煤矿井下半煤岩巷道的掘进爆破技术研究

煤矿井下半煤岩巷道的掘进爆破技术研究

周涛

国家能源投资宁夏煤业集团麦垛山煤矿宁夏回族自治区750000

摘要：随着煤矿机械化的发展，只有不断发展快速高效掘进技术才能更好地使用时代的快速发展需求。在浅埋煤炭资源逐渐采出的过程中，剩余煤炭资源薄煤层占有较大的比重，在这些煤层中布置的巷道多为半煤岩巷道。本文主要对煤矿井下半煤岩巷道爆破特点，煤矿许用爆破器材还有爆破技术进行了一定的分析。

关键词：煤矿井下；半煤岩巷道；掘进；爆破技术

1煤矿井下爆破特点及煤矿许用爆破器材

1.1煤矿井下爆破特点

1）爆破作业现场存在瓦斯

当掘进工作面进入含瓦斯煤层或岩层时，瓦斯就会从煤（岩）层中向巷道空间涌出或突（喷）出，在瓦斯浓度达到5%～16%时，遇火源或温度达到650℃～700℃时就会发生燃烧和爆炸。

2）爆破现场有大量悬浮在空气中的煤尘

当粒径为10μm～0.1mm煤尘的浓度达到300～400g/m3、温度达到700℃～800℃时，煤尘就会发生爆炸。

3）瓦斯和煤尘爆炸常常会发生共生灾害

瓦斯爆炸大量扬尘，很容易使煤尘达到爆炸浓度，再由瓦斯爆炸形成的冲击波和高温火源点燃和引爆，形成再次扬尘和再次爆炸，进而导致更大规模的恶性循环爆炸事故，致使灾害升级。

4）井下有毒、有害气体较多

有毒、有害气体有煤系地层自身产生的，也有爆破施工和化工品的大量使用产生的，井下作业空间狭窄，通风不畅，作业环境恶劣。

5）煤矿井下巷道的断面尺寸普遍较小

断面尺寸多在4～14m2之间，巷道断面形状和支护形式多种多样，岩性变化大，有岩巷、半煤岩巷和煤巷等。

1.2煤矿许用爆破器材

A.使用电雷管时，应遵守如下规定：a.使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。b.使用煤矿许用毫秒电雷管时，从起爆到最后一段的总延期时间不应超过130ms。c.不应使用导爆管或普通导爆索。龙煤七台河矿业有限责任公司新富煤矿三采区为煤与瓦斯突出矿井，使用煤矿许用毫秒延期电雷管。

1.3煤矿井下爆破网路

1）爆破母线

爆破网路中使用的母线必须符合标准，严禁用多芯或多根导线做爆破母线，也不得使用两根材质、规格不同的导线做爆破母线。

2）网路连接

煤矿井下常用的电爆网路有串联、并联和混合联。在起爆网路设计时，必须合理选择电爆网路的连接方式，以保证起爆网路的雷管全部准爆。

3）网路检测

为保证电爆网路能够安全和准确起爆，需要对连接好的起爆网路进行检测。设计起爆网路时必须进行网路电阻计算，起爆前再进行全电阻检测，从而判断网路雷管和网路连接是否正常。如果测量值对比网路设计的总电阻值出入较大（一般≤5%），必须查找原因并排除故障后再连线起爆。

2半煤岩巷道掘进爆破

2.1炮孔布置

由于煤层与岩石相比较稍软，掏槽孔一般多布置在煤层部分，其他炮孔围绕掏槽孔分层布置，孔间距按岩层性质和装药量来确定。炮眼直径需要通过设计计算得来。如果确定较大的炮眼直径，能够降低断面的炮眼数量，能够从数量上减少断面炮眼掏槽的工作量、装药的工作量，同时，能够更好地集中爆炸能量，增强爆炸速度和爆轰的稳定性。但是炮眼直径过大也有缺点，会严重影响凿岩的速度，引起滞后，并且破岩效果不太好，掘进的巷道断面的平面不够平整，还会从一定程度上降低围岩的稳定性。所以在确定炮眼直径时，需要考虑多方面的因素，然后综合考虑选取

