煤矿井下半煤岩巷道的掘进爆破技术分析

耿鹏

陕西陕煤韩城矿业有限公司象山矿井  陕西渭南 715400

摘要：在煤矿开采的过程中，半煤岩巷道的掘进工作是保障煤矿顺利开采的重要阶段。为了提高煤矿井下半煤岩巷道掘进的效率，在施工期间可以采用爆破技术快速掘进。在实际的施工中，施工人员需要结合爆破技术的应用特点，科学选择器材，合理设计爆破方案，才能够为施工质量提供有效保障。基于此，本文首先分析煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的特点，并就爆破技术的实际应用进行讨论，以供参考。

关键词：煤矿开采；半煤岩巷道掘进；爆破技术

引言：与其他类型的掘进技术不同，煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术会使用到爆炸威力较大的雷管作为爆破器材，因此，在施工的过程中，施工人员一定要确保施工的安全性，掌握煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的特点，进行正确的爆破，从而能够避免爆破中出现人员受伤的问题。下文将就有关技术的特点及其实际的应用展开研究，全方位保证施工的质量与安全性。

1. 煤矿井下爆破的特点

1.1施工现场环境方面

在开展煤矿井下爆破的过程中，矿区内会含有一定量的瓦斯，如果施工到瓦斯浓度较高的区域，会导致瓦斯喷出的问题。如果空气中的瓦斯浓度处于5%到15%的区间内，或者瓦斯遇到了650摄氏度以上的高温，则会发生爆炸。因此，在施工的过程中，施工人员要对瓦斯的含量加以控制。同时，矿区内会含有一定含量的煤尘，其不但能够造成施工现场环境的污染，还会对施工的安全造成隐患。当空气中煤尘的浓度处于300到400克每立方米的范围内，且区域温度为700摄氏度以上，煤尘也会发生爆炸。此外，施工现场中还会含有一定量的有毒气体，如果有毒气体浓度过高，也会对施工造成一定程度的危害[1]。

1.2爆破的灾害与隐患方面

爆破的灾害与隐患主要指的是空气中瓦斯浓度超过一定范围后出现的其他方面的灾害。在煤矿井下爆破的过程中，常见的灾害主要为瓦斯爆炸后，处于较高温度环境中的扬尘灾害。首先，在这种环境下，煤尘无法高效地消除，使得瓦斯爆炸出现叠加灾害，发生循环爆炸，这会对煤矿井下的爆破工作造成毁灭性打击。

1.3巷道断面尺寸方面

在近些年的煤矿开采工程中，巷道的断面尺寸主要为5到15立方米区间内，并且，巷道生成的形状及其在实际应用过程中的支护方式也有所不同。基于巷道断面结构的岩性特征，可以发现其岩性的变化通常较大。就目前而言，主要的岩性有纯煤岩巷、半煤岩巷、以及全岩巷等。同时，如果巷道的断面尺寸过小，会使得巷道无法进行较大规模的开挖，导致巷道的开挖工作不够简单、快捷，从而对整体的施工过程造成一定程度的影响。

2. 煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的实际应用

2.1爆破器材的选择与使用

在煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的应用过程中，施工人员要对爆破器材进行选择。通常来说，施工单位会选用威力较强、安全性相对较高、并具有可控性的电雷管组成炸药开展爆破工作，炸药的结构图如图1所示。

图 1 炸药的结构图

在图1中，序号从1至9分别为底座泥、电雷管、起爆药卷、炸药、炮泥、水炮泥、封口泥、标志物、以及引线。其中，在对电雷管进行使用的过程中，施工人员可以进一步选用瞬发型或毫秒型电雷管对半煤岩巷道进行爆破。就近几年的煤矿井下爆破工程而言，毫秒型电雷管的使用率相对较高。其中，如果选用了毫秒型电雷管，为了保证施工的整体安全性，施工人员要确保雷管从起爆到完成的全部用时小于120毫秒。此外，炸药在使用的过程中，施工人员务必要做好防护措施，并躲至安全位置，防止人员伤亡问题的出现[2]。

