴帅，刘磐.煤矿掘进中深孔爆破技术探析[J].科技创新与应用，2014，36：90.

[3]汝要国.深孔爆破技术在煤矿掘进中的运用[J].黑龙江科学，2014，4：199.