同忻矿8#层顶抽巷光面爆破施工技术探讨

王文栋，马占新

（晋能控股煤业集团有限责任公司山西大同037003）

0 引言

关于全岩巷采用光面爆破的成型与茬进问题，一直是困扰煤矿生产的难题之一［1-2］，因没有一种较好的方法，能够解决爆破成型与快速茬进的矛盾，本文以同忻矿C8#层北一盘区8105工作面顶抽巷掘进巷道时存在的巷道成型与茬进问题，通过运用光面爆破漏斗理论，研究实施了实时层节理光面爆破,实现快速掘进。

1 同忻矿C8#层北一盘区8105面顶抽巷概况

C8#层8105面顶抽巷用于8#层北一盘区8105工作面瓦斯抽放，设计长度为1 850 m(从回绕算起），全岩巷道，断面为宽×高＝4.2 m×2.8 m［3］，采用锚杆、锚索联合支护方式，钻爆法掘进。地面相对位置位于后沟与杏树沟之间的山坡与沟谷地段，地面标高1 178 m～1 297 m/1 237.5 m，工作面标高为769 m～785 m/777 m区域内无水体及建筑物；井下位于同忻井田的东部，其西部为8#煤层北一盘区三条系统巷，其南部为5105 巷，与5105 巷投影间距为10 m，与3-5#层北一盘区8105工作面投影间距为15 m～31 m。工作面内部赋存两个向斜一个背斜。岩性具体情况为：顶板：粗、细砂岩、含砾粗砂岩、碳质泥岩、高岭质泥岩；厚度：1.03 m～2.64 m，抗压强度51.5 MPa。巷道岩层：粗、细砂岩、碳质泥岩、含砾粗砂岩、高岭质泥岩；厚度：3.1 m，抗压强度40.8 MPa。底板：粗、细、粉砂岩、碳质泥岩。厚度：0.8 m～2.33 m，抗压强度42.1 MPa。详见图1：8105顶抽巷综合柱状图。

图1 8105顶抽巷综合柱状图

2 同忻矿C8#层北一盘区8105面顶抽巷快速成型的研究

2.1 同忻矿C8#层北一盘区8105 面顶抽巷快速成型理论分析

8105 面顶抽巷快速成型是通过炸药爆破使产生的冲击波和高温高压气体均作用在眼壁上，炮眼周围的岩石因受到强烈的压缩破碎，与此同时形成的压缩应力波向四面八方传播，最后形成相互作用的爆破漏斗。通过选取合理的爆破参数，最后快速形成光滑连续的壁面。［4］

2.2 同忻矿C8#层北一盘区8105 面顶抽巷快速成型现场实践总结规律

2.2.1 现场采用爆破参数

采用实时层节理光面爆破法的爆破参数标准值［1］，详见图2：8105顶抽巷“实时层节理光面爆破法”爆破参数标准值，爆破参数标准值是根据现场实际岩性情况确定，其中周边眼的空眼数量，应根据每茬爆破后实际揭露的岩性，实时确定。

图2a 8105顶抽巷“实时层节理光面爆破法”爆破参数标准值（主视图）

图2b 8105顶抽巷“实时层节理光面爆破法”爆破参数标准值（左视图）

图2c 8105顶抽巷“实时层节理光面爆破法”爆破参数标准值（俯视图）

图2d 8105顶抽巷“实时层节理光面爆破法”爆破参数标准值（爆破说明书）

2.2.2 现场实践规律总结

采用实时层节理法可以更好地发挥光面爆破的周边眼的成型和每茬进度，根据《采矿工程设计手册》[3]详见表1：岩层节理、层理分级表

表1 岩层节理、层理分级表

岩层节理、层理发育程度分级

通过现场用卷尺量测量层节理间距，得出如下规律：

①当层理间距为0.1 m～0.3 m 时，最好为0.2 m 左右时，巷道的光面爆破最宜实现；当层理间距＜0.1m时光面爆破周边眼少装药或多打空眼，并且喷浆要紧跟迎头；当层理间距为0.3 m～2 m时光面爆破周边眼多装药；当层理间距＞2 m 时，光面爆破周边眼多打眼、多装药。

②当节理间距为0.1 m～0.4 m时，最好为0.25 m左右时，巷道的光面爆破最宜实现；当节理间距＜0.1 m时光面爆破周边眼少装药或多打空眼，并且喷浆要紧跟迎头；当节理间距为0.4 m～3 m，时光面爆破周边眼多装药；当节理间距＞3 m 时，光面爆破周边眼多打眼、多装药。

详见图3：光面爆破层节理规律图

图3a 光面爆破层节理规律图：层节理＞0.2 m～0.25 m

图3b 光面爆破层节理规律图：层节理＜0.2 m～0.25 m

图3c 光面爆破层节理规律图：层节理=0.2 m～0.25 m（最佳）

综上所述：光面爆破时以层节理间距为0.2 m～0.25 m 时的爆破参数为标准值，实时对周边眼的装药量及眼数进行酌量调整。

3 同忻矿C8#层北一盘区8105面顶抽巷实践验证8105面顶抽巷作业方式采用“四六制”作业。

配备队长、书记各1 名，副队长7 名，班组长8 名，工人61 名，在册人数为73 人，全天出勤人数为53 人，出勤率72.6%。打爆破炮眼时使用7655型风动凿岩机配合2.8 m 长六棱风钻杆，φ43 mm 一字风钎头进行眼，配备4台风钻同时作业，分区打眼，自上而下，由两边向中间进行钻眼。打顶、帮支护时使用MQT-130/2.8型气动锚索钻配合B19中空六棱钻杆，φ26 mm双翼钻头打支护锚杆（锚索）眼［1］［2］。采用装载机+皮带输送机DSJ-80/2×40 联合运输的方式出渣，于2020年1月15日 掘进回风系统巷，3月5日施工正巷，截止2020年12月5日已掘出760 m，月均进80 m，见图4:8105顶抽巷施工进度图，巷道的成型均达标［1］［2］，并且实现了快速掘进。

图4 :8105顶抽巷施工进度图

4 结论

通过采用“实时层节理光面爆破法”，实现了大同矿区石炭系8#层钻爆法掘进巷道的快速成型，值得推广。通过以上“实时层节理光面爆破法”的研究，不仅使同忻矿C8#层北一盘区8105面顶抽巷的茬进由原来的2 m 提高到2.5 m，日均进由3 m 提高到4 m，而且可提前153 天完成，缓解采掘接替压力，创经济效益约100 万元，但是只有在层节理处于发育级别且稳定的情况下，才能更好地实现。