别矿台阶岩与煤同爆技术研究与实践(1).pdf

第３７卷 第４期 ２０２０年１２月 爆 破 ＢＬＡＳＴＩＮＧ Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ４  Ｄｅｃ． ２０２０ ｄｏｉ１０． ３９６３／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００１ －４８７Ｘ． ２０２０． ０４． ０１２ 别矿台阶岩与煤同爆技术研究与实践 郭春阳 １， 张 力 １， 牛国庭２， 池恩安１，３， 孟庆浩１ （１．保利新联爆破工程集团有限公司， 贵阳５５００２５；２．贵州省公安厅， 贵阳５５００２５； ３．保利久联控股集团有限责任公司， 贵阳５５００２５） 摘 要 别斯库都克露天煤矿（简称别矿）北帮台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段呈三角岩体覆压三角煤体状， 采用岩与煤分 爆分采工艺不能满足高效、 经济、 安全的施工要求。基于此况而提出岩与煤同爆分采方案。根据Ｋ２ ～ Ｋ３段 岩与煤厚度（孔深）走势、 单孔爆破破碎半径及爆破主辅关系而将其细划为Ａ、Ｂ、Ｃ三个区段， 通过分区段设 计爆破参数、 严格执行爆破施工操作等方式来提升同爆效果。岩与煤同爆方案避免了机械设备在斜煤面上 作业而存在的不安全状态， 精简了施工流程。较分爆分采工艺而言， 剥采周期由１７ ｄ降至８ ｄ， 节省炸药用 量１． ０１ ｔ， 爆破单耗由０． ３７ ｋｇ／ ｍ３降至０． ２６ ｋｇ／ ｍ３， 钻孔进尺由３９９ ｍ降至３７４ ｍ， 煤的贫化由６． ９％降至 ６． ７％。 岩与煤同爆技术偏重解决现场实际工程问题， 然设计依据尚不成熟且对施工操作要求较高， 尚有很大 优化空间。 关键词 岩与煤同爆；爆破区段；爆破参数；爆破施工操作 中图分类号 ＴＤ２３５． ３ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００１ －４８７Ｘ（２０２０）０４ －００６９ －０６ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｎ Ｃｏ-ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｃｏａｌ ｉｎ Ｂｅｓｋｕｄｕｋ Ｍｉｎｅ ＧＵＯ Ｃｈｕｎ-ｙａｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｌｉ１，ＮＩＵ Ｇｕｏ-ｔｉｎｇ２，ＣＨＩ Ｅｎ-ａｎ１， ３， ＭＥＮＧ Ｑｉｎｇ-ｈａｏ１ （１． Ｐｏｌｙ Ｘｉｎｌｉａｎ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ； ３． Ｐｏｌｙ Ｌｏｎｇ Ｊｏｉｎｔ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ Ｋ２ ～ Ｋ３ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｅｓｋｕｄｕｋ ｏｐｅｎ-ｐｉｔ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｃｏｎｔａｉｎｓ ａ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｃｏａｌ ｂｏｄｙ ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ ｒｏｃｋ ｍａｓｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｈａｐｅ． Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｔｏ ｂｌａｓｔ ａｎｄ ｈａｕｌ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎｎｏｔ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏ- ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｒｅｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ａｒｅａｓ ｉｎ Ｋ２ ～ Ｋ３ ｓｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ａｓ ｓｅｃｔｉｏｎ Ａ，ｓｅｃｔｉｏｎ Ｂ ａｎｄ ｓｅｃｔｉｏｎ Ｃ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｒｉｔｅｒｉａｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ（ｈｏｌｅ ｄｅｐｔｈ） ；ｔｈｅ ｃｒｕｓｈ- ｉｎｇ ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔ；ｔｈｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ． Ａ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｕｌｄ ｔｈｅｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂｙ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｂｌａｓｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｅａｓ ａｎｄ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｂｌａｓｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｃｏ- ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ｃｏｕｌｄ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｕｎｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｏｎ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｃｏａｌ ｆａｃｅｓ ａｎｄ ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｃｏ-ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ｉｎ ｔｈｅ Ｋ２ ～ Ｋ３ ｓｅｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ ｃｙｃｌｅ ｆｒｏｍ １７ ｄａｙｓ ｔｏ ８ ｄａｙｓ，ｐｏｗｄｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｆｒｏｍ ０． ３７ ｋｇ／ ｍ３ｔｏ ０． ２６ ｋｇ／ ｍ３，ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｏｏｔａｇｅ ｆｒｏｍ ３９９ ｍ ｔｏ ３７４ ｍ，ａｎｄ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ ｔｈｅ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｆｒｏｍ ６． ９％ ｔｏ ６． ７％． Ｍｏ- ｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｓａｖｅｄ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｃｈａｒｇｅ ｆｏｒ １． ０１ ｔ． Ｔｈｅ ｃｏ-ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ｉｓ ｆｏ- ｃｕｓｅｄ ｏｎ ｓｏｌｖｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｎ ｓｉｔｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｉｓ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｎｏｔ ｍａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｏ-ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ；ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ 万方数据 收稿日期２０２０ －０７ －２７ 作者简介郭春阳（１９９０ －） ， 男， 爆破工程师， 硕士研究生， 从事矿山 台阶爆破研究， （Ｅ-ｍａｉｌ）ｇｕｏｃｙ２５３６２７４５０３＠ ｓｉｎａ． ｃｏｍ。 通讯作者张 力（１９７８ －） ， 男， 爆破工程师， 本科， 主要从事爆破工 程技术工作， （Ｅ-ｍａｉｌ）６０２５７４７１６＠ ｑｑ． ｃｏｍ。 长期以来， 岩与煤同爆技术较少应用于工程实 践， 一是缺少相关理论、 工程案例、 技术经验支撑； 二 是爆破设计与施工操作需满足一定的精细度， 否则 易增大煤的贫化； 三是岩与煤同爆多适用于多煤层、 揭岩露煤等地况条件。