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【摘要】结合具体事例，通过对综采工作面过断层期间如何采用松动爆破技术进行技术分析，初步确定松動爆破的技术要素。文中主要叙述了松动爆破方案的选择，技术参数的确定，以及实践效果。
【关键词】综采工作面；断层；松动爆破；地质构造
1、引言
断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造。
综采工作面正常回采过程中，经常面临如何快速、安全、高效通过断层。如何通过断层，以及通过断层的难易程度不仅与断层本身的产状（落差、倾向、倾角）有关还与断层与工作面的相对位置，以及煤层自身的厚度倾角、顶底板条件，水文地质条件、设备配备条件有关。
目前国内主要有如下几种通过断层的方法：①对于落差较小，影响范围小的断层采取通过调整回采高度、回采层位的办法直接通过；②对于落差较大的断层，多数情况下会在采区设计或巷道布置与施工中设法避开；③对于落差较大，难以在采区设计中规避的，通常采用另开切眼，搬家跳采的方法，此方法既耗时又费力，并且严重影响矿井的正常生产接续。④对于落差一般，影响范围较小，岩石硬度较小的断层，可以采用松动爆破辅助采煤机强行推过的方法。
采用松动爆破辅助采煤机强行通过的方法，如何确定爆破技术参数尤为重要，在实施过程中参数确定不合理，有时会造成爆破效果差，采煤机截割过程中对设备损坏严重，有时会造成顶板的严重破坏或大面积片帮而使顶板变得难于支护，有时会崩坏液压支架的管路和支护的镀层。因此必须对断层岩石进行深孔松动爆破技术的研究和试验，并在实践中不断总结完善深孔松动爆破的工艺技术，选择确定合理的爆破参数，保护好工作面项、底板和综采设备。
2、工作面和断层地质概况
石沟驿煤业分公司010607综采工作面位于技改井四区段北翼，采面东南侧为井筒保护煤柱，西北侧（切眼外侧）是未采动煤层，东北侧（运顺外侧）是设计010609综采工作面（未采动），西南侧（回顺上侧）是010605综采工作面采空区。010607综采工作面倾向长度196.5m，回采煤层为六煤，平均煤厚1.7m。煤层直接顶为灰白色泥岩，层状结构，硬度较小，易脱层，遇水易变软；灰白色粉砂质，层状结构，硬度中等，泥质胶结，易脱层，遇水易变软；灰白色细粒砂岩，块状结构，泥质胶结，硬度中等，遇水易变软。普氏系数2-3，平均厚度2.12m。
老顶为灰白色粉砂岩，层状结构，硬度较大，遇水易变软；灰白泥岩，层状结构，硬度小，易脱层；五煤，黑色，硬度小，层理、节理发育，易脱层；灰白色粉粒砂岩，层状结构，泥质胶结，硬度中等，遇水易变软，平均厚度5.5m。
F15断层在010607回顺距01测点934米处和运顺距01测点958米处都揭露，断层横穿工作面。该断层为正断层，走向233°，倾向323°，倾角75°，落差3.1-3.8m，预计影响范围（走向）86m。通过对该断层与工作面的位置关系分析，通过该断层时，工作面始终有35m长的
3、爆破技术方案和技术参数的确定
松动爆破分为浅孔松动爆破和深孔松动爆破两种。深孔松动爆破分为深孔和浅孔2种。深孔松动爆破一般用于煤巷或半煤岩巷掘进工作面，以及采掘工作面遇到断层、陷落柱等复杂地质构造条件下，钻孔直径一般为40～60mm，深度8～15m。浅孔松动爆破是指充分利用爆破能量，使爆破对象成为裂隙发育体，不产生抛掷的一种爆破技术。根据010607综采工作面和F15断层的地质概况，应选用浅孔松动爆破技术。
3.1炮眼布置方式及参数
依据010607综采工作面过F15断层期间的岩石厚度，当岩石厚度为2.0m（全断面）时，确定炮眼布置方式为“五花眼”，采用三排眼布置，即第一排炮眼距顶板距离为0.4m，第三排炮眼距底板距离为0.4m，中间一排炮眼距第一排和第三排炮眼的距离均为0.6m；当岩石厚度介于0.5-0.8m之间，采用单排眼布置；当岩石厚度介于0.8-1.4m之间，采用双排眼布置；当岩石厚度介于1.4-2.0之间，采用三排眼布置，炮眼布置为“五花眼”，顶眼、底眼距顶、底板距离视现场情况而定。炮眼采用手持式风钻配合Φ43mm钻头和B28钻杆进行施工。炮眼深度1.6m，每茬炮割两刀。为对飞石进行有效控制，本着“多打眼、少装药”的原则，炮眼间排距均定为0.6m。
3.2装药量的计算与起爆顺序
松动爆破单孔装药量Q：
Q=eqgLW2nc/（1+ nc2）1/2
式中：
Q为每个炮眼实际装药量，kg；
