周宝文  肖青松
                                                       (葛洲坝易普力股份有限公司，重庆，401121)
摘要：针对在露天煤矿爆破的高温采空区治理难题，从爆破器材的选取、爆破参数、起爆网路等几个方面进行摸索实践，采用反序爆破施工法，成功地处理了高温采空区，积累了一定的高温采空区爆破治理经验。
关键词：复杂环境；高温采空区爆破；反序爆破施工法
1工程概况
中煤平朔东露天矿工作帮1260及以上平盘北部已进入沟底新井小煤窑空区范围，沟底新井矿空区范围为155万平方米。该工程位于东露天矿西帮1275平盘，正好处于沟底新井小煤窑采空区上方。采空区面积大，且采空区内因部分煤层发火产生高温火区(以下简称高温区)，高温区热源热点不清，岩石表面裂隙多、冒烟现象严重。
2爆破施工方案选取
拟采用爆破崩落法治理高温采空区。高温采空区炮孔布置平面如图1所示。其中，采空区炮孔设计孔深27．5～35．8m，高温区炮孔设计孔深17．3～19．7m，孔网参数6m×6m，炮孔直径均为250mm。

                                        
通过对施工现场钻孔资料进行认真分析，在采空区一原有孔位上补加4个探测孔，设计孔深30m；在采空区二原有孔位上补加3个探测孔，设计孔深42m；北部补加9个炮孔(见图1)。根据探测孔孔温情况制定施工方案如下：
(1)若采空区一、采空区二补加探测孔均为高温孔，采取分区分段、多次爆破施工方案，单次爆破高温炮孔孔数不超过10个。
(2)若采空区一、采空区二补加探测孔均为常温孔或中温孔，采取一次爆破的处理方法。
(3)若采空区一补加探测孔为常温孔或中温孔，采空区二补加探测孔为高温孔，先行对采空区一进行爆破处理，后续进行采空区二爆破处理。
经过对高温炮孔注水降温处理，爆破当天对孔温详细跟踪测量，高温区内炮孔孔温超过60℃的孔数共7个，加之矿方对施工进度要求紧迫，最终决定采取方案(2)一次爆破处理高温采空区。
3爆破设计
3．1爆破器材选取
高温爆破是指炮孔孔内温度高于60℃的爆破作业。爆破器材有一定的热感度，在高温条件下，如果达到了热感度，爆破器材便会发生早爆或失效，从而威胁爆破作业人员的生命安全。因此，高温采空区爆破作业必须选用热感度低、耐高温爆破器材(起爆弹、导爆管、导爆索、炸药等)，选取所需爆破器材时应详细了解产品的温度适用范围。爆破器材在不同温度下的性能情况见表1。

                                   
考虑到导爆索起爆网路连接的快捷性、易操作性，故选取耐高温导爆索作为起爆材料；高温炮孔经注水降温处理后，炮孔内积水多，且水汽大，而混装乳化炸药抗水性能良好，输入炮孔时的乳胶基质为未发泡的半成品，且乳胶基质温度可达80℃，耐高温性能良好，故高温炮孔选用混装乳化炸药；由于混装乳化炸药装药效率慢，而高温炮孔爆破要求快装快放，以保证爆破作业人员安全，因此采空区炮孔、常温炮孔(50℃以下)及中温炮孔(50～60℃)使用混装铵油炸药。
3．2装药结构
3．2．1  采空区装药结构
装药前对见空洞炮孔底部空腔应封堵处理。在距离空腔上缘lm处使用1发空气间隔器(规格：φ250mm)封堵，待完全充气后，采用细岩粉反充填1．5m，为防止药柱下沉，再使用1发空气间隔器封堵，应保证空气间隔器与孔底反充填岩粉充分接触，不留空隙，待完全充气后，反充填0．5m细岩粉。本次爆破采空区炮孔使用}昆装铵油炸药，延米量为43．5kg／m：为减小爆破振动，采取分层装药结构，底部药柱装至距孔口13．0m，岩粉回填3．5m，上部药柱长度3．5m，堵长为6．0m。为保证起爆可靠性，采空区炮孔使用3发起爆具。采空区炮孔装药结构如图2(a)所示。

                                           
3．2．2  高温区装药结构
高温区炮孔装药前应进行第二次测温，对高温炮孔应注水降温处理。待常温炮孔、中温炮孔、采空区炮孔全部装药完毕后，再对高温区炮孔进行装药。本次爆破高温区炮孔使用混装乳化炸药，延米量为62．5kg／m。考虑到分层装药效率低下，故采取连续装药结构，堵长为7．5m(混装乳化炸药未发泡前堵长，实际堵长应为6．7m左右)。高温区炮孔装药结构如图2(b)所示。
3．3起爆网路设计
采用复式导爆索网路连接起爆。选用西安庆华生产的导爆索双向继爆管(延期时间40ms)，为保证起爆网路传爆可靠性，使用两发双向继爆管并联绑扎。高温采空区起爆网路如图3所示。

                                         
4爆破施工工艺
由于高温区的存在，决定了本次爆破工程施工的特殊性及其复杂性。如果按照常规深孔爆破施工工艺(装药—联网—警戒—起爆)，炸药在高温孔中滞留时问长，潜在危险性大，不能有效保证爆破作业人员的安全。经过反复摸索及查阅相关资料，决定采用反序爆破施工法，并根据本次爆破工程的特性，对其进行优化，研究出一套针对高温采空区爆破的施工工艺(见图4)。此工艺具有可操作性强、施工安全高效、施工成本低等特点。
验孔—测量孔温—根据孔温情况补加炮孔—爆破设计(含详细施工组织)—施工前物资准备—装药前二次测温—高温孔预处理—施工安全技术交底—材料加工、敷设网路—采空区炮孔装药一常温孔装药一中温孔装药一联网一布置警戒、放起爆引线一高温孔装药一联网一起爆一爆后检查
图4高温采空区爆破施工工艺 
5效果评价及结论建议
(1)本次爆破成功治理了高温采空区，达到了采空区沉降封闭、高温区灭火的工程目的。经过此次治理，消除了矿区一个重大的安全隐患，对安全生产起到了重要的保障作用。同时积累了一定的高温采空区治理经验，为后续类似工程提供了参考。
(2)高温区爆破应慎重选取爆破器材。混装乳化炸药的使用，大大提高了高温区爆破作业的安全性。
(3)高温采空区爆破施工条件复杂，危险性大。爆破施工前应进行精心的施工组织，选取合理的施工工艺，应将保证爆破作业人员人身安全放在首位。若无特殊工期要求，建议合理安排施工进度，进行分区治理。
参考文献
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[4]顾毅成．爆破工程施工与安全[M]．北京：冶金工业出版社，2004．
摘自《中国爆破新进展》