1、1提高炮采工作面块煤率的爆破技术摘要：目前，仍有许多矿井采用技术相对落后的钻爆工艺进行煤矿开采，钻爆导致煤体破碎度大，块煤率低。因此，在对煤层的贮存条件和地质构造进行深入分析的基础上结合爆破采煤原理采取适宜的较为先进的爆破技术，能有效提高块煤率，增加经济收益。 本文对于影响炮采面块煤率的因素进行了分析并提出了提高块煤率的爆破技术措施，以期能够为相关的实践提供些许理论基础。 关键词：炮采 块煤率 爆破 近年来，煤炭市场粉煤滞销，优质块煤仍为市场上的抢手货，供不应求，且每吨块煤高出粉煤售价 100200 元。在这种形势下，煤矿经营者只有提高块煤率及其产量，才能有效增加其经济收益。 1 炮采面块煤率
2、的影响因素 1.1 煤层强度对炮采面块煤率的影响 煤体本身的力学性质是内在因素，也是影响块煤率的最主要因素，强度愈高，爆破后完整性愈好。在同样的爆破压力作用下，煤体的抗压、抗拉、抗剪强度愈大，越不易破碎，块煤率越高。无烟煤的硬度比较大，进行爆破处理时，无烟煤矿的块煤率就比较高。 1.2 地质构造对炮采块煤率的影响 煤层的断裂破坏常常是构造运动导致的。断层、层理、解理、褶曲、裂隙、不同岩层的接触等都属于破坏的范畴，叫做弱面。对于爆破性，2弱面对爆破性的影响有：弱面导致压力和爆生气体泄漏，降低爆破能力，影响爆破效果。弱面能够破坏岩体的完整性，使岩体从弱面处破裂、崩落。同时，弱面能够增强爆破应力波的
3、反射作用，从而增大岩石的破碎率。一般，平行于或顺着岩层的层理、裂隙的爆破比较困难，块煤率大；垂直层理、裂隙爆破时，块煤率低。风化程度比较严重的煤体，易于破碎，爆破后，块煤率低。 1.3 支承压力对炮采块煤率的影响 煤层采出后，来源于上覆岩层的重量以垂直压力在围岩应力重新分布的范围内，作用在煤层、岩层和矸石上，形成支承压力。采场周围煤层上支承压力对于不同的开采深度和煤层强度条件是不同的，通常分为单一的弹性分布、出现塑性破坏区的分布和出现内应力场的分布三种。 压力高峰在煤壁边缘，随与煤壁距离增加按负指数曲线规律递减的是单一的弹性分布。在这种分布范围内，煤层处于弹性压缩状态，本身未遭破坏。对单一弹性
4、分布的煤层进行爆破，煤体不易破碎，块煤率高。塑性破坏区由塑性区和弹性区两部分构成，塑性区压力分布以煤壁开始逐渐上升，煤层已遭破坏。对此煤层进行爆破，煤体易破碎，块煤率低。出现内应力场的分布是指煤壁附近内应力场中的支承压力随工作面的推进，压力峰值位置逐渐移向煤壁，形成压力“收缩”的内应力场的分布，此状态下煤体呈现出内能在卸载作用下的弹性释放效应和塑性流变的特点。此时进行爆破，煤体更加易破碎，块煤率更低。随工作面的推进和支护强度的变化块煤率不尽相同。 1.4 爆破参数对炮采块煤率的影响 3与前述较难人为控制的影响因素不同，爆破参数是可以人为设定的。爆破参数直接决定炮采工作面的块煤率。装药量、装药结
5、构、起爆方式、微差时间、最小抵抗线等是影响块煤率的主要爆破参数。控制爆破技术原理是选择爆破参数的原则。在具体的爆破操作中，仔细推敲、认真思考、合理选择、及时调整，以期创造最好的爆破效果，获得最大的块煤率。 2 提高块煤率的爆破技术 2.1 块煤层开采存在的问题 目前，我国小煤矿在煤矿数量上占有很大的比例，这些小煤矿往往存在着地质探明程度不高、储量少、找煤难等问题。对于小煤矿而言，采用什么样的方法进行开采才能使经济效益最大化是首要考虑的问题。想要获得块煤，就要减小爆破对块度的影响，对块煤层实施放震动炮，甚至不放炮。同时，为了最大程度提高块煤率，也要考虑运输环节对块度的影响，尽量选择比较平稳的运输
