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摘要：山西阳煤集团五矿是一座核定年产能力为680 Mt/a的高产高效矿井，矿区内陷落柱十分发育，局部密度可达46个/Km2。这些陷落柱在开采工程中不断被揭露，破坏了采掘工程的正常施工，成为影响综采的一个主要地质因素，为了使矿井整体发展规模适合高产高效矿井建设的思路。现以阳煤集团五矿快速过无炭柱的一些主要做法和采取的措施。
关键词：陷落柱 爆破参数 措施
中图分类号：TD823.97 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-0-01
1 爆破参数的确定
采过法处理陷落柱首先要对陷落柱区域进行爆破，松动矸石，以降低采煤机负荷减少机电设备的事故。爆破工艺中最佳爆破效果的实现，爆破参数的选择是致关重要的。炮眼深度、炮眼间距、装药量和起爆顺序等参数是一个统一的体系，只有达到有机结合，才能实现预期的目标。对于处理陷落柱的爆破而言，最重要的要求就是矸石抛出的程度越小越好，这样有利于机电设备的保护。从长期的生产实践中，经过探索与研究以及实践的检验，总结出一套适合五矿陷落柱爆破特点的爆破参数。
1.1 炮眼深度
在认真总结以往过陷落柱成功经验与教训的基础上，综合实际情况，对过陷落柱的爆破参数进行认真分析研究，制定出采用“一炮两采”作业方式，即放一次炮保证能够割两刀煤。采煤机截深为0.6 m，所以每次爆破进度应为1.2 m，考虑到炮眼利用率一般在80%左右，因而选择炮眼深度为1.2÷80%=1.5（m）。
1.2 炮眼间距
炮眼间距的确定直接影响着炮眼数量，也就是说影响钻眼时间。眼距增大达不到爆破效果，增加采煤机负荷，对采煤机造成损害。眼距较小增加炮眼长度，延长钻眼时间，影响生产。经过研究与探索，眼距为1.0 m时，爆破效果较佳。
1.3 炮眼布置形式
根据采高2.5 m的实际情况，炮眼需要分三排布置。由爆破理论得知，炮眼间距均匀的情况下爆破效果最好。在长期的爆破活动中，三花眼和五花眼的布置形式应用最为普遍。因而陷落柱爆破采用三排五花眼布置方式。打眼时，炮眼与工作面的角度为80 °，且眼口全部朝向一个方向，避免眼孔正对支架，以免爆破时损伤支架。
1.4 装药量
装药量是控制爆破效果的最后一个环节，装药时根据岩性情况严格装药量和封孔长度，确保炮眼利用率，保证爆破效果。五矿研究试验的结果认为：在以上炮眼参数的条件下，每眼装药量一般在200～400 g之间。一般来讲，上部眼装药量较少一些，下部眼装药量稍大些。
1.5 起爆顺序
在爆破理论中，分次爆破比一次爆破的效果要优越的多，能够充分发挥炸药的作用，降低成本，减少矸石的抛掷。毫秒爆破已成为当今普遍应用的爆破技术，自上而下的爆破顺序在五矿收到很好的效果。根据爆破原理，由过去的瞬发管起爆，改为1、3、5段毫秒管起爆，靠段与段之间的延期，按底眼、中眼、上眼先下后上顺序依次起爆，增加爆破自由面，避免了因爆力集中造成矸石抛掷量大对支架的损坏，减少了清煤工清矸劳动强度。减少采煤机截割岩石量，避免采煤机大件损坏。
2 爆破工艺的研究与改进
2.1 钻具选择
陷落柱沿工作面倾向长度每20 m配备一部风钻。根据前面所确定的炮眼间距，20 m长度的陷落柱大约需要布置60个钻孔，风钻打眼每个孔需要3 min时间，打眼时间在3个小时左右，加之装药、起爆总的爆破时间大约5 h，这对“四·六”制作业的劳动组织形式是比较合理的。在检修班完成爆破作业，最大限度地保证了生产时间。
2.2 炮区挡矸维护技术的创新
工作面爆破通过陷落柱时，在陷落柱范围及前后5 m要对支架前立柱的活柱部分进行保护。我矿采用皮带整体包住支架活柱部分，并在每架液压支架前梁下吊挂3根锚链与溜槽齿轨盘绕固定，然后在锚链上固定双层金属网和1/2Φ20 cm×4.0 m两开木，形成柔性挡矸墙，既对液压支架立柱、操作阀组、液压管路等设备进行有效保护，又降低了坑木消耗，同时减少架间矸石抛掷量，降低工人维护和清矸劳动强度，既安全又省力。
2.3 陷落柱影响区顶板管理