2.2爆破网路的设计

在爆破网路的设计方面，要想起到稳定的施工效果，施工人员要充分考虑《煤矿工程安全规定》以及《矿井爆破安全规定》，基于电雷管炸药，对爆破网路进行设计。在整体网路结构与爆炸节点的设计方面，施工人员要对施工现场的实际情况予以充分考虑，因此，相关技术人员要将施工现场的位置信息以及周边环境的特征进行充分分析，从而能够确定炮孔的位置与数量。同时，不同种类的起爆器会对爆破网路的设计起到不同的效果。起爆器分为爆破母线类起爆器以及煤矿工程专用的起爆器两种，其中，煤矿工程专用的起爆器主要为电容式起爆器，不同型号的起爆器的实际使用效果具有差异性，因此，需要结合施工现场的情况进行选择。而爆破母线类起爆器在使用的过程中，应防止多芯应用场景的设计。同时，爆破母线尽量选用同一种材料，如果爆破母线的材料不同，则会对爆破的效果产生影响。就目前而言，爆破母线引起使用较为便捷稳定，因此得到广泛使用。在爆破网路的设计后，施工人员要将各个部件正确地连接为爆破网路，从而能够最大程度上保证爆破的质量[3]。

在对爆破网路进行连接后，施工人员要开展爆破网路的检测工作。首先，施工人员要对各个节点进行逐一排查，确保爆破网路处于连接状态。其次，在组建爆破网路前，技术人员要计算爆破网路的电阻指标，并在组件爆破网路之后，对各项指标进行对比检测，从而能够判断出电雷管是否处于正常的工作状态中。如果设置值小于测量值，则表明爆破网路连接异常，需要及时对问题进行排查，并重新连接。最后，在解决问题后，技术人员要对爆破网路进行再次检测，直到检测结果符合实际使用要求为止。

2.3炮孔设置

在对炮孔进行设置的过程中，施工人员要依照煤层之间的不同性，对炮孔的位置进行确定。如果工作空间处于煤层的下方，那么，在这种情况下，施工区域的顶板处于不稳定状态，可能会发生坍塌问题。而相比于煤矿而言，岩石的硬度较大，所以，要将炮孔布置在煤层区域。同时，不同的岩层也应使用不同药量，在通常的施工中，每个炮孔之间的距离为0.5米左右。如果半煤岩巷道有棚架支护，则开展掘进爆破的过程中，炮孔的深度要依照棚架之间的距离来确定，如果棚架之间的距离为0.8米，炮孔的深度应在2米左右。

2.4施工组织

在施工组织方面，首先，施工人员要选择合适的钻机。对于半煤岩巷道而言，钻孔设备通常选用煤电钻，并且，在钻头的选择方面，其直径通常为35毫米左右。在钻孔时，施工人员要确保钻孔的深度处于1.5米到2.5米之间。如果在钻孔的过程中，遇到了硬度较高的岩石，施工人员应换用岩石电钻开展钻孔工作。其次，在实际施工的过程中，会面临煤岩不分离以及煤岩分离的两种施工组织形式。煤岩不分离的施工组织形式主要应用于煤层厚度小于50厘米或煤矿品质不优的矿区，煤岩分离的施工组织形式需要先对煤炭进行开采与运输，之后再对岩石进行开挖，从而能够有效保证煤矿开采的质量，这种施工形式主要应用于煤矿品质较优的矿区。据此，施工组织的选择与煤矿的品质以及煤矿的分布有较大的关系，在实际的施工过程中，施工人员要分层进行设计，对每层煤矿的品质进行勘查，从而选用不同的施工组织形式。在这之中，施工人员的职业素养与施工的严谨性是不可或缺的，只有细心地对煤层进行勘查，才能够使用正确的施工方法，从而使煤矿井下半煤岩巷道掘进爆破技术的应用效果得到有效保证。

结论：总而言之，随着爆破技术在煤矿井下半煤岩巷道中得到广泛应用，施工人员只有保证施工的质量与安全性，才能够提升施工的整体效果。为此，施工人员首先要掌握煤矿井下爆破的特点，对安全隐患加以预防。其次，在实际的施工过程中，施工人员要从爆破器材、爆破网路、炮孔方面进行科学合理选择与设置，并针对不同品质的煤层选用不同种类的施工组织形式，从而能够有效提升煤矿井下半煤岩巷道的施工质量。

参考文献：

[1]王超. 某煤矿井下硬质巷道高速掘进方案的应用[J]. 现代矿业,2022,38(09):78-81.

[2]陈瑞杰. 煤矿岩巷快速掘进工艺的优化研究[J]. 山西冶金,2021,44(05):266-268.

[3]杨和平. 煤矿井下巷道高速掘进方案的应用研究[J]. 机械管理开发,2021,36(08):22-23.