煤矿井下深孔预裂爆破施工操作工艺流程说明

马楠+朱景玉+张存明

摘 要：本文以微山崔庄煤矿33上01工作面及33上02工作面在为开采前，从两顺槽对工作面切眼顶板坚硬岩层进行深孔预裂爆破为例，详细阐述了煤矿井下深孔预裂爆破施工操作工艺流程及安全注意事项等。

关键词：深孔；预裂爆破；工艺流程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.112

0 引言

爆破是矿山放落矿体和破碎岩体的常用方法，在钻眼爆破中，一般把孔深5m以上的爆破称为深孔爆破。深孔预裂爆破是指对指定区域通过深孔爆破的方式对顶煤、顶板进行提前预裂而进行的爆破。是顶板岩层预先弱化的主要手段。深孔预裂爆破的炮孔深度可达到50m左右、单孔最大装药量达到数十千克左右、一次起爆药量可以达到上百千克，而煤矿井下常规爆破一般炮孔深度不超过4m、单孔装药量不超过3kg、一次起爆炸药量仅几千克到几十千克，因此顶板预裂爆破相对来说是一种井下大型爆破。

1 工程概况

微山崔庄煤矿回采的33上01及33上02两个工作面，为提高资源回收率，特将两个工作面布置成不规则四边形，工作面开切眼初始长度只有30m，然后逐渐增长。且煤层埋藏较浅，初采阶段四周均为实体煤。直接顶为泥岩（1.59m），老顶为粉砂岩（8.0m）。为确保工作面初采阶段顶板的及时冒落，在老顶初次断裂之前，通过在两巷顺槽内向工作面顶板岩层实施深孔欲裂爆破，对工作面顶板进行预先弱化处理，避免出现大规模悬顶，提高工作面初采阶段顶板管理的有效性和安全性。

2 材料準备

钻机、2#煤矿乳化炸药（φ27mm、φ32mm）、瞬发电雷管、毫秒延期电雷管、起爆器、导爆索、φ63mm×4mPVC管（带接头）、φ30mm×4mPVC管、2.5平方优质铜芯导线、绝缘胶带、透明胶带、水炮泥、炮泥、剪刀、钢锯等。

3 工艺流程

3.1 炮孔质量检查

到达施工区域爆破人员首先检查炮孔的成孔质量，要求开孔位置、角度准确，满足炮孔偏斜度要求，并测量钻孔的实际深度、清理钻孔内煤（岩）粉渣。

3.2 制作药卷、装药

由于钻孔深度较深，装药量较大（装药长度约为孔深的1/2）为方便炸药装填且保证炸药集中，需将炸药预先装入φ63mm PVC管内再装入钻孔。采用煤矿许用导爆索连续串装药结构，瞬发电雷管正向起爆。

（1）根据装药长度截取足够长的导爆索，将导爆索从φ63mm PVC管内穿入，预留一段用透明胶带固定在管口外面（管口做成束口）；

（2）将一组药卷（一根φ32mm、两根φ27mm）并齐插入φ63mm PVC管内，用φ30mmPVC管将药卷轻推至管头，然后依次将药卷装满此管，再将装满药卷的φ63mm PVC管内送入炮孔；（3）再将外露的导爆索从下一根φ63mm PVC管内穿入，将此管与前一根管子用接头连接，并用透明胶带将接口封严，然后按步骤2将药卷填满，推入钻孔，照此填满设计所需的装药长度；（4）PVC管最后20cm不装药，将管尾后40cm上部剖开；（5）按照大于钻孔长度减去装药长度的2m截取2根铜芯导线，进行导通实验合格后，先将2根导线的一头分别短路，另一头与雷管脚线联结（雷管脚线不超过10cm，用同一段位雷管）依次将2根雷管用绝缘胶带固定在导爆索上，雷管与导爆索及药卷的搭接长度不得小于10cm，尽量将雷管置于三根药卷中间；（6）PVC管剖开的部分用炮泥填满，然后用透明胶带缠绕严实，捋顺导线，用φ63mmPVC管将整个做好的药卷推入钻孔预定位置。由于受顺槽高度、宽度限制，推送药卷的PVC管每根长4m，使用专用接头连接，直至将药卷完全推入；（7）推送过程中如遇阻力过大，严禁大力推送，应来回轻轻活动缓慢推入，严禁扯拉导线；（8）如果钻孔倾角过大，药卷尾部应加防退装置；（9）在装满药卷的PVC管被推进钻孔前及被推到预定位置后，各导线应进行导通实验，导通合格后方可进行下一步操作。

3.3 封孔

（1）使用软质材料将推送药卷的PVC管的一端进行封堵，将放入炮孔口的炮泥推入，使用接头再连接下一根PVC管，继续推送，直至将炮泥推到药卷底部。抽动PVC管将炮泥捣实。（2）封孔长度不应小于小于钻孔长度的40%；（3）在使用水泡泥前封孔的长度不小于钻孔未装药长度的1/4；（4）为保证封孔质量每次放入钻孔炮泥的长度不得超过30cm； （5）必须保证钻孔内封入得炮泥要封满、捣实；（6）在封孔过程中应保证铜芯导线不被破坏且不被带入炮孔而产生卷曲；（7）在封孔完成后对各导线进行导通实验，导通合格后方可进行下一步操作。

3.4 联线

（1）为保证钻孔内药卷同时起爆，钻孔内的两枚雷管应采用串联联结；（2）为保证一次装药的钻孔同时起爆，各钻孔之间的导线应采用串联联结；（3）按照中心孔从上到下再到周边孔的顺序，所使用雷管的段数依次增加。（4）联结母线前先对母线进行导通实验，导通合格后方可进行下一步操作。

3.5 起爆

由于装药量多，起爆时人员撤出距离不应小于距离爆破地点200m，且与爆破地点所在巷道不在同一中心线上。到达安全距离后，先对导线进行导通实验，导通合格后起爆。

4 安全技术措施

（1）提前1～2天清理工作面上下顺槽、开切眼的煤尘，并将浮煤清理干净；（2）装药前工作面所有支架必须处于完好状态，接顶良好，初撑力达到额定工作阻力的80%，超前支护必须符合作业规程要求，然后切断工作面和顺槽所有设备的电源；（3）装药前必须撤离工作面回风系统中的所有人员，并在能进入回风系统的地点设警戒；（4）为防止拒爆的产生，每一个炮孔内放置两根导爆索，每根导爆索采用双雷管起爆，保证炸药的充分起爆。雷管的聚能穴朝向与导爆索传爆方向必须一致；（5）导爆索应按需要长度在装药前用电工刀加工切好，严禁在装入炸药串后再切断导爆索；（6）采取湿式凿岩作业，装药前用水冲洗炮孔，以减低静电的危害。（7）每一个炮孔终孔后，均应作出详细炮孔参数内容记录。钻孔偏差严重应报告安全管理小组，由安全管理小组决定是否装药放炮。严重弯曲或错位的炮孔应报废；（8）放炮前必须检测爆破地点及炮孔内的瓦斯等有害气体浓度，并对其周围物料进行清理，严禁堆放易燃易爆物品；（9）放炮后经通风30分钟之后，安监人员方可进入检查放炮地点及回采工作面，确认安全后，其他人员才能进入作业地点。

作者简介：马楠（1982—），男，本科，助理工程师，主要从事采掘工程设计、安全技术管理等工作。