陷落柱范围及陷落柱边缘煤层松软区在放炮前提前移架维护，放炮后及时伸伸缩梁维护，顶板破碎时采用带压移架，并将挡矸替换下的旧金属网铺设在支架上，使顶板形成一体，保护顶板的完整性。放炮前停止液压支架供液或在工作面加断路阀断液，防止炮崩操作阀引起支架自降，造成塌顶事故。
3 过陷落柱的准备工作和现场管理
3.1 加强工作面地质构造的超前探测分析、预测预报工作。
综采工作面在开采前进行无线电波坑透，坑透率达到了100%。坚持“有疑必探”的原则，对坑透出的异常区进行小钻机打钻，先后对8128、8119两个工作面较大的无炭柱进行了探测，查明了无炭柱的影响范围，为工作面顺利通过构造提供了有力的地质保障。
3.2 制定针对性的技术措施，为过构造提供技术保证
每个构造揭露前，针对过构造在安全、工艺组织、设备保护、顶板管理等方面制定了安全技术措施。2005年3月，在8119工作面过无炭柱期间进行了挂锚链炮区维护工艺试验取得成功，并在全矿回采工作面过构造进行推广，工作面过构造炮区维护采用在前立柱活柱部分包裹旧皮带、支架前梁下吊挂锚链固定金属网并用1/2Φ20 cm×4.0 m两开木加固，形成多层次挡矸设施，既提高了挡矸效果，又大大降低了回采工作面坑木消耗，减轻了工人劳动强度，解决了过构造期间回采工作面脏乱差现象。
3.3 加强工作面过构造现场组织管理
工作面过构造采用多部风钻配1.8 m钻杆平行打眼，同时对打完眼的地段进行挡矸维护，缩短过构造时间。队组设专人负责监督检查打眼、装药质量，保证爆破效果，避免采煤机大件损坏，对不符合规定的炮眼，坚决进行重打眼，切实做到眼眼合格。在生产组织上采用了两班（早六点、晚六点）打眼放炮、两班（中午班、夜班）割煤的作业方式，坚持正常循环。过构造期间，生产技术部人员进行跟班写实，及时发现并协助解决过构造打、装、放过程中存在的问题。
3.4 加强构造区顶板管理
在打眼前对构造影响区提前移架或支设临时支护维护，放炮前采用支架进液管加设断路阀停止炮区支架供液，放炮后对支架操作阀组和管路进行检查，防止炮崩阀组支架自降，造成塌顶事故。
3.5 加强设备检修，确保开机率
对各部设备的检修实行定岗、定人、定责任，对设备的薄弱环节做到每班检查，确保过构造期间不发生机电设备大件损坏事故。
4 结语
通过对综采工作面过陷落柱期间爆破参数的選择及爆破工艺的改进，同时加强综采工作面过陷落柱期间的管理，使整个综放工作面的生产得以高效、安全地进行。
关键词：陷落柱 爆破参数 措施
中图分类号：TD823.97 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（b）-0-01
1 爆破参数的确定
采过法处理陷落柱首先要对陷落柱区域进行爆破，松动矸石，以降低采煤机负荷减少机电设备的事故。爆破工艺中最佳爆破效果的实现，爆破参数的选择是致关重要的。炮眼深度、炮眼间距、装药量和起爆顺序等参数是一个统一的体系，只有达到有机结合，才能实现预期的目标。对于处理陷落柱的爆破而言，最重要的要求就是矸石抛出的程度越小越好，这样有利于机电设备的保护。从长期的生产实践中，经过探索与研究以及实践的检验，总结出一套适合五矿陷落柱爆破特点的爆破参数。
1.1 炮眼深度
在认真总结以往过陷落柱成功经验与教训的基础上，综合实际情况，对过陷落柱的爆破参数进行认真分析研究，制定出采用“一炮两采”作业方式，即放一次炮保证能够割两刀煤。采煤机截深为0.6 m，所以每次爆破进度应为1.2 m，考虑到炮眼利用率一般在80%左右，因而选择炮眼深度为1.2÷80%=1.5（m）。
1.2 炮眼间距
炮眼间距的确定直接影响着炮眼数量，也就是说影响钻眼时间。眼距增大达不到爆破效果，增加采煤机负荷，对采煤机造成损害。眼距较小增加炮眼长度，延长钻眼时间，影响生产。经过研究与探索，眼距为1.0 m时，爆破效果较佳。
1.3 炮眼布置形式
根据采高2.5 m的实际情况，炮眼需要分三排布置。由爆破理论得知，炮眼间距均匀的情况下爆破效果最好。在长期的爆破活动中，三花眼和五花眼的布置形式应用最为普遍。因而陷落柱爆破采用三排五花眼布置方式。打眼时，炮眼与工作面的角度为80 °，且眼口全部朝向一个方向，避免眼孔正对支架，以免爆破时损伤支架。
1.4 装药量
