2020年井下煤矿掘进工作面爆破设计方案

作者：旧在几

作品编号：2254487796631145587263GF24000022

时间：2020.12.13

大理州双河煤矿有限责任公司

井下巷道掘进

爆破设计

编制单位:大理州双河煤矿有限责任公司编制部门:矿井小型机械化项目办公室

编制日期: 2016 年 11 月 25 日编制人员名单表

审核人员

目录

矿井基本情况

井下巷道爆破环境描述掘进爆破设计目的及要求爆破参数的确定

凿岩工作

一、矿井基本情况

(一)项目名称、所在位置及隶属关系

1、项目名称：大理州双河煤矿有限责任公司双河煤矿机械化改造。

2、所在位置：大理州双河煤矿有限责任公司双河河煤矿（以下简称“双河煤矿）位于大理州剑川县城北西330°方向，直距约10km。地处剑川县东岭区石菜江村境内。

3、隶属关系：该机械化改造工程项目法人为大理州双河煤矿有限责任公司，属民营企业。

(二)项目背景

双河煤矿为大理州双河煤矿有限责任公司的子公司。

双河煤矿为一小型矿山企业，主要经营煤炭开采和销售，现在册职工125人。矿山始建于1965年，前身为国有煤矿，年产量1万吨左右。2006年以后，矿井通过技术改造，逐步完善了生产系统，矿井产量逐年增加，近年产量在4.5万吨左右，云煤行管[2008]23号

文件核定生产能力5万t/a，在大理州“十一.五”煤炭资源整合中属单独保留型矿井，拟整合规模9万t/a。双河煤矿于2009年1月申请延续办理了采矿许可证，证号：C5300002009011120003120，有效期十年，自2009年1月至2019年1月。

根据《云南省大理州双河煤矿有限公司双河煤矿资源储量核实报

告》，双河煤矿截至2008年12月，矿界范围内共获资源总量386万吨。保有资源储量218万吨。为进一步规范采掘部署，改进采煤工艺，优化施工组织，充分合理地开发利用资源，确保矿井持续稳定发展，并为认真落实安监总煤行【2010】178号、云工信煤技【2012】614号精神，按照“大力推行小型煤矿机械化改造，淘汰落后生产工艺，提高技术装备水平，提升安全保障能力”的要求，双河煤矿拟在对矿井采掘运系统进行机械化改造。目前项目已经取得开工备案并与2015年6月正式开工建设。

二、井下巷道爆破环境描述

1、工作面位置范围：该掘进工作面位于四平硐下部，距四平硐硐口300m，南以16上山二级的上出口为界，北以四平硐运输平巷为界，西以原16上山二级上部的采空区为界，东以五平硐北三运上部的待采掘区域为界。

工作面走向长度为240m，倾向长度为76m，该煤层属双河南井田C1煤层，含矸1～2层，为简单结构煤层，煤层厚度稳定，变化不大，上层煤在1.2～1.6m，（可采煤层），中间夹矸为0.2～0.8m，下层煤0.2～0.5m，（一般不可采），即：1.4～1.8m，平均厚度1.6m；煤层倾角9～13°，平均倾角11°，为进水平煤层，该煤层属长焰煤，煤

质中硬，硬度系数f：2～5、岩石硬度系数f：7～11。

2、掘进目的用途：主要为探明一采区的资源及地质构造情况，解决一采区采掘工作面的通风线路（主要是回风）过长等问题。详见巷道开拓布置图。（附后）

三、掘进爆破设计目的及要求

1、设计目的

为有效组织掘进工作面施工，在保证安全的条件下，选用一种最有效的方案高速度，高质量的将岩石按规定断面爆破下来，并尽可能不损坏巷道围岩，并最大限度的保持岩石原有的强度和稳定性，以利于爆破后围岩长期稳定，并降低爆破地震效应，空气冲击波及飞石距离使爆破对周围物体损伤最小。

2、设计要求

（1）巷道断面符合设计要求，不欠挖、少超挖，巷道的方向和坡度符合设计要求；

（2）炮眼利用率高，炸药和雷管等爆破材料消耗低；

（3）爆下的岩石块度适中，爆堆集中，便于装岩；

（4）对围岩的破坏小，以利于巷道的支护和稳定。

四、爆破参数的确定

为了取得良好的爆破效果，必须根据巷道施工的地质条件、岩石性质、施工工具和爆破材料，确定合理的炮眼直径、炮眼深度、装药量、炮眼数目等。

（1）炮眼直径：炮眼直径应和药卷直径相适应，过大会影响爆破效果。本设计所用药卷直径为 32mm，而钎头直径为38mm，钎杆长度为 2.2m。

（2）炮眼深度：气腿式凿岩机凿岩，眼深为1.8m～2.0m。

（3）炸药选取：炸药类型为 3级煤乳化炸药，装药系数为0.6-0.8，为柱形药包。

（4）、巷道掘进过程中，打眼放炮时，炮眼应根据“炮眼布置图”布置，详见炮眼布置示意图。

（5）、炸药、雷管：使用煤矿许用三级乳化炸药、煤矿许用8#瞬发电雷管。

（6）、装药结构：起爆顺序及装药量，详见装药结构示意图。

（7）、起爆方式：起爆使用MEB-50型发爆破器一次装药分次起

爆，联线方式为串联联线，炮眼使用水炮泥及黄泥封眼口。

（8）、炮泥封填长度要求为：

1）炮眼封泥应使用水泡泥（袋）、黄泥，水泡泥外剩余的炮眼部分应用黄泥封填严实，严禁使用煤碴等材料或其他可燃性材料作为炮眼封泥。不封填炮泥，炮泥用量不足或封填不严实的炮眼严禁爆破，严禁炮眼裸露爆破。

