上行深孔装药技术在沿空留巷中的应用

王传社

摘 要：该文主要介绍了南屯煤矿上行深孔装药技术在3602工作面沿空留巷爆破断顶中的应用，成功的达到了预期的卸压效果。

关键詞：上行深孔;沿空留巷;断顶;卸压

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.071

南屯煤矿十三采区为薄煤层，3602工作面为首采工作面，该工作面采用沿空留巷，即采用填充材料承压，预留3602切眼及顺槽。3602直接顶为十下灰岩，岩层厚且硬度大，顶板到达初次垮落步距时集中释放弹性能容易压坏留巷所用填充材料，因此工作面在初次垮落前须采用爆破进行爆破断顶，提前释放顶板弹性能量，保护填充材料达到顺利留巷的目的。

1 施工工艺及方法

1.1 断顶预卸压位置分布

爆破孔在工作面后方，开孔位置位于液压支架后巷帮向工作面推进方向5.5m，沿切眼在顶部均匀施工约55个爆破孔。爆破孔施工采用顶置式风动锚杆钻机湿式钻眼，钻孔与顶板岩面夹角为75°-80°（偏向工作面推进方向），间距3m（间隔2个支架），孔深7m，钻孔直径Φ42mm。

1.2 切眼断顶爆破技术要求

此次爆破采用的是SMⅡ-1型二级煤矿许用小直径水胶炸药，同时搭配使用煤矿许用毫秒延期电雷管1～5段的处理方式，其中，使用材料具体要求如下：煤矿许用毫秒延期电雷管最后一段的延期时间必须小于等于130ms;水胶炸药的规格为：Φ27×400mm，药卷重量300g/卷。在进行起爆时需要使用FD200L（A）型发爆器。一次装药5-8个爆破孔，采用串联方式，并将这些爆破孔同时起爆。将药卷装入内径φ30mm、外径φ34mm塑料管内部上端，规格φ30×3500mm，每个炸药筒内均匀布置3个电雷管，雷管组与组之间的间距为800mm，采用并联方式连接，且相接与母线。装药结构需采用正向方式，装药数量为8卷/孔，药量共计2.4kg。每个药卷必须按顺序放置，孔内装药总计3.2m，管子下端用水炮泥充填。

1.3 装药方法和施工工艺

（1）基本原理：将炸药绑在尼龙绳上，插进电雷管，雷管脚线用炮线引出（炮线长度根据爆破孔深度确定），装进塑料管，形成炸药筒，将炸药筒装进顶板的爆破孔，之后封孔、爆破。

（2）制作炸药筒。①3.5m长的聚乙烯塑料管，将其一端削尖，并用铁丝扎住;②在聚乙烯塑料管的另一端孔口放置第一卷水胶炸药;③紧随第一卷放置第2卷乳胶炸药，用雷管脚线和细绳把乳胶炸药与水胶炸药捆绑在一起，然后缓慢塞入塑料管中;④按照上述方式，将其他炸药依次插入电雷管，然后放入塑料管，当塑料管剩余30cm时停止放置。

（3）安置炸药筒的方法。用上述方法制作好炸药筒后，将炮线延长，然后缓慢把炸药筒放入爆破孔中，待全部放入后，用夯实杆将炸药筒送入孔底，炸药筒尾端的锚爪会防止炸药筒下滑。将水泥锚固剂浸泡1-3分钟，待充分浸湿后，将其放置钻孔中，然后用夯实杆送入孔底。接着用夯实杆多次捶打水泥锚固剂，直至砸实。按照上述方法，把其余的水泥锚固剂送入孔底、夯实，达到规定的封孔长度即可。

1.4 爆破技术要求

（1）降尘。鉴于此次操作是深孔爆破，所以只需要在爆破地点附方圆30米范围洒水，以此达到降尘要求。

（2）防滑。为防止炮筒在输送过程中下滑，最后一节炮筒尾端安装专用的防滑锁或采用8号铁丝交叉制作的锚爪，防滑锁或锚爪与炮筒采用套入连接。防滑锁内径45mm，防滑锁内的托盘上留有母线电缆孔。爆破母线穿过防滑锁的电缆孔后必须打结或者与锚爪的铁丝打结系牢，以防在输送炮筒时将爆破母线拉出。

1.5 爆破安全注意事项

（1）严格加强火工品的管理，严禁火工品乱扔乱放。

（2）装药前、爆破前、爆破后严格检查爆破地点的瓦斯浓度，瓦斯浓度大于1.0%时严禁爆破。

（3）一次装药一次起爆，严禁一次装药分次起爆。

（4）爆破时警戒线距离至少300m，躲炮时间不小于30min。

2 关键技术及创新点

上行深孔爆破装药技术应用在薄煤层沿空留巷工作面，其亮点主要有以下几方面：

（1）采用制造炸药筒配合锚爪的方法，解决了上行孔装药药卷难以控制下落的问题，实现了在上行孔内任意位置输送药卷。

（2）采用水泥锚固剂替代黄炮泥，解决了黄炮泥凝固时间长、不易控制深孔爆破产生的强烈爆生气体和爆炸能量造成破坏力的问题。

（3）极大的减小了工作面开采时的初次来压步距，弹性能得到提前释放，使沿空留巷填充材料免遭破坏。

（4）该装药方法解决了深孔爆破大装药量装药繁琐的难题，极大地提高装药效率。

（5）适应能力强，与水平夹角0°至90°爆破孔，甚至底板爆破均能使用该装药方法。

（6）炸药筒制作材料取材简单，塑料管、废旧喷浆管等都可以作为制作炸药筒的原料。

3 应用情况

上行深孔爆破装药技术在薄煤层沿空留巷工作面的使用，成功达到了预期的卸压效果，为沿空留巷技术在薄煤层工作面的推广应用提供可靠技术和安全保证，有助于沿空留巷技术在我矿薄煤层采区的推行。

4 社会效益

（1）成果使用前深孔装药不使用炸药筒，一次性捆绑2～4块炸药配合水泥锚固剂用塑料管送进眼底，如此循环直至达到设计装药量，费时、费力;成果使用后大大降低了职工的劳动强度。

（2）采用炸药筒的方式输送药卷，施工安全的可靠性增强，为矿井安全生产作出了积极贡献。

（3）上行深孔爆破装药技术首次应用于非冲击地压薄煤层工作面，为我矿今后的上行深孔爆破技术拓宽了应用范围，提供了新的思路。