6、方式。考虑到市场上块煤价格情况，开采应尽量提高大块率是获得更大的经济收益的有效途径。 2.2 提高块煤率的爆破技术措施 提高块煤率的主要措施有：传统的煤矿爆破都是采用薄煤层单排眼的方式，为使炸药在煤体中分布更合理，可以采用三花眼、五花眼布置，多打眼，少装药。使煤层获得较适宜的爆破冲击力，提高块煤率。为减少煤体过度破碎，可采用小药卷炸药进行爆破。以提高不偶合系数，降低孔壁煤体所受爆炸力。为减少爆破影响，可采用风镐落煤，降低爆破单位耗药量，甚至不放炮等方式。为避免高应力造成煤体过4度破碎，要选用合理的炮眼起爆顺序，减少爆破应力波的叠加。进行煤块运输时，采用满溜槽溜煤，减少煤块碰撞。 2.3 三类块
7、煤层的实用开采技术 根据形态特征，一般可将块煤层分为三类：坚硬条带块煤：煤层平均厚约 0.6m，显微维氏硬度为 89.94kg/mm2；条带状结构，内生裂隙，具阶梯状断口；以亮煤和镜煤为主，夹少量暗煤。节理发育条带块煤：煤层平均厚约 0.7m，显微维氏硬度为 81.8kg/mm2；条带状，常具粒状破碎结构；半亮型、半暗型和少量暗淡型，常交替出现灰黑-黑色互层状。块煤夹粉煤：煤层厚约 0.9m，中间粉煤层厚约为 0.3m，显微维氏硬度为 84.60kg/mm2；条带状结构，下部为半暗型块煤，中间为一粉煤层；以暗煤为主，夹少量亮煤。 每一块煤层有其自身适应的开采技术，下面分别进行介绍。 2.3.1
8、 坚硬条带块煤层 坚硬条带块煤层厚 0.6m，顶板为砂质泥岩，底板粉砂岩。采用三花眼布置炮孔较为适宜。采用 0.4m 长炮泥填炮孔，先起爆底眼，再爆顶眼，每循环进度 0.8m。计算得出：不偶合系数为 1.19，爆破单位耗药量0.313kg/m3，比国内同类煤矿常取的 0.2kg/m3 多。 2.3.2 节理发育条带块煤层 节理发育条带块煤层厚 0.6m，顶板为细砂岩，底板为粗粉砂岩。采用风镐落煤法较适宜。选择在较软弱的煤分层或层理、节理较发育处开口，由上往下拉煤槽，先落顶煤，后落底煤。与传统炮采相比，在节理发育条带块煤层使用风镐落煤法，大块率由 5%提高到 21%，中块率由 11%5提高到 2
9、8%。 2.3.3 块煤夹粉煤层 块煤夹粉煤层厚 0.9m，煤层中间夹 0.3m 厚的粉煤，顶板为砂质泥岩，底板粉砂岩。采用单排眼布置炮孔结合风镐进行落煤的方法较为适宜。为减少对块煤的直接破碎作用，将炮孔布置在粉煤中，通过爆破震动块煤利用爆破裂隙，风镐落煤。 2.4 爆破参数优选 爆破采煤具有如下技术要求：减少煤矿破碎程度，提高块煤率；实施爆破操作时，尽量做到不崩倒、不损伤支柱；爆破要按照参数进行，减少装药量，减少向空中抛煤，提高煤炭回收率；保证顶板安全，改善工人作业环境。 基于正确的理论计算结合煤层实际地质条件而选择合理的爆破参数设计是保证上述技术要求实现的基础。 为了确定切合实际的最佳爆破
10、参数，需要准确计算单位体积煤层耗药量、炮孔深度、炮孔间距、最小抵抗线和炮孔装药量。在此基础上，选择合适的布孔方式，计算微差时间和起爆顺序，最后得出不偶合系数。采用不偶合装药技术，能够降低炮孔壁上的爆炸压力；延长压力的作用时间；减小爆破的粉碎区范围，从而提高块煤率。 3 结论 在煤矿炮采中应用优化爆破参数等技术措施，能够有效地控制煤体的过度破碎，提高块煤率。这些技术措施的运用创造了良好的社会效益和经济效益，也具有长期的推广应用前景。在实际的爆破操作中，要6及时调整和优化爆破参数，并严格按照设计的参数执行；加强对爆破操作的全程管理和监测，确保新技术贯彻执行；加强对工人的技术培训，强化其技术水平和责任感，以达到安全高效的目的。 参考文献： 1高尔新，杨仁树，杨小林等.爆破工程M.徐州：中国矿业大学出版社，1999. 2杨小林.煤矿采掘爆破中的块度问题J.煤，1996. 3员小有，杨小林.预裂松动爆破在炮采放顶煤工作面应用J.煤，2000. 作者简介：段东东（1985-） ，男，河南焦作人，河南煤业化工集团焦煤公司古汉山矿安装队技术副队长，助理工程师，研究方向：炮采采煤、安装、回撤综采支架、安装拆除一些大型设备。