2）放炮过程中，其炮眼深度小于0.6米时，炮泥封填距离必须封到眼口。

3）炮眼深度为0.6—1.0米时，炮眼封泥长度不得小于炮眼深度的1/2（约为0.4m）。

根据总结的经验，先选取炮眼数目为29个，其中4个掏槽眼、8个辅助眼、9个周边眼、4个底眼、1个水沟眼，设计掏槽方式为楔形掏槽，其炮眼布置如下（后附图）：

爆破参数表：

(5) 单位炸药消耗量其值取决于岩石性质、巷道断面规格、炮眼直径和深度因素。一般可按经验公式或《矿山井巷工程预算定额》选取。

每循环所需炸药量 Q 按下式计算：

Q =qv=qslη (kg)

式中：q——单位炸药消耗量，kg/m3；q=1.8

｛查表知或单位炸药消耗量q=1.1 式中f ——岩石坚固系数；（取9）

S——巷道掘进断面积，7.04；

——考虑不同炸药的修正系数=525/p

p——炸药作功能力（威力），mL(本次乳化炸药p=220)

V——爆破岩石体积，；

S——巷道掘进断面积，7.04；

l ——工作面炮眼平均深度1.8m；(掏槽眼及底眼 2m，辅助眼、帮眼、顶眼 1.8m)

η ——炮眼利用率。（一般合理得炮眼布置利用率最少可达 85%）将数值代入公式可得：

Q= 35.25Kg(炸药为 3级煤乳化炸药)

(6)起爆参数

起爆采用反向起爆，即起爆药包置于临近孔底，掏槽眼最先爆破，崩出一个楔形槽子穴，以造成第二个自由面，接着爆破辅助眼，它可崩落大量岩石，为周边眼的爆破加大自由面，接着爆破周边眼，客观存在的作用是控制巷道轮廓，最后爆破底眼，目的是将巷道内岩石起到抛掷和松散的结果。

起爆顺序如下表:

五、凿岩工作

凿岩工作是巷道掘进的主要工序，它的好坏直接影响爆破效果，循环进尺以及巷道工程质量。凿岩时根据岩石条件、断面大小、所使用的凿岩设备以及作业方便等具体情况，选择合适的掏槽方式和炮眼排列，同时要掌握好巷道的方向和坡度。

（一）：凿岩设备选择

本矿现有的凿岩设备为 7655 型气腿式凿岩机，最大钻孔深度2.5m，在平巷掘进中一般钻孔深度小于2.5m，孔径36-43mm。使用范围较广，最适用在中硬或坚硬（f=12～14）岩石上钻凿水平或倾斜水平或倾斜方向的炮孔，设备轻、灵活、移动方便，结合本矿的实际情况，7655 型气腿式凿岩机适合本矿的需求。炮孔直径一般为 38mm，钻杆长度为 2.2-2.5m，孔深1.8～2.0m.

（二）凿岩准备工作

为了安全生产，凿岩时要检查并处理两帮和顶板的浮石，要检查好凿岩机、气腿子，上足润滑油，备齐钻杆和钻头，检查钻杆是否直和钻杆钻头连接是否紧密，中心孔是否通气；检查压风管、供水管有无漏损现象，水压、风压是否满足要求等等。一切正常后，将风水管拉至工作面，接上凿岩机，准备打眼。

（三）凿岩注意事项

凿岩工作应按照爆破图表进行，要掌握好眼位、眼深及其角度。此外还应注意以下事项：绝对不允许在残眼内打眼；开眼时，给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，再全部开足；为避免断钎伤人，推进风钻不要用力过猛，更不要横向加压；缺水或停水时，应立即停止钻眼；打底眼时，应注意消除眼口周围的碎石，钻完后要用大块石头保护好；工作面炮眼全部钻完后，要把机具清理好并搬至规定的安全地点存放，胶皮风水管也要盘起来，搬离工作面并保护好。

六、爆破工作

爆破工作在掘进中是达到预期爆破效果的重要一环，也是与人身和设备安全有重大关系的工序。因此，对爆破作业不能有丝毫马虎，必须认真对待。爆破工作应由有实践经验的工人专职或兼职担任。