装药量是控制爆破效果的最后一个环节，装药时根据岩性情况严格装药量和封孔长度，确保炮眼利用率，保证爆破效果。五矿研究试验的结果认为：在以上炮眼参数的条件下，每眼装药量一般在200～400 g之间。一般来讲，上部眼装药量较少一些，下部眼装药量稍大些。
1.5 起爆顺序
在爆破理论中，分次爆破比一次爆破的效果要优越的多，能够充分发挥炸药的作用，降低成本，减少矸石的抛掷。毫秒爆破已成为当今普遍应用的爆破技术，自上而下的爆破顺序在五矿收到很好的效果。根据爆破原理，由过去的瞬发管起爆，改为1、3、5段毫秒管起爆，靠段与段之间的延期，按底眼、中眼、上眼先下后上顺序依次起爆，增加爆破自由面，避免了因爆力集中造成矸石抛掷量大对支架的损坏，减少了清煤工清矸劳动强度。减少采煤机截割岩石量，避免采煤机大件损坏。
2 爆破工艺的研究与改进
2.1 钻具选择
陷落柱沿工作面倾向长度每20 m配备一部风钻。根据前面所确定的炮眼间距，20 m长度的陷落柱大约需要布置60个钻孔，风钻打眼每个孔需要3 min时间，打眼时间在3个小时左右，加之装药、起爆总的爆破时间大约5 h，这对“四·六”制作业的劳动组织形式是比较合理的。在检修班完成爆破作业，最大限度地保证了生产时间。
2.2 炮区挡矸维护技术的创新
工作面爆破通过陷落柱时，在陷落柱范围及前后5 m要对支架前立柱的活柱部分进行保护。我矿采用皮带整体包住支架活柱部分，并在每架液压支架前梁下吊挂3根锚链与溜槽齿轨盘绕固定，然后在锚链上固定双层金属网和1/2Φ20 cm×4.0 m两开木，形成柔性挡矸墙，既对液压支架立柱、操作阀组、液压管路等设备进行有效保护，又降低了坑木消耗，同时减少架间矸石抛掷量，降低工人维护和清矸劳动强度，既安全又省力。
2.3 陷落柱影响区顶板管理
陷落柱范围及陷落柱边缘煤层松软区在放炮前提前移架维护，放炮后及时伸伸缩梁维护，顶板破碎时采用带压移架，并将挡矸替换下的旧金属网铺设在支架上，使顶板形成一体，保护顶板的完整性。放炮前停止液压支架供液或在工作面加断路阀断液，防止炮崩操作阀引起支架自降，造成塌顶事故。
3 过陷落柱的准备工作和现场管理
3.1 加强工作面地质构造的超前探测分析、预测预报工作。
综采工作面在开采前进行无线电波坑透，坑透率达到了100%。坚持“有疑必探”的原则，对坑透出的异常区进行小钻机打钻，先后对8128、8119两个工作面较大的无炭柱进行了探测，查明了无炭柱的影响范围，为工作面顺利通过构造提供了有力的地质保障。
3.2 制定针对性的技术措施，为过构造提供技术保证
每个构造揭露前，针对过构造在安全、工艺组织、设备保护、顶板管理等方面制定了安全技术措施。2005年3月，在8119工作面过无炭柱期间进行了挂锚链炮区维护工艺试验取得成功，并在全矿回采工作面过构造进行推广，工作面过构造炮区维护采用在前立柱活柱部分包裹旧皮带、支架前梁下吊挂锚链固定金属网并用1/2Φ20 cm×4.0 m两开木加固，形成多层次挡矸设施，既提高了挡矸效果，又大大降低了回采工作面坑木消耗，减轻了工人劳动强度，解决了过构造期间回采工作面脏乱差现象。
3.3 加强工作面过构造现场组织管理
工作面过构造采用多部风钻配1.8 m钻杆平行打眼，同时对打完眼的地段进行挡矸维护，缩短过构造时间。队组设专人负责监督检查打眼、装药质量，保证爆破效果，避免采煤机大件损坏，对不符合规定的炮眼，坚决进行重打眼，切实做到眼眼合格。在生产组织上采用了两班（早六点、晚六点）打眼放炮、两班（中午班、夜班）割煤的作业方式，坚持正常循环。过构造期间，生产技术部人员进行跟班写实，及时发现并协助解决过构造打、装、放过程中存在的问题。
3.4 加强构造区顶板管理
在打眼前对构造影响区提前移架或支设临时支护维护，放炮前采用支架进液管加设断路阀停止炮区支架供液，放炮后对支架操作阀组和管路进行检查，防止炮崩阀组支架自降，造成塌顶事故。
3.5 加强设备检修，确保开机率
对各部设备的检修实行定岗、定人、定责任，对设备的薄弱环节做到每班检查，确保过构造期间不发生机电设备大件损坏事故。
4 结语
通过对综采工作面过陷落柱期间爆破参数的選择及爆破工艺的改进，同时加强综采工作面过陷落柱期间的管理，使整个综放工作面的生产得以高效、安全地进行。