神华新疆某露天煤矿非主采 区的薄煤层区域结合数码电子雷管和爆破设计软件 实现岩与煤同爆［ １］； 霍林河煤田采用岩与煤同爆方 案实现了多煤层复杂地质条件下高效开采； 林河南 露天矿岩与煤混穿、 混爆解决了急倾斜煤层开采难 题； 平朔安家岭露天煤矿通过岩与煤同爆技术缩短 了生产周期。露天多煤层复杂地质、 揭岩露煤等工 况下， 岩与煤同爆技术有较强的专用性。 别斯库都克露天煤矿位于哈密市巴里坤县城北 西３２０方向１４０ ｋｍ， 属巴里坤县管辖， 坑下岩石剥 采工程采用爆破破岩挖掘机采装矿卡运至排岩 场、 原煤松动爆破单斗挖掘机采装矿卡运至半 固定式破碎站联合开采工艺。当前， 剥采工程形成 １２个台阶，其中北帮各台阶岩与煤交接区（约 ９２００ ｍ３） 呈三角岩体覆压三角煤体状， 岩与煤同爆 技术适合用于此地况条件， 如图１是三角岩体覆压 三角煤体台阶示意图与实图。 图１ 三角岩体覆压三角煤体台阶示意图与实图 Ｆｉｇ． １ Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ａｎｄ ｒｅａｌ ｐｉｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｒｏｃｋ ｒｏｏｆ ａｎｄ ｔｒｉａｎｇｌｅ ｃｏａｌ １ 岩与煤分爆分采 １１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与煤交接共存区域 长 ５６ ｍ， 宽１３． ５ ～１４ ｍ， 台阶高１２ ｍ， 岩与煤总方量约 ９２００ ｍ３， 岩与煤各占５０％方量。该区段岩石新鲜， 以灰色的中砂岩、 细砂岩为主， 夹少量粉砂岩、 泥岩， 整体为钙质胶结， 裂隙不甚发育； 该区段三角煤体为 长焰煤， 变质程度较低， 抗碎强度为７５． ０％， 呈灰黑 色～黑色， 沥青光泽， 条带状、 层状构造， 煤质略微坚 硬， 松动爆破即可开采［ ２］。该区段岩与煤物理性质 如表１所示。 表１ 北帮１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与煤物理性质 Ｔａｂｌｅ １ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｃｏａｌ ａｔ Ｋ２ ～ Ｋ３ ｉｎ １１９２ ｐｌａｔｆｏｒｍ 容重／ （ｔｍ －３） 坚固 系数ｆ 单轴抗压 强度／ ＭＰａ 抗拉强度／ ＭＰａ 内摩擦角φ 凝聚力Ｃ／ ＭＰａ 煤顶板岩２． ５ ～２． ６５ ～７４０ ～６０３． ５ ～４． ８４１ ～４５７． ８８ 煤１． ３６ ～１． ３８可凿性高２． ８ ～６． ７０． １３ ～０． ２５３７． ８ ～４０． ７０． ８２ ～１． ３１ 初期，１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段采用岩与煤分爆分 采工艺， 岩与煤在时间和空间上独立设计、 两次穿 孔、 两次爆破，即岩体钻孔岩体爆破岩体采 运煤面扫浮煤体钻孔煤体爆破煤体采装； 其特点是工序冗杂、 组织协调工作大和剥采周期长。 据矿生产统计，１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段实施岩与煤分 爆分采工艺， 炸药使用量３４０４ ｋｇ， 平均爆破单耗为 ０． ３７ ｋｇ／ ｍ３， 穿孔进尺３９９ ｍ， 岩与煤剥采循环周期 １７ ｄ， 煤的贫化为６． ９％； 此外， 三角煤体呈３２倾斜 状， 属倾斜煤层， 挖掘机在倾斜煤面采装岩石爆块、 清理煤面浮石及钻机在斜煤面钻孔等作业过程中存 在爬坡困难、 设备倾覆等不安全隐患。 ２ 岩与煤同爆技术 ２． １ 爆破参数设计 ２． １． １ 分区设计孔排距 结合表１中岩与煤的物理性质及该矿长期以来 积累的爆破经验知 别矿钻孔孔径为１２０ ｍｍ， 岩体 单孔破碎半径Ｒ岩＝３． ５ ｍ， 煤体深孔松动爆破破裂 半径Ｒ煤＝５ ｍ。岩顶板与其毗邻的煤体力学性质差 ０７爆 破 ２０２０年１２月 万方数据 异较大， 随三角岩顶板与三角煤体厚度走势变化， 岩 与煤的孔深随之发生相应变化， 由表１中岩与煤物 理性质、 孔深变化趋势、 岩与煤单孔爆破作用范围及 爆破主辅关系而将１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与煤交 接区划分为三个爆破设计、 施工区段［ ３］ Ａ区煤体 多、 岩体量少， 以深孔煤体爆破为主， 浅孔岩体爆破 为辅， 三角岩体厚度为０ ～３． ５ ｍ， 煤体厚度为１２ ～ ８． ５ ｍ；Ｂ区段煤体、 岩体方量相当且均含有深孔、 浅 孔爆破， 岩体、 煤体爆破同等重要， 岩体厚度为３． ５ ～ ８． ５ ｍ， 煤体厚度为８． ５ ～ ３． ５ ｍ；Ｃ区段煤体少、 岩 体多， 以深孔岩体爆破为主， 煤体不进行爆破， 岩石 厚度为８． ５ ～１２ ｍ， 煤体厚度为３． ５ ～０ ｍ。 