【正文】 第一部分 三匯一礦深孔預(yù)裂爆破總結(jié) 第1章 三匯一礦基本情況第1節(jié) 礦井概況三匯一礦于1989年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力60萬噸/年，2005年核定生產(chǎn)能力為90萬噸/年。井田內(nèi)含煤地層為二疊系龍?zhí)睹合担≒2l），～，與下伏茅口灰?guī)r為平行假整合接觸，龍?zhí)睹合悼煞譃?段。礦井開采的K1煤層位于龍?zhí)睹合档谝欢危≒2l1）中，K4煤層位于龍?zhí)督M二段中。礦區(qū)共有可采及局部可采煤層4層,其中K1煤層全區(qū)可采，KK6煤層全區(qū)煤層全區(qū)不可采； K4煤層僅小面積局部可采，其煤層厚度、煤質(zhì)、結(jié)構(gòu)等在走向和傾向上變化均較大，沒有開采經(jīng)濟(jì)價(jià)值。,總體由南向北逐漸變薄，北翼最薄；沿傾向厚度變化不大；煤層中含夾矸2～3層。煤層段角南緩北陡，介于17～40176。之間。煤種為貧煤。礦井為平硐+斜井開拓方式，共有5個(gè)井筒，分別為：+280m主平硐、+770m放水平硐、+920m管線斜井、+920m矸石斜井、+950m回風(fēng)風(fēng)井（其中+280m主平硐與三匯一礦共用）。礦井共分+770m，+590m，+440m，+2900m，177。0m、200m六個(gè)水平進(jìn)行開拓。+770m水平以上K1已全部回采完畢，采空區(qū)已作密閉處理，現(xiàn)生產(chǎn)水平為+590m水平+674～770階段。礦井采用采區(qū)前進(jìn)、區(qū)內(nèi)后退式走向長壁采煤方法，放炮落煤工藝，單體液壓支柱支護(hù)，全部垮落法管理頂板。第2節(jié) 瓦斯賦存及通風(fēng)、抽放系統(tǒng)，。礦井歷年來共發(fā)生煤與瓦斯突出6次，死亡22人。曾于1983年1月24日＋280m皮帶上山掘進(jìn)時(shí)遇F4斷層發(fā)生突出，其突出煤量5000t,，死亡12人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生100t級以上的突出事故4次。可見，礦井瓦斯災(zāi)害是影響我礦安全生產(chǎn)的主要因素，且隨開采深度的增加而日益嚴(yán)重。 三匯二礦瓦斯抽放系統(tǒng)于2003年10月建成投入使用，共有瓦斯抽放泵三臺，其中SKA303型泵1臺，配套電機(jī)功率75KW，最大抽速53m3/min，極限真空33hpa。SKA253型泵2臺，配套電機(jī)功率75KW，最大抽速41m3/min，極限真空33hpa。設(shè)計(jì)時(shí)，考慮前期抽采量小，選用1臺SKA253型泵運(yùn)轉(zhuǎn)，后期需抽量大時(shí)，選用1臺SKA－303型泵運(yùn)轉(zhuǎn)或2臺SKA253泵聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。由于區(qū)內(nèi)大面積無保護(hù)層可采，抽放以預(yù)抽為主，現(xiàn)未實(shí)施采空區(qū)及卸壓瓦斯抽放。礦井抽采瓦斯排空未進(jìn)行利用。第2章 一礦深孔預(yù)裂爆破目的及試驗(yàn)區(qū)選擇第1節(jié) 目的及意義礦井開采高瓦斯強(qiáng)突出煤層，根據(jù)“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控”的要求，必須對有突出危險(xiǎn)的煤層抽放瓦斯，并達(dá)到抽放效果后，才能進(jìn)行采掘作業(yè)。據(jù)重慶煤炭科學(xué)技術(shù)研究分院及天府礦務(wù)局提供資料，104～103 m2/Mpa2*d，屬介于較難抽放與可以抽放范圍間的煤層。我礦現(xiàn)有抽放以預(yù)抽為主，采取了煤層底板巷穿層預(yù)抽、回采工作面順層預(yù)抽、掘進(jìn)工作面順層預(yù)抽、石門揭煤工作面預(yù)抽等多種抽放形式。但受煤層透氣性影響，抽放效果較差，達(dá)到預(yù)期消突目的需較長時(shí)間，嚴(yán)重地制約了采掘生產(chǎn)。根據(jù)重煤集團(tuán)對科研項(xiàng)目《低透氣性煤層深孔預(yù)裂爆破預(yù)抽瓦斯技術(shù)應(yīng)用的研究》的總體部署和三匯一礦的實(shí)際情況，天府礦業(yè)公司主要利用深孔預(yù)裂爆破達(dá)到煤巷掘進(jìn)防突、加快巷道煤巷掘進(jìn)速度的目的。