爆破破煤的分类及各类的介绍

爆破破煤包括打眼、装药、填充炮泥、爆破线路连接、爆破、炮后检查等工序。

由于钻眼爆破是炮采工艺中首道工序,钻眼爆破效果好坏直接影响着后续工序的工作量、工作难度和安全。爆破破煤要求保证规定进度、工作面平直,不留顶煤和底煤,不破坏顶板,不崩倒支柱和不崩翻工作面输送机,崩破煤炭的高度和块度适中,尽量降低电雷管和炸药消耗。因此,要根据煤层的强度、厚度、节理和裂隙的发育状况及顶板条件,正确确定钻眼爆破参数,包括炮眼排列、角度、深度、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。根据爆破破煤所用电雷管不同,分为瞬发雷管爆破、毫秒延期雷管爆破两种。

(1)瞬发雷管爆破

1)炮眼布置

一般有单排眼、双排眼、三排眼三种。

①单排眼　一般用于薄煤层或煤质软、节理发育的煤层,如图6.1(a)所示。

②双排眼　其布置形式有对眼、三花眼和三角眼等,一般适用于采高较小的中厚煤层。煤质中硬时可用对眼,煤质软时可用三花眼,煤层上部煤质软或顶板较破碎时可用三角眼,如图6.1(c)所示。

③三排眼　三排眼也称五花眼,用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层,如图6.1(b)所示。

图6.1　炮眼布置图

2)炮眼角度的要求

①炮眼与煤壁的水平夹角一般为50°～80°,软煤取大值,硬煤取小值。为了不崩倒支架,应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间的空当;

②顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5°～10°,要视煤质软硬和煤层粘顶情况而定,应保证不破坏顶板的完整性;

③底眼在垂直面上向底板方向保持10°～20°的俯角,眼底接近底板,以不丢底煤和不崩翻刮板输送机为原则。

炮眼深度根据每次的进度而定。一般每次进度有0.8 m、1.0 m、1.2 m三种,与单体支架铰接顶梁长度相适应。每个炮眼的装药量根据煤质软硬、炮眼位置和深度以及爆破次序而定,通常为150～600 g。

3)爆破采用串联法连线,一般将可弯曲刮板输送机移近煤壁。每次起爆的炮眼数目,应根据顶板稳定性、输送机启动及运输能力、工作面安全情况而定。条件好时,可同时起爆数十个炮眼;如顶板不稳定,每次只能爆破几个炮眼,甚至留煤垛间隔爆破。

(2)毫秒延期雷管爆破

近年来推广毫秒延期电雷管爆破技术,使炮采工艺发生了深刻变化,从使用瞬发电雷管分段(次)爆破,发展到使用毫秒爆破一次起爆,顶板震动次数减少,在极短时间内爆破产生的震波因互相干扰而消减,从而减轻了对顶板的震动,有利于顶板的管理;同时毫秒延期爆破有利于提高爆破装煤量,缩短爆破时间,提高炮采工作面的单产和效率。毫秒延期爆破在炮采工作面应用时使用的爆破器材、炮眼布置、爆破技术参数、安全技术措施等均与瞬发雷管不同。

1)爆破器材

①炸药　根据矿井的瓦斯等级,低瓦斯矿井选用二级煤矿许用炸药;高瓦斯矿井选用三级煤矿许用炸药;有煤与瓦斯突出危险工作面选用三级煤矿含水炸药。

②毫秒雷管　选用1～5段合格的煤矿许用毫秒延期电雷管,桥丝为镍铬丝,铁脚线,电雷管电阻一般为5.5～6.0Ω。

③其他器材　发爆器采用最大起爆能力为50～100发的MFB-50A和MFB-100A型。

2)炮眼布置(www.xing528.com)