e为换算系数，即爆力修正系数，取1.0～1.3；
q为标准条件下爆破每单位体积所需炸药量，一般取0.2～0.35kg·m-3；
g为炮眼堵塞系数；
L为炮眼深度，m；
W为最小抵抗线，m；
nc为炮眼深度对炸药消耗量的影响系数。
经计算底眼及中眼的装药量为0.45kg，顶眼为0.3kg。
起爆顺序为先起爆底眼、次爆中眼、后爆顶眼。
松动爆破采取一次打眼、一次装药、分次起爆。岩石松动爆破每次爆破长度不超过7.5m（5台支架），爆破眼数不超过35个。使用矿用二级乳化炸药，毫秒延期电雷管。发爆器使用FD200D（A）多功能发爆器。
3.3装药结构
炮眼内装药的形式及有关参数是影响爆破效果的重要因素。目前，装药结构主要有三种：连续耦合装药、连续不耦合装药和空气间隔装药结构，连续耦合装药结构一般用于露天大孔径台阶深孔爆破，连续不耦合装药结构一般用于小孔径浅眼爆破和地下工程采掘爆破，空气间隔装药一般用于周边眼光面爆破和欲裂爆破。
为了保护工作面设备不被飞石损坏为了保护综采机不被飞石砸坏，炮孔装药量较少，如果装药全部集中在炮孔底部，爆炸产生的裂隙达不到自由面，达不到松动爆破效果。因此，应采用孔内分段装药，其中以底部装药为主，孔口附近装少量的炸药。
4、效果分析
通过现场实验，浅孔松动爆破所选取的各项技术参数比较合理，爆破后岩石碎裂充分，飞石现象较少，有效保护了综采工作面液压支架和刮板输送机的安全；爆破震动影响较小，爆破后工作面顶底板及煤壁影响不大，采煤机截割时比较容易。
5、结语
浅孔爆破技术在综采工作面过断层时的应用，有效解降低了综采设备在强行通过断层时设备故障率，切实缓解了矿井接续紧张的局面，提高了煤炭采出率，为综采工作面安全、高效、快速通过断层奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]徐永忻.煤矿开采学[M].北京：中国矿业大学出版社，1991
[2]赵伏军.松动爆破在煤矿开采中的应用.爆破，2002年02期
[3]钱鸣高.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿压大学出版社，2003
[4]许家林.岩层采动裂隙分布理论与应用.徐州：中国矿业大学出版社，2003
作者简介
张鹏出生年月：1987年2月，性别：男，宁夏回族自治区灵武市人，助理工程师，在职研究生学历。
【关键词】综采工作面；断层；松动爆破；地质构造
1、引言
断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造。
综采工作面正常回采过程中，经常面临如何快速、安全、高效通过断层。如何通过断层，以及通过断层的难易程度不仅与断层本身的产状（落差、倾向、倾角）有关还与断层与工作面的相对位置，以及煤层自身的厚度倾角、顶底板条件，水文地质条件、设备配备条件有关。
目前国内主要有如下几种通过断层的方法：①对于落差较小，影响范围小的断层采取通过调整回采高度、回采层位的办法直接通过；②对于落差较大的断层，多数情况下会在采区设计或巷道布置与施工中设法避开；③对于落差较大，难以在采区设计中规避的，通常采用另开切眼，搬家跳采的方法，此方法既耗时又费力，并且严重影响矿井的正常生产接续。④对于落差一般，影响范围较小，岩石硬度较小的断层，可以采用松动爆破辅助采煤机强行推过的方法。
采用松动爆破辅助采煤机强行通过的方法，如何确定爆破技术参数尤为重要，在实施过程中参数确定不合理，有时会造成爆破效果差，采煤机截割过程中对设备损坏严重，有时会造成顶板的严重破坏或大面积片帮而使顶板变得难于支护，有时会崩坏液压支架的管路和支护的镀层。因此必须对断层岩石进行深孔松动爆破技术的研究和试验，并在实践中不断总结完善深孔松动爆破的工艺技术，选择确定合理的爆破参数，保护好工作面项、底板和综采设备。
2、工作面和断层地质概况
石沟驿煤业分公司010607综采工作面位于技改井四区段北翼，采面东南侧为井筒保护煤柱，西北侧（切眼外侧）是未采动煤层，东北侧（运顺外侧）是设计010609综采工作面（未采动），西南侧（回顺上侧）是010605综采工作面采空区。010607综采工作面倾向长度196.5m，回采煤层为六煤，平均煤厚1.7m。煤层直接顶为灰白色泥岩，层状结构，硬度较小，易脱层，遇水易变软；灰白色粉砂质，层状结构，硬度中等，泥质胶结，易脱层，遇水易变软；灰白色细粒砂岩，块状结构，泥质胶结，硬度中等，遇水易变软。普氏系数2-3，平均厚度2.12m。
