新景矿80124综采工作面二氧化碳预裂爆破技术探析_毕铁.pdf

煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 新景矿 80124 综采工作面进风巷由于顶板比较 坚硬随着工作面推进，进风巷顶板出现长距离不垮 落， 为避免长距离、 大面积突然垮落， 形成巨大的冲击 载荷， 使采空区的瓦斯大量涌出， 造成瓦斯事故， 为此 决定在工作面进风巷采空区切顶密柱处进行了二氧 化碳预裂爆破强制放顶等主要工作。 1试验地点概况 15 煤西采区 80124 综采工作面位于 525 水平， 地面标高 860m ～1050m，工作面标高 432m～466m， 埋藏深度为 435m～575m。本工作面地表位于芦湖村 和小龙山以东， 候家山村西南， 摩天脑及山神庙圪梁 以西的山坡、 山梁、 沟谷地段， 芦湖沟由本面西北部上 方穿过。本工作面井下位于 15 煤西区南翼西部， 东 为 80123 工作面 （已采 ） ， 南为芦南进回风井， 西为 80125 工作面 （未采） ， 北为 525 水平中条带大巷。 本工作面走向长度为 1143m， 采长 200m， 可采储量为 192 万 t。 2二氧化碳预裂爆破技术说明 2.1工作原理 首先将液态的二氧化碳装满致裂器的储液管， 按 下加热装置的按钮[1]， 致裂器自带的加热装置会迅速 加热并且产生大量的热能， 这些热量会被储液管内的 液态二氧化碳吸收， 并且在短时间内大量气化使体积 急速膨胀约 600 倍[2]， 致裂管内部压力急剧升高， 当管 内的压力达到定压剪切片的预设强度值时， 定压剪切 片就会被破坏， 高压气体从释放管喷出， 利用瞬时产 生的巨大推动力， 沿着煤岩体的自然裂隙或者软弱结 构面冲破物料， 从而使煤岩体破裂[3]。 致裂器的构成如 图 1 所示。 图 1 致裂器的构成 二氧化碳致裂器规格型号见表 1。 表 1 二氧化碳致裂器规格型号表 2.2施工工艺 1 ） 在检修班拉移完转载机后， 在进行回柱的同时 使用钻机在进风巷顶板由里向外施工 33 方形布置 的炮眼， 具体参数见表 2。 新景矿 80124 综采工作面二氧化碳预裂爆破技术探析 毕铁 （山西新景煤业有限责任公司 ， 山西 阳泉 045000 ） 摘要 新景矿 80124 综采工作面进风巷顶板坚硬致密， 随着工作面的推进， 长距离未垮落的顶板会 对工作面的安全回采造成极大的威胁。为了有效的解决这一问题该矿进行了二氧化碳预裂爆破强制 放顶试验， 并取得了成功， 可以为其他相似坚硬顶板条件的煤层安全管理提供借鉴。 关键词 坚硬顶板 ； 强制放顶 ； 二氧化碳预裂 中图分类号 TD 235.3文献标识码 A文章编号 1009-0797 （2019 ） 06--0160-03 Analysis of Carbon Dioxide Pre-cracking Technology for 80124 Fully Mechanized Face in Xinjing Mine BI Tie Shanxi Xinjing Coal Industry Co., Ltd. , Yangquan 045000 , China AbstractThe top plate of the intake tunnel of Xinjing Mine 80124 fully mechanized mining face is hard and compact. With the advance- ment of the working face, the long-distance unfallen roof will pose a great threat to the safe recovery of the working face. In order to effec- tively solve this problem, the mine carried out a forced ceiling test of carbon dioxide pre-cracking blasting, and achieved success, which can provide reference for the safety management of coal seams with other similar hard roof conditions. Key words Hard top ; Forced topping ; Carbon dioxide pre-cracking 规格型号长度 （mm ）直径mm压力MPa MZL250- 51/1000100051250 160 ChaoXing 煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 表 2炮眼布置参数表 2 ） 工艺流程为 检修班拉移转载机→支设临时 密柱 （每米不少于 2～3 根 ） →在合适位置稳固钻机 进行钻孔→钻孔成孔后送入致裂器 安放导线 →检查导通→炮泥封孔 孔口用木楔加强 →当 完成一排炮眼布置并由专人检查致裂器线路连接无 误后， 在临时密柱的掩护下回撤切顶密柱→补齐临 时密柱排（每米不少于 4 根 ） →按照以上的循环方 式进行作业， 当密柱排移至新切顶线位置并且所有炮 眼布置完毕后进行撤人设警戒→三人连锁放炮 →起爆。 3 ） 实际打眼情况。采用 ZLJ850 型号的钻机对进 风巷顶板进行钻眼，钻头采用 65mm合金钢钻头、 成 孔直径为 70mm， 钻孔施工情况见表 3。 4 ） 装药情况。工作面总共施工 6 个炮眼， 其中有 2 个炮眼成孔失败， 有效炮眼为 4 个， 每个炮眼装填 4 根二氧化碳致裂器。 5 ） 退锚、 剪网情况。每个炮眼在所有工序都完成 后， 对打眼区域进行退锚、 剪网。 表 3钻孔施工情况表 表 4高抽巷瓦斯浓度、 抽放量放二氧化碳预裂炮前后对比 3试验结果及分析 为了了解二氧化碳致裂器实施后对巷道中瓦斯 浓度的影响情况， 在预裂前后对高抽巷中的瓦斯浓度 进行记录和观测， 具体结果如表 4 所示。从表可以看 出， 高抽巷的瓦斯抽放情况没有受到放二氧化碳炮的 影响。 同时根据通风科提供的 80124 工作面上隅角瓦 斯监测数据以及曲线可以得出 在二氧化碳预裂炮前 后 10 日时间内， 瓦斯浓度基本维持稳定， 没有出现明 显波动现象。 4预裂爆破存在问题及改进措施 1 ） 原二氧化碳致裂器需要内部导线与外部导线 相互结合才能形成回路并且激发装置， 由于钻孔内表 面比较粗糙， 使得二氧化碳致裂器在放入钻孔的过程 中极易损伤甚至破坏外导线，造成激发回路断路， 因 此必须足够小心才能完成布放任务。使得二 氧化碳 致裂器在布放过程中费事费力， 还严重影响强制放顶 的效果。 改进措施 使用同心电极双路致裂器内走线来取 代布设内外导线， 这使得激发装置的双向回路导线都 位于致裂器的内部， 从而避免了往钻孔中布放装置是 因外导线破坏而无法启动装置的问题。此外， 一个同 心电极可以同时连接多个致裂器， 还可以快速激发电 路， 减少人工接线的繁琐， 省时高效， 安全可靠。 2 ） 井下路线相对颠簸， 在二氧化碳致裂器运输过 程中难免会造成磕碰， 而致裂器上的螺纹相对比较脆 弱， 轻微的磕碰可能造成螺纹的损坏， 并且由于顶板 淋水， 钻孔中的煤泥随时可能堵塞激发电路， 影响致 裂器的正常使用， 使得哑炮现象时有发生。 改进措施 在致裂器容易损坏和堵塞的地方增加 螺纹尼龙护套， 这可以保护致裂器在运输和使用过程 中不被损坏， 提高了致裂器的自身防护性能， 增强了 致裂器的实用性， 更加符合矿井现场环境的要求。 3 ） 在往常的试验中， 一般采用炮泥加木楔的方式 对炮眼进行封孔处理， 这样经常使得致裂器与孔不能 完全贴合，致裂器在发生爆破时因为封孔的不彻底， 造成高压气体泄漏， 使得爆破威力大大降低， 强制放 顶的效果受到极大的影响。 改进措施 为了能够满足强制放顶的要求同时适 应现场的条件， 对封孔器进行了专门的设计。利用膨 胀螺栓的原理设计封孔器并且用相应的工具将其放 入孔中， 在封孔的同时使得致裂器被抱死。 这样， 致裂 器在爆破时高压气体产生的爆破能量可以完全作用 （下转第 165 页 ） 规格型号长度 （mm ）直径mm压力MPa MZL250- 51/1000100051250 序号角度深度打眼时间备注 141 度6m32 分钟进入泥岩 0.9m 232 度7m30 分钟进入泥岩 0.7m 336 度3m20 分钟不成孔 428 度1m4 分钟不成孔 531 度5m20 分钟煤体内 625 度6m20 分钟煤体内 日期 当日推进度 （m ） 浓度 （ ） 混合量 （m3/min ） 纯量 （m3/min ） 进风回风平均 12 月 23 日3.13.13.13914959 12 月 24 日2.33.12.73115448 12 月 25 日3.94.94.43616561 12 月 26 日1.50.71.13317358 12 月 27 日3.93.93.93415754 12 月 28 日3.13.93.53416256 12 月 29 日3.93.93.93417460 12 月 30 日1.73.12.43417661 161 ChaoXing （上接第 161 页 ） 在顶板上， 减少能量的散失， 使得放顶效果达到最佳。 