炮眼布置原则,一般是根据采高、推进度、煤的硬度、裂隙节理与顶底板岩石性质及有无夹矸而定。采高小于1.6 m,采用三花眼布置;采高超过2 m,采用五花眼布置;采高在1.6～2 m,视煤质软硬而定:煤质较软,f=1～1.5,按三花眼布置;煤质较硬,f=1.5以上,按五花眼布置。

3)炮眼间距、深度与角度

炮眼深度视推进度而定,一般为0.8～1.25 m;炮眼角度在垂直煤壁的立面上,一般仰角为2°～3°,最多5°～8°,但顶板破碎时只能打平孔;俯角一般为5°～10°,最大不超过15°,如图6.2所示。炮眼与煤层的水平夹角一般为55°～80°,煤软取大值。

炮眼间距与角度合理与否,直接关系到爆破效果的好坏。炮眼间距过大,爆破后煤块度大,有时需要再次破碎,增加了工人劳动强度和出煤时间;炮眼间距过小,会增加炸药、雷管的消耗量,增加了打眼工作量。根据部分矿井生产实践经验,煤质中等硬度时,顶眼间距为1.1～1.3 m,底眼间距为0.9～1.0 m,装药量为300～500 g,可取得较好的爆破效果。

4)确定合理的间隔时间与起爆顺序

合理的间隔时间,应大于4～6 ms的弹性振动延续时间和4.3～5.8 ms的煤(岩)层开始移动到形成裂隙时间。确定合理间隔时间的办法是通过现场试验,当炸药消耗量低,炮眼利用率高,震动小,为合理的间隔时间。

起爆顺序合理与否,是决定毫秒爆破效果好坏的关键。根据生产实践经验,底眼依次1～5段起爆,顶眼2～5段起爆。前段炮眼爆破后,对后段爆破相当于增加一个自由面,爆破效果好、装煤率高,且不崩倒支柱。

图6.2　用毫秒延期雷管爆破工作面炮眼布置

据测试,用瞬发雷管崩动支柱的占50%～70%,而毫秒雷管仅占3.5%,爆破顺序合理时可降至0.5%。具体炮眼起爆顺序如图6.3所示。

图6.3　用毫秒延期雷管起爆顺序

5)毫秒延期雷管爆破的安全技术措施

①装药

必须使用与矿井瓦斯等级相适应的煤矿许用炸药和合格的煤矿许用毫秒延期雷管,1～5段总延期量不得超过130 ms。采用正向连续装药,药卷间不许留有间隔。必须装水炮泥,炮孔剩余部分还要用炮泥封满。每装好一个炮眼,其雷管脚线须及时扭结短路,按设计的起爆顺序装药,不准装错。

②爆破

炮眼间必须采用串联,不允许使用并联或串并联。爆破前要采用数字欧姆表或光电导通表检查爆破网路的导通情况,确定无误,方可起爆。工作面爆破时,必须使用一台发爆器,发爆器要保证起爆电流不小于1.5～2.0 A,并要定期检查发爆器参数和更换电池,保证有足够的起爆能力。

③通风和瓦斯管理

工作面要有足够的风量,设好防尘水管,爆破前后都必须洒水降尘。坚持装药前、爆破前、爆破后的瓦斯检查,发现瓦斯超过1%时,不许装药爆破。

④顶板管理

工作面爆破前,支柱必须保质保量支设完好,爆破后必须及时挂梁、支柱,减少空顶时间,如有崩翻棚柱,必须先扶棚,后出煤。过断层、破碎带时,断层、破碎带上下2 m内应降低一次爆破装药量。

⑤其他

根据《爆破安全规程》的规定,不同厂家、不同批次、不同发火参数的毫秒雷管不许混合使用。一次起爆长度,应根据顶板条件、瓦斯大小、运输能力、发爆器能力和劳动力配备等因素来确定。工作面分段爆破,一次爆破长度为20～30 m。在顶板破碎地段,可根据具体情况,每隔5～15 m,留3～5 m煤垛的方法,以减少控顶面积。打眼必须按设计的炮眼间距、角度、深度等参数执行,应先开动输送机再爆破。