深孔爆破增透技术研究培训教案_安全爆破技术培训教案

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深孔爆破增透技术研究培训教案

通防科 2011年11月20日

深孔爆破增透技术研究培训教案

高瓦斯低透气性煤层赋存具有低压力、低渗透率、低饱和度及非均质性强等特性,尤其是低渗透率,给高瓦斯煤层瓦斯直接抽采带来众多技术难题。深孔爆破增透技术是通过（爆炸载荷）的作用,使煤层松动,透气性增大,有效地卸除（地应力）和（瓦斯压力）,增加了瓦斯（抽采量）和（抽采率）,最终保证了煤矿安全生产。

一、试验区域瓦斯参数的测定

根据试验区域的实际情况，选取合适的地点，测定煤层瓦斯含量及瓦斯含量，并测定钻孔乙己瓦斯流量，计算煤层透气性。同时打普通抽放钻孔，测定钻孔抽放参数。

二、深孔控制预裂爆破工艺研究（1）炸药品种的选择

以往的深孔装药工艺是采用压风装药器、粉状铵锑炸药实施连续耦合装药。目前我国生产的煤矿许用型铵锑炸药最高安全等级为二级，而含水系列炸药已达到三级。为了确保深孔大药量井下爆破的安全，选用含水系列炸药，提高炸药安全等级是必要的。因此，在深孔爆破中选用“（三级煤矿许用型水胶炸药）”或“（三级煤矿许用型乳化炸药）”。

从理论上说，降低炸药爆速可以降低炸药猛度，延长爆炸对爆破介质的作用时间，有利于爆破介质产生更多的裂隙、扩大裂隙范围。同时采用特制的低爆速炸药运输、审批等节复杂，炸药保质期有限，造成很多不必要的麻烦，可能影响工业性试验的正常进行，而且要延长爆炸对爆破介质的作用时间，通过采用合理的装药结构（调整被筒与钻孔的不耦合系数）同样可以达到目的。（2）装药工艺的研究及装药结构设计

由于含水炸药形态多为膏状，黏度系数一般在（3×105）厘泊以上。因此，采用以往的压风散装药是行不通的，根据矿用水胶炸药的特点，研制了可连接式塑料被筒。被筒采用塑料作为材料，加入阻燃抗静电剂，被筒前后端有螺纹，两节之间可连接。通过设计金属模具，生产了多种规格的抗静电可连接式被筒，包括直径60mm、直径45 mm，长度0.7～1m的多种规格的被筒，采用较大直径较大被筒，装药量大，爆破力强，而直径较小的被筒装药量较小，可减小对顶板的破坏，根据煤层及钻孔直径及所需装药量等情况，选择不同规格的被筒。

在炸药厂直接将炸药灌装到塑料被筒里，将封盖拧紧，装药时将封盖拧开，用其自身的螺扣一节一节连接在一起，边向孔内装送，边连接，直至装完为止。这种方法装药速度快，结构完整合理，有利于安全传爆；可以根据孔径改变被筒的的直径，将不耦合系数控制在合理的范围内，有利于提高爆破效果。

（3）封孔工艺及装备

由于深孔爆破封孔长度不小于（12）m，采用常规的炮棍推送黄泥封孔不仅封孔速度慢，封孔强度难以达到要求，因而影响爆破质量和爆破安全。为克服上述缺点，采用压风封孔器进行喷泥封孔，封孔材料采用黄泥。压风装药器有两道风路可以控制，又有出料阀门控制出料，在封孔过程中，可以根据风压情况随时打开底风阀门、关闭出料阀门，以提高罐内压力。待罐内压力提高后继续喷泥封孔，用压风装药器进行压风喷泥封孔，不仅提高了封孔质量，而且提高了工艺效率。

（4）装药方法和放炮方法

由于炮孔内有煤渣，同时又受地应力的影响，在炮孔钻杆刚拨出时，立即用空被筒探成孔深度，按探孔后实际能够装药深度，将专用被筒炸药按其自身螺纹一管一管对接地装入炮孔中，在最后两节被筒炸药中各装入一发煤矿许用电雷管，作为起爆药包，雷管为瞬发电雷管或同段位毫秒延期电雷管，联线方式为孔内并联，孔间串联的方式。其雷管脚线剪掉只留10cm长，其余脚线用于母线（又称胶质导线）与管壁的固定。其接头用绝缘胶布裹紧，防止断路和短路。尤其注意母线附于管壁侧面，并用上述雷管脚线固定，以防管与孔壁的摩擦使雷管脚线与母线脱落，导致雷管断路和短路。

三、深孔控制预裂爆破强化抽放参数的确定（1）合理孔间距的确定

在煤层条件一定时，孔间距的大小应该与（爆破孔）、（控制孔）的直径相匹配，即应在一个较合理的范围内，才有利于裂隙的形成和扩展，有利于提高煤层透气性。随着孔间距的增大，透气性系数迅速降低。反之，当孔间距减小时，透气性迅速上升。但孔间距越小，工程量越大，成本越高。因此，应在保证良好预裂效果同时，尽可能加大孔间距。

爆破孔径和控制孔径均为直径ф（75mm）。装药采用直径60mm被筒，设计了3m、5m、7m孔间距进行预裂爆破试验考察，采用“（抽放量观测法）”考察预裂效果，即在一组试验孔爆破后，全部封孔并接入抽放系统，从爆破后（30min）开始测试钻孔流量。经测试后比较孔间距在3m、5m、7m时的效果，确定合理间距。

（2）一次起爆孔数的选择

预裂爆破中，如果单孔起爆，爆破影响范围内的煤体只受到一次（压应力波）一次控制孔反射的（拉应力波）的作用，煤体相对受力较小、方向单一，尤其距爆破孔较远的煤体，影响更小。而双爆破孔起爆时，爆破影响范围内的煤体，尤其是两个爆破孔之间的煤体，受到双向压应力和拉应力的叠加应力场的作用，使控制孔充分发挥作用，更有利于煤体破坏，产生更多的裂隙，使煤体卸压。显然，一次起爆孔数越多，越有利于提高预裂爆破效果，有利于加快工程进度。但受爆破各工序工时的限制以及从安全考虑，根据多次试验经验，选择一次起爆孔数（2）个。

(3)工作面钻孔布臵

为提高瓦斯抽放率，缩短抽放时间，采用深孔控制预裂爆破进行强化抽放。工作面分成两个预抽区段，一部分采用普通预抽孔（进行效果对比用），一部分采用深孔控制预裂爆破。

四、深孔爆破放炮前因注意哪些事项？

放炮前，必须将爆破地点前后20m范围内巷道沉积的煤尘用水冲刷干净。

放炮前，必须由班组长亲自布臵专人，在警戒线和可能进入放炮地点所有通路上担任警戒工作。警戒人员必须在有掩护的安全地点进行警戒，警戒线处应设臵警戒牌、栏杆或拉绳等标志。

放炮警戒距离不小于200m，放炮母线采用铜芯绝缘线，不得有破损和明接头。放炮母线必须相互扭紧并悬挂，不得同轨道、金属管、钢丝绳、刮板输送机等导电体接触。放炮母线同电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧。如果必须挂在同一侧时，放炮母线必须挂在电缆的下方，并应保持0.3m以上的悬挂距离。