(42)--第一讲爆破采煤工艺.docVIP

任务一爆破采煤工艺

爆破采煤工艺，简称“炮采”，其特点是爆破落煤，爆破及人工（或辅助机械）装煤、机械化运煤，单体支柱支护作业空间顶板。其主要工艺过程包括电钻打眼、放炮落煤和运煤、人工装煤，可弯曲刮板输送机运煤，推移输送机，人工支护，回柱放顶等工序。

爆破采煤工艺在我国一些地质条件复杂不适合采用机械化采煤的矿井或机械化程度低的小型矿井应用较多。

知识要点

爆破作业参数及要求；装煤与运煤方式；工作面单体支架布置；采空区处理方法。

技能目标

掌握爆破作业操作过程及安全措施；掌握单体支架的架设方法及要求；熟悉全部垮落法处理采空区的方法。

任务导入

赋存在地下的煤炭在较大范围内呈层状分布，对于煤炭的开采，如何将完整的煤体进行破碎？如何将破碎的煤炭运出？煤炭采出后暴露的空间如何进行有效的支护？这些工作进行是否合理会直接影响到安全生产与回采效率，本任务将针对炮采工作面各生产工序进行介绍。

任务分析

采煤工作面的生产工序包括：落煤（破煤）、装煤、运煤、支护和采空区处理。爆破落煤，由打眼、装药、填炮泥、连炮线、爆破等工序组成，对于炮眼的布置要根据煤层厚度、硬度、节理裂隙状况及顶板条件确定。装煤主要依靠人工将崩落的煤块装入刮板输送机运出工作面。煤炭采出后，煤层顶板暴露，必须及时进行支护，炮采工作面目前使用单体液压支柱配合金属铰接顶梁来支护顶板。随着工作面不断向前推进，除及时对工作面进行支护外，还必须对采空区顶板进行处理。这些工序的合理进行，是炮采工作面安全有序生产的重要保证。

相关知识

一、爆破落煤

钻眼爆破是炮采工艺中最初的工序，钻眼的质量、爆破的效果会直接影响后序工序和安全生产。因此，既要保证爆破后工作面平直，保证规定进度，不留顶煤和底煤，不破坏顶板，不崩倒支柱，不崩翻工作面输送机，还要使崩落的煤块均匀、不崩向采空区，并尽量降低雷管和炸药消耗。因此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂隙发育状况及顶板条件，正确确定炮眼布置参数与爆破参数。

（一）炮眼布置参数

1.炮眼排列方式

一般常用的炮眼布置有三种：

（1）单排眼布置，如图5-1（a）所示，一般适用于薄煤层或煤质软，节理裂隙发育的煤层。

（2）双排眼布置，如图5-1（b）（c）（d）所示，其布置形式有对眼、三花眼和三角眼，一般适用于采高较小的中厚煤层，煤质中硬时可用对眼，煤质软时可用三花眼，煤层上部煤质软或顶板较碎时可用三角眼。

（3）三排眼布置，如图5-1（e）所示，也称为五花眼，用于煤质坚硬或采高较大的中厚煤层。

图5-1炮眼布置图

2.炮眼角度

炮眼与煤层层面和垂直面上应有一定的角度：=1\*GB3①炮眼与煤壁的水平夹角一般为50°～80°，煤质软时取大值，煤质硬时取小值。为了不崩倒支架，应使水平方向的最小抵抗线朝向两柱之间的空档；=2\*GB3②顶眼在垂直面上向顶板方向仰起5°～10°，视煤质软硬和煤层粘顶情况而定，应在保证顶板完整的情况下，尽量将顶煤爆落。=3\*GB3③底眼在垂直面上应向底板保持10°～20°之间的俯角，眼底要接近底板，要避免留底煤和崩翻输送机。

3.炮眼间距

相邻炮眼之间的间距，一般介于0.8～1.2m之间，煤质软时取大值，反之取小值。

4.炮眼深度

炮采工作面一般采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护，铰接顶梁的长度一般为0.8m、1.0m、1.2m，炮眼深度应与铰接顶梁长度相匹配，否则暴露的顶板无法及时支护。

（二）爆破参数

1.炮眼装药量

炮眼的装药量，应根据煤质软硬、炮眼位置和深度及爆破次序等因素确定，也可根据吨煤炸药消耗定额计算。在生产中一般通过经验取值。由于底煤难以爆破，一般适当加大底眼的装药量，为150～600g，顶眼、腰眼可酌情减少，顶眼、腰眼、底眼装药量之比可取0．75：O．5：1。

2.一次起爆炮眼数量

爆破采用串联法连线。每次起爆的炮眼数目，应根据顶板稳定性、输送机启动及输送能力、工作面安全情况而定。条件好时，可同时起爆数十个眼；条件较差、顶板不稳定，每次只能爆破几个炮眼，甚至采用留煤垛间隔爆破的方法。

二、装煤与运煤

1.爆破装煤

如图5-2所示，爆破前刮板输送机在悬臂支架掩护下推向煤壁，爆破后一部分落入刮板输送机内，爆破装煤率可达30%左右。

（a）爆破前 （b）爆破后

图5-2爆破装煤示意图

2.人工装煤

爆破后，对于崩落在输送机与新煤壁之间松散煤安息角以下或输送机后部采空区侧的煤块，需要工人用铁锹铲入刮板输送机。这部分工序是炮采工作面各工序的薄弱环节。

3.机械装煤

为减轻工人劳动强度，提高装煤效率。我国部分矿井研制使用了多种装煤机械，最具代表性的是兖州北宿煤矿炮采工作面机械装煤布置，如图5-3。其布置特点是：在输送机的煤壁侧装上铲煤板6；在输送机的采空侧装上挡煤板4。挡煤板4靠其底座5上的