Ａ区段岩体孔网参数为３ ｍ ３． ５ ｍ、３． ５ ｍ ３． ５ ｍ， 通过调节单孔装药量来提高Ａ区岩石浅孔 爆破效果；Ｂ、Ｃ区段岩体以孔深大于孔距、 排距且兼 顾排距ｂ≤Ｒ岩、 孔距ａ≤２Ｒ岩为孔排距设计原则［ ４］， 故设计Ｂ、Ｃ区岩体孔网参数为４ ｍ ３． ５ ｍ、５ ｍ ３． ５ ｍ、６ ｍ ３． ５ ｍ。煤体以４２号长焰煤煤为主， 其 中夹有气煤、 不粘煤和弱粘煤， 宏观煤组份主要以暗 煤为主， 丝炭、 亮煤次之， 煤体可凿性好， 松动爆破即 可开挖。随三角煤体厚度变化， 煤孔深亦相应变化； 同理， 以孔深大于孔距、 排距且兼顾排距ｂ≤Ｒ煤、 孔 距ａ ≤２Ｒ煤为设计原则，Ａ区煤体孔网主要有 １０ ｍ ５ ｍ、８． ５ ｍ ５ ｍ；Ｂ区煤体孔网参数主要有 ７ ｍ ５ ｍ，６ ｍ ５ ｍ，５ ｍ ５ ｍ，４ ｍ ５ ｍ；Ｃ区煤体 厚０ ～０． ３５ ｍ， 借助煤岩交接线上部岩石透射的爆 破压缩应力波和反射拉伸波作用于煤体可产生裂隙 １． ５ ～２ ｍ［ ５-７］， 因此不对 Ｃ区煤体进行爆破。１１９２ 台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与煤的孔排距设计如图２所示。 图２ １１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与煤同爆方案爆破参数设计图示 Ｆｉｇ． ２ Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｏａｌ ａｎｄ ｒｏｃｋ ｉｎ １１９２ ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｔ Ｋ２ ～ Ｋ３ ２． １． ２ 孔排数及前排抵抗线 临空面岩与煤的运动能量主要受前排抵抗线影 响， 适当增加煤体临空面抵抗线会显著降低煤的爆破 外散能量和缩小抛掷范围； 而最小抵抗线方向往往是 岩或煤运动速度最快且爆破作用最为聚集的区域， 通 过调节前排抵抗线来提高岩石爆破效果及控制煤的 抛掷［ ８］， 进而减少岩与煤的混杂。１１９２台阶宽１３．５ ～ １４ ｍ， 由上述岩与煤孔排距可知， 岩的排距为３． ５ ｍ， 煤体的排距为５ ｍ； 岩体前排抵抗线ｗ ≤Ｒ岩， 设计岩 体前排抵抗线ｗ ＝３ ～３．５ ｍ， 故上部岩体存在４排炮 孔； 煤体前排抵抗线ｗ≈Ｒ煤， 煤体前排抵抗线ｗ ＝４ ～ ５ ｍ， 故煤体存在３排炮孔。为防止岩石爆破“ 气锲” 遇煤孔而中止， 尽量避免煤孔、 岩孔在同一纵、 横线 上； 如出现煤孔与岩孔同位或者就近（０．５ ｍ范围内） 的情况， 因煤体较岩体而言， 煤体爆破效果受孔排距 影响小， 所以移动煤孔位来形成岩与煤同孔， 岩与煤 同孔亦可减少钻孔进尺。１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段岩与 煤孔排数与前排抵抗线如图２所示。 ２． １． ３ 爆破网路 由图２可见， 岩体有４排炮孔， 煤体有３排炮 孔， 第二排煤孔与第三排岩孔、 最后一排煤孔与最后 一排岩孔大致处于一条直线上， 可视为一排炮孔来 进行网路敷设， 合理的岩与煤排间爆破微差延时有 助于降低岩与煤混杂， 孔底起爆后爆堆积高度适中， 松散系数最高［ ９］； 炸药做功推动煤与岩发生强烈相 对运动， 若排间间歇时间长则易增大煤岩互混程度 而造成煤的贫化升高， 排间微差延５０ ｍｓ有助于岩 石的破碎和外推； 因此上部岩面有５排炮孔为孔底 起爆［ １０］、 排间微差延时 ５０ ｍｓ逐排起爆， 为防止爆 破网路损坏， 设计双回路网络来保障网路传爆的可 靠性。双回路排间微差延时５０ ｍｓ煤与岩逐排起爆 网路， 如图３所示。 １７第３７卷 第４期 郭春阳， 张 力， 牛国庭， 等 别矿台阶岩与煤同爆技术研究与实践 万方数据 图３ 双回路排间微差延时５０ ｍｓ逐排起爆网络 Ｆｉｇ． ３ Ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｉｔｈ ５０ ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ ｄｅｌａｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｏｗｓ ２． ２ 岩与煤同爆施工操作 通过严控岩与煤爆破施工操作来实现优良爆破 效果， 诸如 应用ＧＰＳ-ＲＴＫ精确布孔、 间隔装药、 部 分区段钻机见煤粉辄停止钻孔、 煤岩交接面上部岩 孔预留３０ ～５０ ｃｍ不允许装放炸药等， 岩与煤同爆 施工操作要点示意图如下图４所示。 图４ 岩与煤同爆施工要点示意图 Ｆｉｇ． ４ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ ｏｆ ｆｉｎｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ２． ２． １ 布孔方式与钻孔要点 使用测量设备ＧＰＳ-ＲＴＫ空间定位， 按照梅花形 状孔位布设炮孔， 并对每个炮孔的位置、 深度和孔号 等进行记录、 存储， 利用ＣＡＳＳ８． ０绘图管理。