實(shí)施深孔爆破的重要意義是：第一，利用炸藥的爆轟作用，在煤體內(nèi)產(chǎn)生裂隙，增大煤體孔隙率，改善煤體透氣性和增加瓦斯抽放效果、縮短抽放時(shí)間。第二，通過超長深孔爆破后爆破的直接作用和爆破震動影響，改變原煤應(yīng)力的分布，降低煤層中的瓦斯壓力，防止瓦斯突出。第2節(jié) 試驗(yàn)實(shí)施地點(diǎn)的選擇（煤層情況、突出危險(xiǎn)情況）根據(jù)礦井采掘部署和區(qū)域突出危險(xiǎn)情況，試驗(yàn)地點(diǎn)選在＋590m水平+725m階段S3采區(qū)的K1煤層2132工作面機(jī)巷掘進(jìn)工作面。一井K4突出煤層2428掘進(jìn)工作面。2132工作面煤層賦存穩(wěn)定，機(jī)巷在掘進(jìn)過程中沒有遇到大斷層；在局部地段，可能受小斷層影響 ，煤厚有一定變化。在施工過程中，盡量靠煤層天板施工。煤層平均傾角為∠22176。, 傾向95176。該巷在掘進(jìn)過程中發(fā)生過1次煤與瓦斯突出事故，相鄰的2131工作面機(jī)巷和1127工作面共發(fā)生過4次煤與瓦斯突出事故，投產(chǎn)以來所有突出事故均發(fā)生在該區(qū)域，為此，選擇2132工作面機(jī)巷作為試驗(yàn)地點(diǎn)具有廣泛的代表性。第3章 深孔預(yù)裂爆破技術(shù)簡述第1節(jié) 關(guān)鍵爆破技術(shù)一．裝藥方式和裝藥結(jié)構(gòu)裝藥方式是深孔預(yù)裂爆破成功的關(guān)鍵，根據(jù)北京科大的指導(dǎo)，采用整體與局部輸送相結(jié)合的柔性材料（竹片）串聯(lián)聯(lián)接法。具體方法是：、3厘米寬度的竹板，竹板的兩段分別打孔，將炸藥放竹板上用膠帶紙固定，竹板與另一竹板用鐵絲連接后不斷向孔內(nèi)推送。 特點(diǎn)：竹塊在煤層中有彈性，堵孔時(shí)仍能裝藥通過；而且操作簡單；可用各種安全炸藥和有水環(huán)境；可根據(jù)煤層條件選擇滿孔裝藥和徑向、軸向不耦合裝藥，線裝藥密度和總裝藥量可控，材料成本較低。如圖是裝藥結(jié)構(gòu)示意圖。二．堵塞方式封孔深度7～15m，以兩種方式進(jìn)行炮孔堵塞：第一種是復(fù)合黃泥堵塞，在炸藥全部裝入竹板后，先用倒楔形的綿紗裝入炸藥的端部，然后用壓風(fēng)裝藥器噴入干燥的粉狀黃泥至孔口三米處，最后用較濕的黃泥人工封堵到孔口。第二種是用模具炮泥在地面壓成Φ60mm、高250mm、干濕適當(dāng)?shù)膱A柱狀炮泥，再運(yùn)至井下堵塞。第一種方法，封堵工作量小，缺點(diǎn)是地面干黃泥粉的加工較麻煩；第二種方法前期準(zhǔn)備工作少，但井下堵塞時(shí)工作量大。三．起爆和安全防護(hù)技術(shù)采用一個(gè)起爆點(diǎn)時(shí)，正常炮孔內(nèi)超過2米會形成管道效應(yīng)而造成炸藥拒爆。根據(jù)中國礦大的研究，當(dāng)炮孔直徑和藥卷直徑之比在： 時(shí)管道效應(yīng)最為明顯。一般抽放鉆孔直徑在65~125mm，經(jīng)過計(jì)算，此時(shí)不偶合系數(shù)dH/dC=~，正位于管道效應(yīng)顯著的區(qū)間。因此本課題要實(shí)現(xiàn)超過50米左右炮孔的安全起爆，必須突破管道效應(yīng)的影響。常規(guī)的辦法是用多個(gè)雷管在不同位置起爆，但如用于長度達(dá)50米以上的水平炮孔，則需要至少20發(fā)以上的雷管，這將大大增加爆破施工的難度、降低起爆的可靠度，并在直徑10厘米大小的孔內(nèi)實(shí)際上也是不可能實(shí)現(xiàn)的。為避免管道效應(yīng)，最終選取煤礦許用的安全導(dǎo)爆索作為傳爆材料。導(dǎo)爆索的成份是猛炸藥之一的黑索金，特點(diǎn)是傳爆速度大于6500米/秒，在100米管道內(nèi)爆炸從頭到尾傳播只需用15ms，并相當(dāng)于在裝藥的每點(diǎn)都形成雷管起爆的效應(yīng)。 起爆采用專門設(shè)計(jì)的雙保險(xiǎn)爆破網(wǎng)絡(luò)：起爆體用兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)路聯(lián)接的雷管擊發(fā)，兩組雷管安裝在炸藥孔口區(qū)段的不同位置，這樣即使一組起爆電路出現(xiàn)故障也不致影響正常爆破。 為防止裝入起爆體的炸藥在孔內(nèi)因雷管及電源線在堵塞過程全部破壞，試驗(yàn)中還采取了最后一道安全措施，在位于尾端的裝藥載體連接一根粗細(xì)適宜的保護(hù)繩到孔外，如出現(xiàn)上述情況還可將起爆藥包拉回巷道。四．炸藥