掘进巷道爆破法过断层施工工艺研究应用

陈 吉

（山西宏宇诚铸建设工程有限公司，山西 朔州 038300）

1 工程概述

大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司位于大同市左云县小京庄乡，矿井设计生产能力为10Mt/a，井田面积198.35km2，2105巷位于井田北一盘区，巷道北部为实煤区，东部布置三条盘区大巷，南部为8104采空区，西部为实煤区。2105巷为3#～5#合并煤层，总厚度为17m，煤层内含多层矸石，厚度在0.4～2.2m之间。

2105巷设计长度为4200m，巷道断面规格为宽×高=5.2×3.6m。巷道沿3#～5#煤层底板平行掘进，巷道顶板预留厚度为1.9m炭质泥岩，泥岩往上为煤层，设计顶板采用锚杆、锚索、钢带联合支护，护帮采用单锚杆支护。2105巷由塔山矿建项目部采用型号为EBZ200综掘机进行掘进。截至目前巷道已掘进1700m。

根据马道头矿地测科提供资料显示，2105巷掘进至1500m、1800m分别揭露两条逆断层F3、F4，其中F3断层落差为0.5m，对巷道掘进影响不大，塔山矿建项目部采用掘进机直接破岩的方法过断层，而F4断层落差为1.7m，倾角为45°，若直接采用掘进机破岩不仅破岩量大，掘进效率低，设备损坏率高，而且很容易发生顶板事故，对此塔山矿建项目部通过技术研究，决定采用炮掘工艺过F4断层，制定了相应的安全措施。

2 爆破法过F4断层施工工艺

巷道掘进至距F4断层30m处预计进入断层破碎区域，采用爆破法过F4断层。

2.1 分层光面爆破法掘进

（1）当2105掘进至距F4断层30m处，采用分层光面爆破法掘进，将巷道断面分上下两层，上层面规格为宽×高=5.2×1.5m，下层面规格为宽×高=5.2×2.1m。

（2）首先在巷道下层面施工光面爆破眼，共计施工24个炮眼，其中周边眼16个，辅助眼4个，掏槽眼4个，具体炮眼参数如表1所示。

表1 2105巷分层光面爆破炮眼参数表

（3）当工作面下分层炮眼施工完后，填装炸药及雷管，炸药采用长度为300mm，Ф35mm矿用乳化炸药，每个炮眼内填装两支药卷，雷管采用毫秒延期电雷管，雷管顺插在孔底药卷上，炸药填装后对炮眼进行水炮泥封孔，封孔长度不得低于0.6m。

（4）炮眼炸药雷管填装后及时进行雷管脚线连接，采用串联方式进行连接，连接后将其与爆破母线进行连接，并进行爆破。

（5）下分层光面爆破后及时清理工作面煤矸石，并在上分层施工松动爆破眼，共计布置5个炮眼，炮眼深度为1.2m，每个炮眼填装一支炸药及雷管并进行封孔，采用松动爆破法进行上分层掘进，分层光面爆破茬进控制在1.0m。

2.2 松动爆破法上山掘进

（1）当2105巷爆破掘进至距F4断层5m处时，为了使掘进巷道进入断层上盘后能够继续沿煤层底板平行掘进，塔山矿建项目部决定采用松动爆破法上山掘进如图1所示。

图1 北一盘区2105巷过F4断层剖面示意图

（2）工作面共布置四排松动爆破眼，排距为1.5m，每排施工5个炮眼，炮眼间距为0.8m，炮眼与工作面成10°仰角布置。

（3）松动爆破眼施工完后，在每个炮眼内填装一支药卷并进行填装水炮泥，松动爆破时每次只可爆破3～5个炮眼，松动爆破茬尽量控制在0.5～1.0m。

（4）当施工巷道掘进过断层上盘5m后停止松动爆破，继续采用分层光面爆破法掘进，且爆破工艺与下盘分层光面爆破法相同。2105巷在上盘掘进30m过断层破碎带后采用综合机械化掘进。

3 安全技术措施

（1）2105巷掘进至F4断层破碎带时必须减小茬进度，掘进一个循环后必须及时对顶板进行支护。

（2）当施工巷道掘进至断层破碎带时，每班开工前必须对工作面施工探放钻孔，掌握掘进面距断层带距离，并做好断层突水、瓦斯涌出等灾害预防。

（3）采用松动爆破上山掘进时在断层上盘需留顶煤，而2105工作面煤层发育不稳定，在留顶煤前必须采取相应支护措施如超前支护、注浆等，确保巷道安全顺利过断层带。

（4）由于断层带附近煤岩体胶结不稳定且顶板压力大，巷道在过断层期间必须采取有效的支护措施，如架设钢棚、施工组合锚索等，防止断层带处顶板出现破碎、冒顶现象。

（5）在进行光面爆破时必须控制好装药量及炮眼深度，防止装药量大，爆破震动对断层处岩石层稳定性产生影响；松动爆破时必须分次爆破，严禁一次性爆破所有松动炮眼。

（6）掘进巷道过F4断层后，在断层上下盘各安装一个顶板离层仪，并安排专人定期对顶板下沉、离层情况进行观测、记录，若顶板下沉量加大时，必须及时采取有效顶板控制措施。

（7）掘进巷道爆破施工时必须严格执行“一炮三检、三人联锁”放炮制度，爆破前必须在所有可能进入放炮地点拦人设警戒。

4 结束语

山西宏宇诚铸建设工程有限公司塔山矿建项目部在施工2105巷时，采用爆破法过F4断层破碎带，平均掘进进度达3.0m/d，减少了破岩量，保证了巷道施工安全，取得了较好效果。