關(guān)鍵詞：空氣間隔；不耦合裝藥；爆堆塊度；爆破參數(shù) 

1、工程概況
準(zhǔn)東露天煤礦由神華新疆能源有限責(zé)任公司（下稱神新公司）投資開發(fā)，距吉木薩爾縣120km，距烏魯木齊市218km，向西距216國(guó)道10km。該露天煤礦位于區(qū)域性褶曲構(gòu)造---帳篷溝背斜的西翼，露天礦內(nèi)的侏羅系地層呈向西北向傾的單斜構(gòu)造。煤層平均總厚72.58m，按西山窯組地層平均厚144.53m計(jì)，含煤系數(shù)為50.22%，其中可采、局部可采煤層1-5層，平均可采總厚65.83m。該露天煤礦自2008年5月正式開工，其鉆爆施工由葛洲壩集團(tuán)易普力股份有限公司準(zhǔn)東項(xiàng)目部承接，巖層的剝離和煤層的采掘均使用爆破方法，采用深孔梯段爆破方式自上而下進(jìn)行。
易普力股份有限公司準(zhǔn)東項(xiàng)目部進(jìn)行了一系列爆破實(shí)驗(yàn)，雖然塊煤率有所提高，但仍然無(wú)法滿足神新公司要求。
2、塊煤率偏小的原因分析
通過(guò)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)、微差時(shí)間等大量的工程實(shí)踐，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析比對(duì)，準(zhǔn)東露天煤礦產(chǎn)生細(xì)粒煤、沫煤的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1、該煤礦的煤質(zhì)較軟，煤層易風(fēng)化，屬極易磨煤。
根據(jù)神新公司對(duì)B煤組正常煤層做了可磨性測(cè)試，測(cè)試可磨性指數(shù)（HGI）全區(qū)平均為103。單一煤層區(qū)Bm可磨性指數(shù)（HGI）101-139之間，平均109；分叉雙煤層區(qū)B2可磨性指數(shù)（HGI）100-117之間，平均119。B1可磨性指數(shù)（HGI）95-109之間，平均102；分叉多煤層區(qū)B12可磨性指數(shù)（HGI）85-100之間，平均93。B11可磨性指數(shù)（HGI）78-104之間，平均103。B煤組煤層按國(guó)家煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T852-2000劃分，總體上屬于極易磨煤。
2、挖裝、運(yùn)輸、篩分等工序造成的物理破碎。
在煤層的采掘過(guò)程中，工作面上采用分層采裝方式，主要采用PC360型單斗挖掘機(jī)采裝—自卸汽車運(yùn)輸—篩分系統(tǒng)篩分的間斷生產(chǎn)工藝，最后經(jīng)篩分成為商品煤。這幾道生產(chǎn)工序都會(huì)對(duì)煤塊造成不同程度再次破碎。
3、連續(xù)耦合裝藥結(jié)構(gòu)使得炮孔周圍產(chǎn)生較大的粉碎圈。
易普力公司采用多孔粒狀銨油炸藥，連續(xù)耦合裝藥結(jié)構(gòu)。連續(xù)耦合裝藥爆炸后產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊荷載作用于孔壁后，會(huì)產(chǎn)生較大的粉碎圈，從而造成了細(xì)粒煤、沫煤增加。
上述原因中，連續(xù)耦合裝藥結(jié)構(gòu)應(yīng)是引起煤層爆破細(xì)料偏多的最重要、最為明顯的因素，改變裝藥結(jié)構(gòu)、耦合方式，減少粉碎圈的范圍是加大煤層爆破塊度、減少粉煤的有效途徑。
3、爆破實(shí)驗(yàn)方案
目前，準(zhǔn)東神新煤礦煤層生產(chǎn)臺(tái)階高度為10m，鉆孔設(shè)備為CM351型潛孔鉆，鉆孔孔徑為115mm。使用的炸藥為現(xiàn)場(chǎng)混裝炸藥車生產(chǎn)的多孔粒狀銨油炸藥。為了解決耦合裝藥結(jié)構(gòu)爆破產(chǎn)生的過(guò)度粉碎，實(shí)驗(yàn)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)爆破，而現(xiàn)場(chǎng)混制銨油炸藥具有極強(qiáng)的流動(dòng)性，很難實(shí)現(xiàn)徑向不耦合裝藥，因此，在煤層的爆破中采用空氣間隔器實(shí)現(xiàn)軸向不耦合裝藥。
