露天煤礦水孔爆破施工技術分析

李東田

摘要：露天煤礦開采過程中，鉆孔很容易受到雨水等因素影響而出現水孔問題，對煤礦開采工作開展造成較大干擾。為了降低水孔對煤礦開采的干擾，必須要采取科學、合理的水孔爆破方案?；诖?，首先介紹了水孔對爆破的影響，之后以此為基礎，以某露天煤礦開采項目作為研究對象，通過對煤礦、傳統爆破現狀的分析，在傳統水孔爆破方法基礎上，通過應用炮孔排水車、胺油混裝車及爆破工藝的優化，以此得到一種更加良好的水孔爆破方法。最后，對優化后的水孔爆破方法的應用效果進行驗證，通過驗證可以發現，該方法經濟性更高，可將其大規模推廣。

關鍵詞：露天煤礦；水孔；爆破施工技術；炮孔排水車；胺油混裝車

0? ?引言

水孔是影響露天煤礦爆破工作的主要原因之一，對爆破施工技術具有更高的要求。若依然采用傳統爆破施工技術，不僅會影響爆破效率，降低煤礦開采的經濟效益，而且還會對現場作業人員的生命安全造成更大威脅。為了保證露天煤礦開采工作順利進行，應設計出最佳的水孔爆破施工技術方案。本文以“露天煤礦水孔爆破施工技術分析”為題進行了研究，提出一種更加良好的水孔爆破方案，可為露天煤礦開采工作更好地開展打下良好基礎。

1? ?水孔對爆破的影響

通過大量實踐表明，露天煤礦開采過程中經常會出現一些水孔，且隨著開采深度的不斷增加，出現水孔的數量也會越來越多，從而對爆破施工工作的開展帶來一定影響。具體來說，主要體現在下述幾個方面：

1.1? ?降低鉆孔質量

煤礦現場地質條件較差，裂隙、成立發育較好，水系較為發達，受到巖層性質與結構的影響，會導致孔內出現碎石掉落等問題，從而增大鉆孔難度。受到水分的長期浸泡后，孔壁進一步疏松，更多巖渣掉落到鉆孔內，容易導致孔洞堵塞，從而影響鉆孔質量[1]。

1.2? ?降低鉆孔裝藥質量

鉆孔內部水分較多時，不僅影響裝藥速度，而且炸藥還可能漂浮在水面上，使得藥柱高度快速提升，降低了裝藥密度。裝藥施工時，若出現巖渣掉落情況，炮孔被完全堵塞，則會導致裝藥無法進入到孔底，或影響裝藥的連貫性，進而引發拒爆、盲炮等問題，不利于后續施工的進行[2]。

1.3? ?使爆破效果變差

裝藥填塞時，在藥柱的擠壓下，水會擠入到填塞區域。其與鉆孔內掉落的巖渣混合后，會形成黏稠的泥漿，影響填塞的長度，導致爆破過程中發生沖天炮、爆破漏斗等問題，不利于煤礦設備的鏟裝施工[3]。

2? ?項目概述

2.1? ?露天煤礦概述

本次研究當中，選擇了某露天煤礦作為研究對象。該煤礦位于陜西與內蒙古交界處，是一種河床型低凹露天礦。該煤礦已經開采了10余年時間，開采深度較深，巖石臺階較低，深孔爆破位置接近或低于地下水位。

在巖石類型方面，以砂頁巖為主，具有較強的滲水性。在滲透的作用下，地下水進入到鉆孔內，從而形成了大量水炮孔，不僅增加了穿爆作業施工增加了難度，同時還會降低爆破施工質量，提高爆破施工成本，不利于煤礦的長期發展。

2.2? ?傳統爆破現狀分析

通過上述對某露天煤礦的簡單介紹可以發現，該煤礦的煤層屬于近水平煤層，巖石臺階高度在6～12m范圍內，煤臺階高度在6～6.5m范圍內。由于與地下水位非常接近，導致出現嚴重的水孔問題。通過對某露天煤礦現場的勘察后，可掌握各鉆孔的具體情況，具體如表1所示。

通過對表1的觀察可以發現，在某露天煤礦當中，水孔問題非常嚴重，分布在整個礦場內，不利于爆破施工的進行，導致原有爆破施工技術出現明顯的滯后性。若依然對其進行應用，將會增加爆破工作量，降低爆破質量，而且會出現大量體積較大的塊根，對鏟裝施工的開展造成干擾。

3? ?傳統水孔爆破方法的不足

3.1? ?胺瀝蠟聯合2#巖石炸藥+電雷管引爆技術

該露天煤礦運行過程中，相關管理者對水孔問題重視程度較高，并制定出了水孔爆破施工方案。最初的水孔爆破方案當中，在炸藥方面，采用的是胺瀝蠟聯合2#巖石炸藥。在引爆工藝方面，采用的是電雷管引爆技術。

炸藥比重明顯低于水分，在裝藥時，需要以炮桿為主要工具，緩慢將炸藥壓入到鉆孔底部。此時如果操作人員用力過大，造成炸藥表面的防水層破損，會導致炸藥與水分混合到一起。

這一方面會影響炸藥的性能，另一方面受到水浮力的影響，還會降低裝藥的連續性，頻繁出現拒爆現象，降低爆破效果，并對鏟裝施工造成一定干擾。據調查統計發現，采用該方案進行水孔爆破時，出現瞎爆與半爆問題的幾率超過30%。此外，采用該方案還會導致爆破工作投入成本增大，增加人員的作業強度，降低鉆孔效率。