老顶为灰白色粉砂岩，层状结构，硬度较大，遇水易变软；灰白泥岩，层状结构，硬度小，易脱层；五煤，黑色，硬度小，层理、节理发育，易脱层；灰白色粉粒砂岩，层状结构，泥质胶结，硬度中等，遇水易变软，平均厚度5.5m。
F15断层在010607回顺距01测点934米处和运顺距01测点958米处都揭露，断层横穿工作面。该断层为正断层，走向233°，倾向323°，倾角75°，落差3.1-3.8m，预计影响范围（走向）86m。通过对该断层与工作面的位置关系分析，通过该断层时，工作面始终有35m长的
3、爆破技术方案和技术参数的确定
松动爆破分为浅孔松动爆破和深孔松动爆破两种。深孔松动爆破分为深孔和浅孔2种。深孔松动爆破一般用于煤巷或半煤岩巷掘进工作面，以及采掘工作面遇到断层、陷落柱等复杂地质构造条件下，钻孔直径一般为40～60mm，深度8～15m。浅孔松动爆破是指充分利用爆破能量，使爆破对象成为裂隙发育体，不产生抛掷的一种爆破技术。根据010607综采工作面和F15断层的地质概况，应选用浅孔松动爆破技术。
3.1炮眼布置方式及参数
依据010607综采工作面过F15断层期间的岩石厚度，当岩石厚度为2.0m（全断面）时，确定炮眼布置方式为“五花眼”，采用三排眼布置，即第一排炮眼距顶板距离为0.4m，第三排炮眼距底板距离为0.4m，中间一排炮眼距第一排和第三排炮眼的距离均为0.6m；当岩石厚度介于0.5-0.8m之间，采用单排眼布置；当岩石厚度介于0.8-1.4m之间，采用双排眼布置；当岩石厚度介于1.4-2.0之间，采用三排眼布置，炮眼布置为“五花眼”，顶眼、底眼距顶、底板距离视现场情况而定。炮眼采用手持式风钻配合Φ43mm钻头和B28钻杆进行施工。炮眼深度1.6m，每茬炮割两刀。为对飞石进行有效控制，本着“多打眼、少装药”的原则，炮眼间排距均定为0.6m。
3.2装药量的计算与起爆顺序
松动爆破单孔装药量Q：
Q=eqgLW2nc/（1+ nc2）1/2
式中：
Q为每个炮眼实际装药量，kg；
e为换算系数，即爆力修正系数，取1.0～1.3；
q为标准条件下爆破每单位体积所需炸药量，一般取0.2～0.35kg·m-3；
g为炮眼堵塞系数；
L为炮眼深度，m；
W为最小抵抗线，m；
nc为炮眼深度对炸药消耗量的影响系数。
经计算底眼及中眼的装药量为0.45kg，顶眼为0.3kg。
起爆顺序为先起爆底眼、次爆中眼、后爆顶眼。
松动爆破采取一次打眼、一次装药、分次起爆。岩石松动爆破每次爆破长度不超过7.5m（5台支架），爆破眼数不超过35个。使用矿用二级乳化炸药，毫秒延期电雷管。发爆器使用FD200D（A）多功能发爆器。
3.3装药结构
炮眼内装药的形式及有关参数是影响爆破效果的重要因素。目前，装药结构主要有三种：连续耦合装药、连续不耦合装药和空气间隔装药结构，连续耦合装药结构一般用于露天大孔径台阶深孔爆破，连续不耦合装药结构一般用于小孔径浅眼爆破和地下工程采掘爆破，空气间隔装药一般用于周边眼光面爆破和欲裂爆破。
为了保护工作面设备不被飞石损坏为了保护综采机不被飞石砸坏，炮孔装药量较少，如果装药全部集中在炮孔底部，爆炸产生的裂隙达不到自由面，达不到松动爆破效果。因此，应采用孔内分段装药，其中以底部装药为主，孔口附近装少量的炸药。
4、效果分析
通过现场实验，浅孔松动爆破所选取的各项技术参数比较合理，爆破后岩石碎裂充分，飞石现象较少，有效保护了综采工作面液压支架和刮板输送机的安全；爆破震动影响较小，爆破后工作面顶底板及煤壁影响不大，采煤机截割时比较容易。
5、结语
浅孔爆破技术在综采工作面过断层时的应用，有效解降低了综采设备在强行通过断层时设备故障率，切实缓解了矿井接续紧张的局面，提高了煤炭采出率，为综采工作面安全、高效、快速通过断层奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]徐永忻.煤矿开采学[M].北京：中国矿业大学出版社，1991
[2]赵伏军.松动爆破在煤矿开采中的应用.爆破，2002年02期
[3]钱鸣高.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿压大学出版社，2003
[4]许家林.岩层采动裂隙分布理论与应用.徐州：中国矿业大学出版社，2003
作者简介
张鹏出生年月：1987年2月，性别：男，宁夏回族自治区灵武市人，助理工程师，在职研究生学历。