2.2煤岩分掘技术

采用分掘技术掘进时，以煤层位于巷道断面下部位置，预留一定厚度的底板岩层为例，需要确保预留的高度不大于掘进机铲板抬升高度（留设底板岩层的厚度，由铲板抬升高度决定，如铲板可抬升300mm，则留300mm厚的底板岩层），从而可使掘进机铲板进入煤层中，保证掘进机的最优落煤空间位置与煤层空间位置的协调，发挥掘进机的最大效率。

煤层截割路线，先将炮头靠近煤壁，掘进机炮头截割并进入煤体后，先截割下部煤层，截割顺序为从右至左。掘进机炮头转动截割煤体的同时抬高铲板，司机驱动掘进机向前推进一个截深，炮头截割至巷道最左侧断面位置，即停止炮头向左移动，然后抬升炮头高度，截割煤层上部，此时的截割顺序为从左至右，截割至巷道最右侧预留断面位置，即停止炮头向右移动，最后左右摆动掘进机炮头，确保煤层截割深度一致的同时，由铲板扒煤装置将煤炭回收至机后的胶带输送机上。在清空浮煤后，继续运转胶带输送机，使其出现不小于15m的无煤区段，同时掘进机司机通知转载点值守人员运煤工序结束，准备进入运岩工序，掘进机开始截割岩层。掘进机完成煤层—底部岩层—顶部岩层为1个完整的截割循环，然后进行支护和准备工作。

3煤矿井下巷道掘进的高效措施分析

3.1做好前期地质勘测，为高效掘进做铺垫

煤矿的开采环境复杂多样，而巷道掘进就是要在这种极端地理条件下进行施工，在这一问题上不论是岩巷还是煤巷都是如此，一旦在掘进的过程中遇到断层、构造带等，将很大程度上影响正常的开采生产，滞后施工进度，同时生产安全也得不到保证。为了有效预防后续事故的发生，应当做好前期的勘测工作，利用先进的三维物探、钻探等方法进行超前探测，预先了解该作业区域的地质情况，进行动态分析和专业评估，转化成精确的信息，为巷道掘进的连续性提供有力保障。

3.2优化巷道掘进系统，引进先进机械设备

想到掘进作业需要众多机械的共同配合，钻孔、运输等等，为了保障掘进速率，应当在矸石运输方面进行重点优化，可以利用综掘机切割破岩，皮带机、链板机等设备进行出货，提高单进，同时还一定程度上缩减了工程环节，节约了时间和成本，为其他掘进环节带来更大的可能性。可以优化的环节较多，当然这些也离不开机械设备的配合，科学合理的系统需要先进有效的设备来执行，这就需要企业放眼未来发展，加大资金投入，引进先进的综掘设备，使得采矿生产及安全有效。

3.3人力资源方面

煤矿井下巷道掘进中机械设备是生产主力军，但是仍不能离开人力，在机械操作方面需要较强的专业技巧，这些需要长期的工作经验积累。因此在人力资源配置方面，绝不能马虎，务必调用专业能力强，施工素质高的工作人员，并且制定严格的施工制度，加强作业监督，逐步优化机械操作步骤，尽可能提升巷道掘进速率，从而推动整个煤矿企业的生产发展。

3.4利用深孔爆破，多循环作业

爆破水平的提高需要不断的学习，对国内外爆破技术进行学习总结，在复杂爆破环境中能够按照科学合理的爆破策略进行，才能有效提升爆破水平。目前，在岩巷掘进过程中可采用中深孔搭配，不同角度斜眼掏槽的爆破技术，简单来说就是抓两头、带中间，这也是需要秉持的布孔原则，很大程度上提升了循环进尺和炮眼利用效率。在爆破钻数的配置，钻眼的深度、角度控制方面要严格控制，炸药种类的选择，药量的计算使用方面更是要严格遵循爆破标准，不能偷工减料，从而保证爆破效果和生产安全。

结束语

总而言之，我们只有不断提高半煤岩巷道掘进爆破技术水平，才能更好地保证煤炭资源的开采过程的安全性，更好地推动我国工业领域的快速发展。

参考文献：

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