4、空氣間隔作用機(jī)理
集中藥包耦合裝藥，作用于炮孔周邊巖體的沖擊波壓力峰值較高，會(huì)造成炮孔周圍巖體過(guò)度粉碎，浪費(fèi)炸藥爆炸能量；沖擊波對(duì)巖體的作用時(shí)間短，能量利用率低，并且會(huì)造成巖體破碎不均勻。在炮孔內(nèi)藥包之間設(shè)置一定的空氣間隔，可以起到以下作用[1－2]：
（1）降低爆炸沖擊波的峰值壓力，減少炮孔周圍巖石的粉碎性破壞。
（2）巖石受到爆炸沖擊波的作用后，還受到爆炸氣體所形成的壓力波和來(lái)自炮孔孔底的反射波作用。
（3）延長(zhǎng)應(yīng)力的作用時(shí)間。沖擊波作用于堵塞物或孔底后又返回到空氣間隔中，由于沖擊波的多次作用，使應(yīng)力場(chǎng)得到增強(qiáng)的同時(shí)，也延長(zhǎng)了應(yīng)力波在巖石中的作用時(shí)間（作用時(shí)間增加2~5倍）,若空氣間隔置于藥柱中間，炸藥在空氣間隔兩端所產(chǎn)生的應(yīng)力波峰值相互作用可產(chǎn)生一個(gè)加強(qiáng)的應(yīng)力場(chǎng)。
研究表明，采用空氣間隔技術(shù)裝藥爆破時(shí)可以使巖石破碎塊度更加均勻，且炸藥可減少10%~20%。采用空氣間隔技術(shù)進(jìn)行爆破生產(chǎn)時(shí)，空氣間隔長(zhǎng)度是影響破碎塊度水平的重要因素。
5、爆破實(shí)驗(yàn)及技術(shù)措施
易普力股份有限公司準(zhǔn)東項(xiàng)目部從2009年9月中旬開始，歷經(jīng)了三個(gè)多月時(shí)間，分別在▽490、▽480、▽470、▽460四個(gè)采煤平盤進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中不斷總結(jié)，制定和采取了以下幾點(diǎn)技術(shù)措施：
     （1）實(shí)驗(yàn)方案仍采用原有的鉆爆參數(shù)，只通過(guò)改變裝藥結(jié)構(gòu)及耦合系數(shù)來(lái)提高塊煤率。
     （2）使用礦山充氣袋來(lái)實(shí)現(xiàn)由空氣間隔的軸向不耦合裝藥。裝藥結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

      （3）起爆網(wǎng)絡(luò)采用導(dǎo)爆索與非電雷管組合的分區(qū)排間微差起爆網(wǎng)絡(luò)，排間微差時(shí)間控制在150ms左右。
（4）炮區(qū)自由面處不應(yīng)有堆渣，避免出現(xiàn)大面積根底。
通過(guò)數(shù)十次煤層爆破實(shí)驗(yàn)，對(duì)爆后煤渣進(jìn)行取樣，除風(fēng)化煤層及破碎帶外，其塊度尺寸區(qū)間分布基本保持不變。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用空氣間隔技術(shù)爆破的塊煤率比原來(lái)的常規(guī)爆破有所提高，提高了10～17%。
6、結(jié)束語(yǔ)
     （1）空氣間隔技術(shù)有效的提高了炸藥能量利用率，爆后煤渣的塊度更加均勻，降低炸藥單耗，減少了炸藥用量。
     （2）在準(zhǔn)東煤礦煤層爆破中，根據(jù)現(xiàn)有爆破施工條件，采用空氣間隔技術(shù)實(shí)現(xiàn)軸向不耦合裝藥，縮小了粉碎圈范圍，減少了細(xì)煤粒的產(chǎn)生，提高了塊煤率。
     （3）在準(zhǔn)東煤礦煤層爆破中，采用上部空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，間隔長(zhǎng)度為1.5m，爆破效果較好。
     （4）最佳空氣間隔長(zhǎng)度及位置需要通過(guò)爆破實(shí)驗(yàn)不斷優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：
[1] 王玉杰.爆破工程[M]. 武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2007.
[2] 于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.