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露天煤矿剥离工程高温区剥离施工工艺探讨

王思海

〔广东宏大爆破股份宁夏分公司大峰矿工程部宁夏石嘴山751003〕

摘要：

关键词：露天煤矿；高温区爆破；技术措施

1概况

随着煤炭价格的逐步上升，我国中西部局部煤矿转为露天开采，以宁夏、内蒙为主，主要是原井工煤矿开采后的露天复采工程。煤矿露天开采多采用松动爆破剥离施工工艺，由于周围井工小煤窑的无序开采及顶板垮落未能封堵严实以及煤层露头埋深太浅造成了煤层的自燃，特别是采挖区形成的火区会向纵深隐蔽处蔓延，有的区域火焰顺着岩石裂隙到达覆盖岩层外表形成明火区，给灭火治理造成了极大

神华宁夏煤业集团大峰露天煤矿羊齿采区2100m水平明火裂隙

的困难。煤层自燃造成局部区域的煤层覆盖岩石温度过高，覆盖岩石经过高温下的煅烧，使岩石性质和结构发生极大变化，在爆破施工穿孔作业时会造成卡钳现象或者难以成孔，以及烧坏穿孔机械等现象；由于岩石的高温作用，可能会造成炸药、雷管的早爆，这对雷管、炸药等爆破器材的选用存在着严重的平安隐患，加之覆盖岩石硬度特性过大，给爆破剥离平安施工带来严重的制约和不便。

2技术措施及施工工艺

为了平安、优质、高效的进行施工组织，就需要有技术可行、平安可靠的施工工艺和平安技术措施：

2.1高温区的划分

60～80oC为低温区爆破施工作业时可按常温去爆破作业操作，但是操作时间从开始装药到起爆总时间不得超过一个小时；80～150OC为中温区，爆破作业时要对导爆索做一定的防护；150OC以上为高温区爆破作业时要进行降温处理，同时要对炸药、起爆药包做隔热技术处理。

2.2降温方法及应用

2.2.1采挖阻断法

即将正在燃烧物和剥离物之间，将要燃烧物全部采出、挖空，阻断火种，再辅以注水降温。

2.2.2压覆室息法

对于大面积的表层明火可采用压覆窒息法熄火，即在外表覆盖一定厚度的剥离物料或湿粘土，然后注水夯实，使火源与大气隔绝，最终使火区因缺氧而熄灭。

2.2.3注水灭火技术

水是最经济、来源最广泛的吸热降温材料，其热容量大，1L水转化成蒸汽时吸收2256.7kJ热量，同时生成1.7m3水蒸气，能很快降低岩石或煤温，大量水蒸气具有冲淡空气中的氧浓度、包围、隔离火源的作用。

=1\*GB3①地表注水法：对于大面积平坦地形的表层明火，采用大面积注水，利用火区地表裂隙的自然渗透能力，水逐渐渗入地下最终到达灭火。

实践证明:经过1周左右时间，连续大量注水后明火可全部熄灭，地表温度下降到适宜穿孔设备作业的条件。

=2\*GB3②钻孔注水降温：对于地层深处的自然明暗火可采用钻孔注水降温。即在火区范围打一定数量的钻孔，然后向孔内大量注入，使水流顺煤层节理、裂隙渗透，最后使火熄火，并降低温度。这种方法用水少、灭火快、效率高、降温效果好，降温后可立即进行穿孔作业，对生产接续影响小。

2.2.4注浆灭火技术

注浆灭火技术在我国有自然发火危险的煤矿中用得较普遍，浆液能够吸热降温，对煤体还有包裹作用，到达隔氧的目的，对于采空区的灭火效果显著。

传统灌注浆材料是含砂量不超过25％～30％的黄土，但大量使用黄土会损害耕地，与农业争地的矛盾日趋锋利。

2.2.5注凝胶灭火技术

“凝胶”是硅的胶体，它由基科A和促凝剂B按一定的比例配制成水溶液，注入到煤体中凝结成胶，包裹煤体，阻碍煤与氧结合，起到堵漏和灭火的目的，具有灭火速度快、平安性好、火源复燃性低等优点。

胶体防灭火技术作为推广迅速的一种新型灭火技术，已被广泛应用于井下煤层火灾的防治。

2.3爆破施工组织及爆破施平安技术措施

2.3.1爆破施工组织

成立专业高温爆破作业队伍，成立高温爆破领导小组，所有队员要经过技术培训经考试合格后持证上岗，要形成固定的人员搭配，严禁随意调配或临时搭配高温爆破作业人员，并编制高温爆破作业施工方案，按照编制好的爆破施工方案反复进行模拟真实环境的〔炮孔积水、环境温度、炸药温度等〕爆破施工演练，取得装药时的反响时间，以掌握最正确的控制时间，作为指导爆破作业的作业时间，每次爆破均应经有关领导批准。

2.3.2爆破施工平安技术措施

爆破施工作业时要对周围工作面进行降温处理，所有作业人员要有周到平安的防护措施。

2.3.2.1穿孔作业

高温条件下的爆破施工应采用垂直炮孔，炮孔直径应不小于140mm，火区中的岩体受到高温煅烧，有的岩石结构受到破坏，岩体比拟破碎。高温会导岩石性能改变。在高温岩石中钻孔容易损坏钻具，容易塌孔，打孔难，成孔难。要提高施工管理和施工工艺〔提高钻机操作人员的操作技术技能，在钻孔作业时，要高转速，强吹风，低冲击〕，高温作业容易出现烫伤等其它平安事故，要有平安周到的防护措施。

2.3.2.2炮孔温度的检测

根据经验，测温需采用至少两种型号的测温仪同时进行，高温爆破采用的测温仪主要