剖析煤矿用爆破聚能管对岩层控制的作用

在煤矿开采作业中，岩层控制是保障安全生产和提高开采效率的关键环节。传统爆破方式存在能量分散、岩层破碎不均、易引发安全隐患等问题，而煤矿用爆破聚能管的应用为岩层控制带来了新的解决方案。这种聚能管通过独特的结构设计和爆破原理，能够对岩层进行精准控制，有效提升煤矿开采的安全性和经济性。下面将深入剖析煤矿用爆破聚能管对岩层控制的具体作用。 一、爆破聚能管的作用原理 爆破聚能管通常由高强度塑料或金属材料制成，管体上设有聚能槽或聚能孔。在爆破作业时，炸药被放置于聚能管内，聚能管的特殊结构使得爆炸产生的能量不再均匀地向四周扩散，而是沿着聚能槽或聚能孔的方向形成高度集中的聚能射流 。这种聚能射流具有极高的速度和能量密度，能够在岩层中产生强大的冲击和切割作用，相比传统爆破方式，极大地提高了能量的利用效率。
以某煤矿的实际爆破作业为例，使用普通爆破方式时，炸药能量利用率仅为 30% 左右，而采用爆破聚能管后，能量利用率提升至 60% 以上。聚能射流能够在岩层中形成定向的裂缝，为后续的岩层控制和开采作业创造有利条件。 二、对岩层破碎的精准控制 （一）定向破碎 爆破聚能管的聚能效应使得岩层能够按照预设的方向进行破碎。在煤矿巷道掘进过程中，通过合理布置聚能管的位置和方向，可以使岩层沿着巷道的轮廓线破碎，减少对巷道周边岩体的扰动。例如，在某煤矿的岩巷掘进工程中，使用爆破聚能管后，巷道成型质量显著提高，超挖量从原来的平均 20 厘米降低至 5 厘米以内，不仅减少了支护材料的用量，还提高了巷道的稳定性。 （二）控制破碎块度 传统爆破方式下，岩层破碎块度大小不一，不利于后续的运输和处理。而爆破聚能管能够通过调整聚能槽的形状、尺寸以及炸药的用量等参数，对岩层的破碎块度进行有效控制。在一些对煤炭块度有特定要求的煤矿开采中，使用爆破聚能管可以使破碎后的煤炭块度更加均匀，满足市场需求，提高煤炭的销售价格。 三、降低对周边岩层的扰动 （一）减少震动影响 爆破产生的震动是影响周边岩层稳定性的重要因素。爆破聚能管由于能量高度集中，大部分能量用于岩层的定向破碎，向周边传播的震动波能量大幅降低。研究表明，与普通爆破相比，使用爆破聚能管可使爆破震动强度降低 30% - 50%。这对于处于复杂地质条件下的煤矿开采尤为重要，能够有效减少因震动引发的岩层垮塌、顶板冒落等安全事故。 （二）保护巷道围岩 在煤矿巷道支护过程中，保持巷道围岩的完整性对于支护效果至关重要。爆破聚能管的应用可以减少爆破对巷道围岩的损伤，使围岩能够更好地发挥自身的承载能力。某煤矿在采用爆破聚能管进行巷道掘进后，巷道支护的锚杆、锚索受力更加均匀，支护结构的使用寿命延长，维护成本降低了 20% 以上。 四、优化岩层支护效果 （一）提高支护材料利用率 由于爆破聚能管能够实现岩层的精准破碎和成型，使得巷道断面更加规整，这为后续的支护作业提供了良好的基础。在进行锚杆、锚索支护时，支护材料能够更好地与岩层贴合，充分发挥支护作用，提高支护材料的利用率。同时，规整的巷道断面也便于喷射混凝土等支护施工，保证支护层的厚度均匀，增强支护结构的整体稳定性。 （二）降低支护成本 精准的岩层控制和良好的巷道成型减少了超挖和欠挖现象，降低了支护材料的用量。此外，由于爆破对周边岩层的扰动减小，岩层的稳定性提高，支护结构的设计可以更加合理，避免过度支护。这些因素共同作用，使得煤矿开采的支护成本显著降低。据统计，在一些应用爆破聚能管的煤矿项目中，支护成本降低了 15% - 30%。 五、预防和减少岩层灾害 （一）控制顶板垮落 在煤矿开采过程中，顶板垮落是常见的安全隐患。爆破聚能管通过对岩层的精准控制，可以使顶板岩层按照预定的方式和时间垮落，便于采取有效的支护和处理措施。例如，在某煤矿的工作面开采中，通过在顶板岩层中合理布置爆破聚能管，实现了顶板的定向垮落，避免了大面积突然垮落引发的安全事故，保障了工作面的安全生产。 （二）减少煤与瓦斯突出风险 煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的灾害之一。爆破聚能管的应用可以改善煤层的应力状态，减少应力集中现象，降低煤与瓦斯突出的风险。同时，精准的爆破控制可以减少对煤层透气性的破坏，有利于瓦斯的抽采和治理，为煤矿的安全生产创造良好条件。
煤矿用爆破聚能管通过独特的爆破原理和显著的技术优势，在岩层控制方面发挥了多方面的重要作用。从岩层破碎的精准控制到降低对周边岩层的扰动，从优化岩层支护效果到预防和减少岩层灾害，爆破聚能管都展现出了巨大的应用价值。随着煤矿开采技术的不断发展，爆破聚能管有望在更多的煤矿工程中得到应用和推广，为煤矿的安全、高效开采提供有力保障。
上述内容详细分析了爆破聚能管在岩层控制中的作用。若你想了解其在特定煤矿的应用细节，或对某部分内容有更深入探讨，欢迎随时说。