(1)装药前的准备工作

检查炮眼深度，角度、间距是否合理；将炮眼中的岩粉和水用压风吹净，在规定的安全地点加工起爆药卷，其数量以满足本次爆破需要为限，要防止丢失。

(2)装药工作

巷道掘进中，装有雷管的起爆药卷位置在眼口和眼底，其中雷管的聚能穴均朝向炸药。为了避免冲击，起爆药卷一般放在眼底第一个位置上（一般为长条状装药）。

七、警戒距离确定

本岩石巷道掘进工作面，警戒距离直线不小于 150m，并设有遮挡物;如有一个直角弯时不得小于100m，特殊情况按相应措施执行。警戒位置图。（附后）

八、安全注意事项

1、爆破人员，必须熟悉爆炸材料性能及《煤矿安全规程》的有关规定。井下爆破工必须由专职爆破工担任，并严格按作业规程及爆破说明书要求进行。

2、爆破作业。爆破作业必须执行“一炮三检”制度（装药前、爆破前、爆破后检查工作面及其附近20米巷道内回风流中的瓦斯浓度）。

3、爆破作业必须严格按照“人、绳、牌、哨”的各项要求到位，严格执行和“三人连锁”制度。

4、不得使用过期或变质的爆炸材料，不能使用的爆炸材料必须交回药房。

5、爆破作业必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用瞬间发电雷管，煤矿许用炸药安全等级不得低于二级。

6、从成束的电雷管中抽取单个电雷管时，不得手拉脚线硬拽管体，也不得硬拽管体手拉脚线，应将成束的电雷管顺好，拉住前端脚线将雷管抽出。抽出单个电雷管后，必须将其脚线扭结成短路。

7、装配起爆药卷时，必须遵守下列规定：

1）必须在顶板完好、支架完好、避开电气设备和导电体的爆破工作地点附近进行。严禁坐在爆炸材料箱上装配起爆药卷。

2）装配起爆药卷必须防止电雷管受震动，冲击、折断脚线扭结成短路。

3）电雷管必须由药卷的顶部装入，严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内。严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。

4）电雷管插入药卷后，必须用脚线将药卷缠住，并将电雷管脚

线扭结成短路。

8、装药前，首先必须清除炮眼内的煤粉或岩粉，再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。装药后，必须把电雷管脚线悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及掘进机械等导电体相接触。

9、炮眼封泥时，先应用水炮泥来封泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用粘土炮泥封实。无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破。严禁裸露爆破，严禁放糊炮，严禁非发爆器起爆。

10、炮眼深度在0.6m以下时，封泥必须填充到炮眼口；炮眼深度为0.6-1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。

11、装药前和爆破前有下列情况之一的,严禁爆破：

1）爆破前必须在爆破地点附近洒水降尘并检查瓦斯，瓦斯沈度超过1%时不准爆破。

2）爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%不准爆破。

3）在爆破地点20m以内，矿车、未清除的煤矸或其他物体堵塞巷道断道面的1/3以上不准爆破。

12、爆破前加强对固定机械设备和电缆的保护，并将流动设备移出工作面。爆破前班组长亲自布置警戒，警戒线处应设置警戒牌。

13、放炮母线和连接线应符合下列要求：

1）爆破母线必须保证有良好的绝缘，严禁爆破母线有破皮和明接头等现象。

2）爆破母线和电雷管脚线、脚线和脚线之间的接头必须相互扭紧并悬挂，不得与金属管、金属网、钢丝绳等导电体相接触。

3）爆破母线与电缆、信号线应分别悬挂在巷道两侧，并应保持0.3m以上的距离。

4）只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用金属管、金属网、水或大地等当做回路；爆破前，爆破母线必须扭结成短路。

14、井下爆破必须使用发爆器。发爆器必须采用矿用防爆型（矿用增安型）；每次爆破作业前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查。

15、爆破工必须最后离开爆破地点，并必须在安全地点起爆。起爆地点到爆破地点的距离直线不小于100m并有掩体，曲线80m。爆破警戒位置：四平硐内，前后爆破警戒位置距开口点必须大于100m。

16、发爆器的把手、钥匙必须由爆破工随身携带，严禁转交他人。不到爆破通电时，不得将钥匙插入发爆器。爆破后，必须立即将钥匙拔出，摘掉母线并扭结成短路。

17、爆破前，爆破母线连接脚线、检查线路和通电工作，只准爆

破工一人操作。爆破前，班组长必须清点人数，确认无误后，方准下达起爆命令。爆破工接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5s方可起爆。装药的炮眼应当班爆破完毕。特殊情况下，当班留有尚未爆破的装药的炮眼时，当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交代清楚。

18、爆破后，待工作面的炮烟被吹散，爆破工和班组长必须首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、残爆等情况。如有危险情况，必须立即处理。

19、通电以后拒爆时，爆破工必须先取下钥匙，并将爆破母线从电源上摘下，扭结成短路，再等至少15min,才可沿线路检查，找出拒爆的原因。

20、处理拒爆、残爆时，必须在班组长指导下进行，并应在当班处理完毕。如果当班未能处理完毕，当班爆破工必须在现场向下一班爆破工交待清楚。处理拒爆时必须遵守下列规定：

1）由于连线不良造成的拒爆，可重新连线起爆。

2）在距拒爆炮眼0.3m以外另打与拒爆炮眼平行的新炮眼，重新装药起爆。

3）严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