通过 摆设折叠成型的白色编织袋标记钻孔位， 并在白色 编织袋注明煤孔、 岩孔、 钻孔深度等信息。钻孔主要 技术要求 孔深不超欠 ０． ３ ｍ， 排间距偏移不超 ０． ４ ｍ， 方位角和倾角不超１０； 对不合格的炮孔 采取补钻、 回填、 重钻等措施； 距孔口中心０． ５ ｍ范 围钻渣、 石块清理干净， 严防掉入孔内而发生堵孔。 如图５所示ＧＰＳ-ＲＴＫ空间定位（ａ） 、 利用ＣＡＳＳ８． ０ 对孔位绘图管理（ｂ） 。 ２． ２． ２ 间隔装药与填塞 岩与煤同爆技术之所以用到间隔装药， 一方面 通过控制装药量进而减少岩与煤混杂程度， 另一方 面通过控制装药量提升煤体松动爆破效果、 控制煤 的抛掷，Ａ区和部分Ｂ区煤体中孔深超过５ ｍ的煤 孔采用间隔装药。岩与煤同爆实施过程中单孔装药 量的多少因孔位而异， 每个炮孔承担的爆破方量不 同， 则炮孔内装填的炸药量不同。别矿煤体松动爆 破单耗约为０． １５ ｋｇ／ ｍ３， 爆破员在施工过程中， 根 据煤的孔网参数、 单孔承担的爆破松动量来控制间 隔长度， 间隔材料采用矿区常见易得的柔性编织带。 为降低煤岩交界面下部煤体粉碎程度、 增大煤 岩混杂程度进而增大煤的贫化， 对于Ｂ区岩与煤交 接面的岩孔， 钻凿岩孔时见煤辄停； 对煤岩交接面上 部的岩孔复填３０ ～５０ ｃｍ后再进行装药。对于Ａ、Ｂ 区域煤孔， 为了增大煤孔堵塞摩擦力， 较少来自药柱 顶部的直接压实力， 通过阻塞编织袋对上端药柱进 行隔离， 避免填塞物料混杂在药柱上端而造成乳化 炸药不纯， 影响爆破效果。 ２７爆 破 ２０２０年１２月 万方数据 图５ ＧＰＳ-ＲＴＫ空间定位与孔位绘图管理 Ｆｉｇ． ５ Ｓｐａｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ＧＰＳ-ＲＴＫ ａｎｄ ｈｏｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍａｐｐｉｎｇ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ２． ３ 岩与煤同爆效果 岩与煤同爆方案实施步骤， 即 岩与煤穿孔岩 与煤同爆岩与煤分层采装。１１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段 （ 约９２００ ｍ３） 穿-爆-采总施工周期为８ ｄ， 穿孔进尺 ３７４ ｍ，炸药使用量为２３９２ ｋｇ，爆破单耗为 ０． ２６ ｋｇ／ ｍ３； 爆后岩体爆块均匀， 符合现场挖掘机采 装要求， 煤体实现了松动爆破， 煤体未发生明显抛 掷。岩石采装、扫浮后，利用ＧＰＳＲＴＫ测量， ＣＡＳＳ８． ０方格网土方算法求得保留煤体为 ４２９２． ９ ｍ３；混杂到岩石爆块而丢失的煤量为 ４６００ － ４２９２． ９ ＝ ３０７． １ ｍ３，煤的贫化为（４６０３ － ４２９２．９）／４６０３ １００％ ＝ ６． ７％。图６（ａ） 、 （ｂ）分别 三角煤体松动开挖方量及开挖现场图貌。 图６ 三角煤体松动开挖方量及开挖现场图貌 Ｆｉｇ． ６ Ｔｈｅ ｌｏｏｓｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ ｃｏａｌ ａｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｃｅｎｅ ３ 结论 １１９２台阶Ｋ２ ～ Ｋ３段实施岩与煤同爆分采方案 较岩与煤分爆分采工艺而言， 避免了挖掘机在斜煤 面上清理浮石、 钻机钻孔等不安全作业状态， 减少一 次煤体穿爆作业， 减少一次因设备避炮而发生的设 备调动； 爆破单耗由０． ３７ ｋｇ／ ｍ３降至０． ２７ ｋｇ／ ｍ３， 节省炸药１． ０１ ｔ， 穿孔进尺由３９９ ｍ降至３７４ ｍ， 煤 的贫化由６． ９％降至６． ７％， 总剥采周期由１７ ｄ缩 短至８ ｄ。 岩与煤同爆技术在多煤层复杂地质、 揭岩露煤 等工况下有较强的专用性， 本文主要通过精心设计 爆破参数与严控爆破施工操作来实现岩与煤同爆， 然岩与煤同爆分采方案主要偏向于解决具体工程问 题， 其理论支撑还有待完善。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 葛 创．露天矿薄煤层区域煤岩同爆技术［Ｊ］．露天采 矿技术，２０１６，３１（７） ３１-３４． ［１］ ＧＥ Ｃｈｕａｎｇ． Ｃｏ-ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏａｌ-ｒｏｃｋ ｉｎ ｔｈｉｎ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ａｒｅａ ｏｆ ｏｐｅｎ ｐｉｔ ｍｉｎｅ［Ｊ］． Ｏｐｅｎｃａｓｔ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，３１（７） ３１-３４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［２］ 池恩安， 赵明生．