5结语 80124 综采工作面进风巷二氧化碳预裂爆破技 术试验可以满足新景矿安全生产强制放顶的要求。 具 体情况如下 1 ） 顶板垮落情况 在整个断面上顶板的垮落长度 为 2.0m， 垮落高度达到 2.8m， 直接顶泥岩尚有少量留 存。 2 ） 顶部垮落的煤岩体完全将进风巷采空区填满， 使得采空区瓦斯与工作面之间有效隔离， 对采空区进 行了良好的封堵。 3 ） 随着工作面的不断推进， 为了避免进风巷采空 区再次出现长距离的悬顶现象， 根据每天工作面推进 3 刀计算， 每隔 6～8 天强制放顶一次。 4 ） 采用二氧化碳致裂器强制放顶能够满足新景 矿安全高效的回采的要求， 既能有效对进风巷采空区 进行封堵， 又不会对工作面上隅角瓦斯含量产生明显 影响， 效果良好。 参考文献 [1] 黄晓实,张范立,张政,程康.二氧化碳致裂器在岩石中深 孔预裂爆破中的应用研究[J].爆破,2017,34 （03） 131- 135. [2] 刘文郁,王滨.二氧化碳爆破深孔预裂强化增透试验研究 [J].煤炭技术,2016,35 （03） 178- 179. [3] 范迎春,霍中刚,姚永辉.复杂条件下二氧化碳深孔预裂爆 破增透技术[J].煤矿安全,2014,4511） 74- 77. 作者简介 毕铁 （1992 年 -） ， 男， 汉族， 辽宁丹东人， 采矿助理工程 师， 2016 年 7 月毕业于太原理工大学， 本科。 （收稿日期 2018- 11- 15） 煤矿现代化2019 年第 6 期总第 153 期 经过实践， 合同管理系统为亿金公司带来的直接 效益主要是表现如下几个方面 1 ） 在合同管理方面， 规范了合同文本的起草和审 批流程， 提高了办公效率， 保证了相关资料的完整性， 从而有效地节约了管理成本、 降低了经营风险。 2 ） 在资金收付管理方面， 财务人员可以准确掌握 收付款状况， 保障了账、 款的一致性， 执行人员和管理 人员可以实时监督每笔资金的流向，及时汇总报表， 从而规避了财务风险。 3 ） 在合同履行方面， 系统提供畅通的交流平台， 支持数据共享， 管理人员可以实时监督合同、 执行情 况， 保证了合同的顺利履行。 4 ） 在数据的查询、 统计、 归档方面， 系统强大的数 据库可以存储大量资料， 并能进行精准高效的统计归 档， 进而制定相关报表， 从而节约了数据存储空间、 缩 短了统计时间、 降低了人工成本。 4.2间接效益 在取得直接效益的同时， 合同管理系统也为企业 带来巨大的间接效益， 具体表现在如下几个方面 1 ） 提升企业形象。 亿金公司在采用合同管理软件 的同时， 考虑了企业内的物流资源整合， 不仅仅提高 了自身的管理水平， 也大幅度提高了企业的形象和市 场竞争力。 2 ） 为实施供应链管理奠定坚实的基础。通过改 造， 公司的整体物流体系将比较容易实现一体化的构 想， 从而对前后端产生极大的影响， 大幅度降低整个 供应链的总成本。 3 ） 行业示范作用巨大。 通过合同管理软件促进物 流整合， 提升企业管理水平， 为整个临矿集团其他企 业作了示范，从而可带动整个集团管理水平的提高， 甚至示范作用将会扩大到整个行业， 产生巨大的社会 效益。 4 ） 推动企业其他管理改进。 由于精确的管理和资 金信息流的高度统一， 将暴露出公司其他管理的薄弱 环节， 从而推动了公司其他管理环节的改进。 参考文献 [1] 满杰,任常富.企业经济合同管理中的问题及对策[J].煤矿 现代化.2017 （03） 113- 114 [2] 吴晓燕,曹小平,史强,等.合同管理信息系统功能设计研 究[J].中国管理信息化.2019,22 （03） 152- 155 [3] 刘燕.合同管理系统的应用及研究[J].科技与创新.2018 （20） 160- 161 作者简介 宋代广 （1978.08-） ,男， 山东章丘人， 高级工程师， 现任山 东物商集团济宁公司管理科科长， 负责公司的企业经营管理 现工作。（收稿日期 2019- 4- 3） 165 ChaoXing