煤矿井下半煤岩巷道的掘进爆破技术浅析

周建森

摘 要：煤矿井下半煤岩爆破施工是煤矿井掘进中的重要环节，本文将分析煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破的特点和爆破施工技术，包括煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破网路设计技术、爆破炮孔布置技术、钻机选择以及爆破施工组织选择四方面内容。

关键词：煤矿井下;半煤巖巷道掘进;爆破技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.081

0 前言

煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工与其他施工不同，其在施工过程中的方法以及设备等都需要经过严格控制，一旦出现施工安全故障，将会对施工人员的生命产生严重威胁，因此必须保证煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的应用质量。

1 煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破的特点

半煤岩巷道是指沿着薄煤层掘进的巷道，根据煤层在工作面的位置不同有多种情况，在巷道断面上既有煤层也有岩层，当岩层为1/5～4/5掘进工作面面积时，即称为半煤岩巷道。半煤岩巷道主要分布在采区，在矿井开拓的工程量中约占30%～45%，其爆破开采的特点主要包括以下内容[1]：

第一，爆破现场存在瓦斯，在掘进爆破的过程中，瓦斯会从煤层中间的巷道中涌出，如果瓦斯浓度在5%-15%之间，同时又遇到火源温度在650℃到700℃之间，则会出现爆炸的情况，严重影响施工质量以及施工人员的生命安全。

第二，爆破现场存在大量煤尘，如果爆破现场中煤尘的粒径在10微米-0.1毫米之间，浓度在300-400g/m3之间，温度为700℃到800℃时，就会出现爆炸的情况。

第三，爆破施工的危险性较高，由于在爆破过程中存在较多煤尘，一旦达到一定浓度之后，就会出现粉尘爆炸的情况，加上爆破过程中形成的冲击波，一旦遇到高温的火源，则会再次扬尘以及爆炸，甚至出现恶性循环，严重影响施工人员的生命安全以及施工质量。

因此在掘进爆破施工的过程中，具有较高的爆炸危险。由此可以看出，煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术在实际应用的过程中，需要对施工环境中的温度、煤尘浓度以及瓦斯浓度等展开有效的监测和控制，保证施工的安全性[2]。

2 煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工技术

（1）爆破网路设计。第一，母线选择，母线是爆破网路中的重要材料，因此母线必须符合相应的规定和标准，不能使用多芯导线或者多根导线作为母线，除此之外，不同材质以及不同规格的导线也不能作为母线。第二，网路连接，在网路连接的过程中，通常使用的连接方式包括串联、并联以及混合连接，为了保证整个网路的设计质量，需要根据实际情况选择合适的网路连接方式，保证网路中的雷管能够全部爆破。第三，网路检测，为了保证爆破网路百分百起爆，则需要对连接完成的网路展开检测，例如，在计算电阻的过程中，需要对网路起爆前的全电阻展开计算，根据最终的计算结果，确定网路中各个设备的连接是否正常。如果实际电阻数值与标准电阻数值误差超出安全值，则需要确定误差出现的原因，修正后再起爆[3]。

（2）爆破炮孔布置技术。半煤岩巷道主要分布在采区，占整个煤矿井下工作的30%-45%，因此对整个煤矿井下掘进的质量起着非常重要的作用。例如，在爆破炮孔布置的过程中，需要根据煤层之间的差异，确定不同的炮孔布置位置。如果煤层在工作面的上方，则在爆破的过程中需要针对顶板掉落采取一定的措施，这种情况下顶板并不稳定，因此非常容易出现塌落的情况。煤层比岩石软，因此在掏槽孔过程中，需要尽量布置在煤层范围中，炮孔需要在槽孔的基础上进行，并在孔间距中装填适当药量，不同岩层性质对应的药量也不同，施工人员需要注意这一问题。通常情况下，炮孔之间的间距为0.4-0.5米，周边孔间距为0.3-0.4米。对于棚架支护的半煤岩巷道，掘进爆破的炮孔深度一般依据棚架的间距进行选择，例如：棚架间距为0.7m时，炮孔深度应为1.5m或2.2m。

（3）钻机选择。半煤岩巷道掘进爆破的钻孔设备一般为煤电钻，钻头直径一般为Φ32～38mm，钻孔深度多为1.5～2.5m;如果岩石较硬时，则使用风动凿岩机或使用岩石电钻钻孔。

（4）爆破施工组织选择。煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工的过程中，设备以及施工组织的选择是两项重要的组成因素，需要根据实际施工情况而定。在施工的过程中，主要采用两种形式，一种为煤、岩不分离的施工形式，全断面掘进，这种方式通常应用在煤层厚度在0.5米以下或者煤层质量不高的区域。另一种施工方式为将煤和岩相互分离，在此过程中需要先挖掘和运输煤炭，再挖掘岩石，这种方式能够保证最终煤炭挖掘的质量，通常情况下应用在煤质较高的区域施工中。由此可以看出，不同的施工组织对应的施工条件也不同，在实际煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破的过程中，没有固定的施工设备、施工组织以及网路设计方式等，都需要施工人员根据实际施工环境中每层厚度、质量以及结构等展开设计，这就要求施工人员在整个煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工中具有较强的专业水平以及严谨性，只有这样才能避免在实际施工中出现失误等情况，最终达到提升煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术应用效果的目的，促进我国煤矿井下半煤岩巷道掘进施工的发展。

3 结论

综上所述，随着人们对煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的关注程度逐渐提升，如何保证煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工质量，成为有关人员关注的重点问题。本文通过研究煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术发现，对其进行研究，能够大大提升煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破的安全性，同时还能够保证煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破施工质量。由此可以看出，研究煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术，能够为今后煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的发展奠定基础。

参考文献：

[1]汪旭光.爆破设计与施工[M].冶金工业出版社，2011.

[2]钟勇林，廖文德，邹云辉，张小军.一种适用煤矿井下钻孔的高能气体压裂装置的研制与应用[J].内蒙古煤炭经济，2018（15）：30-33.

[3]舒龙勇，霍中刚，张浪，李阳，郝晋伟，常未斌.煤矿井下煤层瓦斯抽采半径直接测定方法——瓦斯储量法的建立与应用[J].煤炭科学技术，2018，46（08）：8-15.