别矿台阶深孔爆破孔排距优化试验 及应用［Ｊ］．爆破，２０１８，３５（１） ５９-６５． ［２］ ＣＨＩ Ｅｎ-ａｎ，ＺＨＡＯ Ｍｉｎｇ-ｓｈｅｎｇ． Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｎｄ ａｐ- ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｅｐ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｈｏｌｅ ｓｐａｃｉｎｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ３７第３７卷 第４期 郭春阳， 张 力， 牛国庭， 等 别矿台阶岩与煤同爆技术研究与实践 万方数据 ｍｉｎｅ ｓｔｅｐｓ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１８，３５（１） ５９-６５．（ｉｎ Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ） ［３］ 曹进军， 朱 宽．中深孔与浅孔联合布孔在煤层底板 爆破中的数值模拟研究［Ｊ］．爆破，２０１６，３３（４） ６５-７２． ［３］ ＣＡＯ Ｊｉｎ-ｊｕｎ，ＺＨＵ Ｋｕａｎ． Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｈｏｌｅｓ ａｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｈｏｌｅｓ ｉｎ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆｌｏｏｒ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１６，３３（４） ６５-７２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［４］ 李继业， 郭春阳．一次爆破成型技术在道路开挖中的 应用［Ｊ］．采矿技术，２０１８，１８（３） ９１-９３． ［４］ ＬＩ Ｊｉ-ｙｅ，ＧＵＯ Ｃｈｕｎ-ｙａｎｇ． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｆｏｒｍ- ｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｒｏａｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ２０１８，１８（３） ９１-９３．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］ 高 魁， 刘泽功．爆破应力波在构造带煤岩的传播规 律及破坏特征［Ｊ］．煤炭学报，２０１８，４３（Ｓ１） ７９-８６． ［５］ ＧＡＯ Ｋｕｉ，ＬＩＵ Ｚｅ-ｇｏｎｇ． Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｌａｗ ａｎｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｃｈａｒ- ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｗａｖｅ ｉｎ ｃｏａｌ ｗｉｔｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｂｅｌｔ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１８，４３（Ｓ１） ７９- ８６．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［６］ 徐向宇， 姚邦华．煤层预裂爆破应力波传播规律及增 透机理模拟研究［Ｊ］．爆破，２０１６，３３（２） ３２-３８． ［６］ ＸＵ Ｘｉａｎｇ-ｙｕ，ＹＡＯ Ｂａｎｇ-ｈｕａ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉ-ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎ ｐｒｅ-ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｃｏａｌ ｓｅａｍｓ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１６，３３（２） ３２-３８． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［７］ 郑吉玉， 王公忠．低透气性煤层松动爆破增透效应研 究［Ｊ］．爆破，２０１８，３５（２） ３７-４０，４９． ［７］ ＺＨＥＮＧ Ｊｉ-ｙｕ，ＷＡＮＧ Ｇｏｎｇ-ｚｈｏｎｇ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｎｔｉ-ｒｅｆｌｅｃ- ｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｏｏｓｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１８，３５（２） ３７-４０，４９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［８］ 凡春礼， 栾龙发．提高小龙潭露天煤矿块煤率的爆破 试验研究［Ｊ］．爆破，２０１１，２８（２） ５３-５５，８２． ［８］ ＦＡＮ Ｃｈｕｎ-ｌｉ，ＱＵＡＮ Ｌｏｎｇ-ｆａ． Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｉｍ- ｐｒｏｖｉｎｇ ｃｏａｌ ｌｕｍｐ ｒａｔｅ ｉｎ Ｘｉａｏｌｏｎｇｔａｎ ｏｐｅｎ-ｐｉｔ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１１，２８（２） ５３-５５，８２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［９］ 冷振东， 刘 亮．起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响 的离散元分析［Ｊ］．爆破，２０１８，３５（２） ５０-５５，１００． ［９］ ＬＥＮＧ Ｚｈｅｎ-ｄｏｎｇ，ＬＩＵ Ｌｉａｎｇ． Ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｎ ｓｔｅｐ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｂｕｒｓｔ ｆｏｒｍ ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１８，３５（２） ５０-５５，１００．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１０］ 王传利．空气间隙小耦合装药爆破作用的理论和实 验研究［Ｄ］．武汉 武汉科技大学，２０１２． ［１０］ ＷＡＮＧ Ｃｈｕａｎ-ｌｉ． Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｍａｌｌ-ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ａｉｒ ｇａｐ［Ｄ］． Ｗｕｈａｎ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 英文编辑 赵 亮 （上接第３５页） ［５］ 赵章泳， 邱艳宇， 紫 民， 等．含水率对非饱和钙质砂 动力特性影响的试验研究［Ｊ］．爆炸与冲击，２０２０， ４０（２） ０２３１０２． ［５］ ＺＨＡＯ Ｚｈａｎｇ-ｙｏｎｇ，ＱＩＵ Ｙａｎ-ｙｕ，ＺＩ Ｍｉｎ，ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉ- ｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓａｎｄ［Ｊ］． Ｅｘｐｌｏ- ｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ Ｗａｖｅｓ，２０２０，４０（２） ０２３１０２．（ｉｎ Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ） ［６］ 徐学勇， 汪 稔， 王新志， 等．饱和钙质砂爆炸响应动 力特性试验研究［Ｊ］．岩土力学，２０１２，３３（１０） ２９５３- ２９５９． ［６］ ＸＵ Ｘｕｅ-ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｅｎ，ＷＡＮＧ Ｘｉｎ-ｚｈｉ，ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉ- ｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓａｔｕ- ｒａｔｅｄ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓａｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ［Ｊ］． Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅ- ｃｈａｎｉｃｓ，２０１２，３３（１０） ２９５３-２９５９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［７］ 徐学勇， 汪 稔， 胡明鉴， 等．饱和钙质砂爆炸密实动力 特性试验研究［Ｊ］．岩土力学，２０１２，３３（２） ４０２-４１４． ［７］ ＸＵ Ｘｕｅ-ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｅｎ，ＨＵ Ｍｉｎｇ-ｊｉａｎ，ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉ- ｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｃｏｍｐａｃｔ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓａｔｕ- ｒａｔｅｄ ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ ｓａｎｄｓ［Ｊ］． Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ２０１２，３３（２） ４０２-４１４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［８］ 宋光明．爆破振动小波包分析理论与应用研究［Ｄ］．长 沙 中南大学，２００１． ［８］ ＳＯＮＧ Ｇｕａｎｇ-ｍｉｎｇ． Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉ- ｂｒａｔｉｏｎ ｗａｖｅｌｅｔ ｐａｃｋｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｄ］． ＣｈａｎｇｓｈａＣｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［９］ 谢全民， 龙 源， 钟明寿， 等．基于小波、 小波包两种方 法的爆破振动信号对比分析［Ｊ］．工程爆破，２００９， １５（１） ５-９． ［９］ ＸＩＥ Ｑｕａｎ-ｍｉｎ，ＬＯＮＧ Ｙｕａｎ，ＺＨＯＮＧ Ｍｉｎｇ-ｓｈｏｕ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗａｖｅｌｅｔ ａｎｄ ｗａｖｅｌｅｔ ｐａｃｋｅｔ ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］． Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２００９，１５（１） ５-９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１０］ 中国生， 敖丽萍， 赵 奎．基于小波包能量谱爆炸参 量对爆破振动信号能量分布的影响［Ｊ］．爆炸与冲 击，２００９，２９（３） ３００-３０５． ［１０］ ＺＨＯＮＧ Ｇｕｏ-ｓｈｅｎｇ，ＡＯ Ｌｉ-ｐｉｎｇ，ＺＨＡＯ Ｋｕｉ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗａｖｅｌｅｔ ｐａｃｋｅｔ ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇ- ｎａｌｓ［Ｊ］． Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｓｈｏｃｋ Ｗａｖｅ，２００９，２９（３） ３００- ３０５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［１１］ 何 理， 钟冬望， 刘建程， 等．微差爆破试验及爆破振 动能量的小波包分析［Ｊ］．金属矿山，２０１４，４３（６） １０- １５． ［１１］ ＨＥ Ｌｉ，ＺＨＯＮＧ Ｄｏｎｇ-ｗａｎｇ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ-ｃｈｅｎｇ，ｅｔ ａｌ． Ｍｉｌｌｉ- ｓｅｃｏｎｄ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｗａｖｅｌｅｔ ｐａｃｋｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｌａｓ- ｔｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ［Ｊ］． Ｍｅｔａｌ Ｍｉｎｅ，２０１４，４３（６） １０- １５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 英文编辑 黄 刚 ４７爆 破 ２０２０年１２月 万方数据