3.2? ?乳化炸藥+導爆管微差引爆技術

由于上述方法依然存在較多缺陷，某露天煤礦后續進一步對水孔爆破技術進行了改進。在炸藥方面，由過去的胺瀝蠟聯合2#巖石炸藥，替換成了乳化炸藥。在引爆方式方面，由電雷管引爆技術改變成了導爆管微差引爆技術，在一定程度上提升了水孔爆破效果[4]。

通過大量實踐表明，該爆破方法依然存在一些缺陷，具體如下：炸藥密度低，下沉難度較大，容易出現裝藥不連貫的問題，且還會出現堵孔現象；裝藥時，對周邊水體施加一定的擠壓力，使得水分進入到填塞區域，水分巖渣混合后會形成泥漿而堵塞鉆孔，導致沖天炮等問題頻發，不利于臺階上巖體的破碎。針對這一問題，某煤礦通過過藥包轟水的方式對水孔進行了處理，但處理效果并不是很理想，甚至還增加了現場作業的安全隱患。

通過上述分析可以發現，原有兩種爆破技術應用效果均不是很理想，不利于露天煤礦的開采。所以，某露天煤礦想要更好地運行，必須要采用更加良好的水孔爆破施工技術。

4? ?水孔爆破方法的優化

4.1? ?應用炮孔排水車與胺油混裝車

針對水孔問題，某露天煤礦再次對爆破施工技術進行了優化，即在水孔爆破施工過程中，應用了炮孔排水車與胺油混裝車，以此提升爆破效果，控制爆破成本，降低人員作業強度，為煤礦開采工作的開展打下良好基礎。

4.1.1? ?設備選型與參數設置

其中，在炮孔排水車型號為PPC150，將排水率設置成45s/孔。胺油混裝車型號為BC-4，將裝藥速率設置成30s/孔。

4.1.2? ?爆破作業要點

通過該方案進行爆破時，先以排水車為主要工具，將鉆孔內的水分排出，并計算出涌水量，檢測孔內殘水量。然后以此為基礎，向孔底放入適量的乳化炸藥，通過反向防水藥包的方式，將放入的炸藥引爆。

之后，根據爆炸情況，結合相關規定的要求，向孔內放入塑料袋，并緩慢裝入適量的銨油炸藥。銨油炸藥內插入相應的水膠炸藥，用于整個藥包引爆。

最后，在藥包的上方，鋪設一層50cm的銨油炸藥，并填入相應的填充物，用于對炸藥的密封處理。優化后水孔爆破方案的裝藥結構如圖1所示[5]。

4.1.3? ?具體作業流程

具體作業流程如下：對爆破區域的鉆孔進行測量；根據鉆孔情況，確定乳化炸藥用量，選擇適當的導爆管等工具；在爆破現場做好相關準備工作，制作引爆藥包；將鉆孔內水分的排出；填入乳化炸藥，并裝反向起爆藥包；繼續填裝乳化炸藥，直到上部不能觀察到水分為止；放入塑料袋，并添加銨油炸藥；放入水膠炸藥引爆藥包；填入50cm銨油炸藥，并放入填充物[6]。

應用該爆破方案后，裝藥速率顯著提升，最快可以達到2min/孔，且能夠得到更加良好的爆破效果。

4.2? ?爆破工藝優化

4.2.1? ?設置出最佳混裝藥方案

針對各個水孔的具體情況，設置出最佳的混裝藥方案，以此完成不同水孔的爆破工作。這樣靈活地進行爆破，炸藥的應用更加科學，可有效提升爆破質量。具體來說，不同類型水孔裝藥情況如表2所示。

在水孔裝藥結構方面，通過連續裝藥的方式，將胺油乳化炸藥放入到鉆孔內，并通過正反向引爆藥包的方式，將爆破炸藥引爆，以控制拉底的出現，提升裝藥效果，為保證爆破效果打下良好基礎。

4.2.2? ?合理設置煤巖孔網參數

為了提升爆破效果，還應針對煤層或巖層的具體情況，設置出合理的孔網參數，具體如表3所示。

5? ?水孔爆破的應用效果分析

為了進一步驗證優化方案的實際應用效果，分別以1年為一個周期，對某露天煤礦應用該方案前后的經濟效益進行了統計分析。優化后爆破方案的應用效果分析如表4所示。

通過統計分析可以發現，不論是煤巖開采量，還是在凈增值方面，優化方案應用后均明顯提高。由此表明，該優化方案具有良好的應用效果。

6? ?結束語

綜上所述，對水孔爆破時，傳統爆破方式存在明顯的缺陷，影響爆破速率，降低爆破效果，不利于整個露天煤礦開采工作的開展。而采用炮孔排水車與胺油混裝車，并根據水孔具體情況設置炸藥量、網孔參數后，則可有效轉變這一情況，大大提升露天煤礦爆破效果，為煤礦的開采提供重要幫助。

參考文獻

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