震動性爆破是采用增加炮眼數(shù)和裝藥量,對煤體及巖層造成強烈的震動,在人員撤到安全地點的條件下誘導(dǎo)突出,一次爆破揭穿突出煤層并成巷的爆破方法。在震動爆破條件下,因爆破震動,圍巖應(yīng)力和瓦斯壓差急劇變化,創(chuàng)造了最有利的突出條件。因此,震動性爆破基本上是一種人為的誘使突出的安全措施,它使突出發(fā)生在沒有人員在場和采取了預(yù)防瓦斯、煤塵爆炸措施的情況下。
我國煤礦石門和立井揭開突出危險煤層時常采用震動爆破,它的效果取決于巖柱厚度、炮眼數(shù)、炮眼布置和裝藥量等參數(shù)。
1)巖柱厚度
巖柱厚度越大,爆破前突出的可能性越小,但越難一次揭開全煤層。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,急傾斜煤層巖柱厚度不小于1.5 m。緩傾斜和傾斜煤層,為了全斷面一次揭開煤層,可將工作面做成臺階狀或斜面,然后布置炮眼。
控制突出煤層前探鉆孔布置如圖3. 63所示。

圖3. 63 控制突出煤層前探鉆孔布置
1、2、3、4-探煤鉆孔
2)炮眼數(shù)和炮眼布置
要求能一次揭開煤層全斷面。一般情況下,震動爆破的炮眼數(shù)為普通爆破的2~3倍,炮眼數(shù)N也可按遼寧北票礦務(wù)局的經(jīng)驗公式計算為
N= 5.5 S
1/2f
2/3 (3.17)
式中S-掘進巷道的斷面積,m²;
f-巖石的硬度系數(shù),見表3. 20。
表3.20 巖石的硬度系數(shù)

炮眼布置以提高爆破效果為原則。可用單列3組楔形掏槽的方式。巖眼和煤眼要交錯相間排列,順序爆破。石門周邊炮眼應(yīng)適當(dāng)布置密些,以保證爆破后石門周邊輪廓完整。
重慶天府礦務(wù)局磨心坡礦+100 m水平石門揭煤鉆孔布置如圖3.64所示。

圖3. 64 天府礦務(wù)局磨心坡礦+100 m水平石門揭煤鉆孔布置
1、2、3、…、25-鉆孔編號
重慶中梁山礦務(wù)局北礦石門揭煤抽放鉆孔布置如圖3. 65所示。
3)裝藥量
決定于巷道斷面、巖石性質(zhì)和需要爆破的巖石體積。各礦實際裝藥量,往往相差很大,一般為通常爆破的2~3倍,為1. 76~11 kg/m³,應(yīng)根據(jù)本礦的實際爆破經(jīng)驗確定。一般情況下,f=3~4時,炸藥量為4~5 kg/m³;f=6~8時,為5~7 kg/m³。根據(jù)重慶天府和中梁山礦務(wù)局經(jīng)驗,單純增大總炸藥量,有可能增加突出次數(shù)和強度。

圖3. 65 中梁山礦務(wù)局北礦石門揭煤抽放鉆孔布置
4)采用震動爆破措施時的注意事項
①震動爆破時,應(yīng)將井下人員撤至地面。為了少影響生產(chǎn),一般在交接班時爆破。
②爆破時應(yīng)全井?dāng)嚯姡M風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)不得有火源存在,以免引燃瓦斯。
⑧爆破半小時后由救護隊進入檢查。具有延期突出的礦井,進入的時間還要加長。
④為了限制突出的波及范圍,可在距離工作面4~5 m處,壘起高不小于1.5 m的矸石堆或高至頂板的木垛。
⑤設(shè)立反向風(fēng)門。
⑥震動爆破后發(fā)生煤與瓦斯突出,應(yīng)立即報告礦調(diào)度室和震動爆破指揮者,根據(jù)礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計劃,執(zhí)行救災(zāi)措施,按計劃恢復(fù)通風(fēng),清理突出物。
⑦爆破后清理工作中必須加強支護。
⑧震動爆破的有關(guān)資料應(yīng)詳細記錄,以便總結(jié)和分析。
5)擋攔
采用震動性爆破揭開突出煤層時,為了減小突出強度,可以采用擋攔措施,擋攔可用金屬、矸石、木料等材料構(gòu)成。棚狀金屬擋攔如圖3. 66所示,有3種形式:小型擋攔用于煤巷,用直徑6mm鋼絲編織成網(wǎng);中型擋攔用于半煤巖巷,在圓鋼上鋪金屬網(wǎng);大型擋攔用于巖巷,由槽鋼組成,排列成棚狀框架,框架上鋪金屬網(wǎng),呈45°斜面布置,每50 m一組。

圖3. 66 棚狀金屬擋攔示意圖
1-突出危險煤層;2-掘進工作面;3-石門;4-框架;5-金屬網(wǎng);6-斜撐木支柱
矸石堆和木垛擋攔如圖3. 67所示。

圖3. 67 矸石堆和木垛擋攔示意圖
1-突出煤層;2-石門掘進工作面;3-石門;4-矸石堆;5-木垛
金屬型鋼和木支柱組成的擋攔結(jié)構(gòu)如圖3. 68所示。

圖3. 68 金屬型鋼和木支柱組成的擋攔結(jié)構(gòu)圖
1、2、3、7、8-木支柱;4、5、6-1字鋼;9-扒釘;10-石門輪廓線;11-通風(fēng)管
氣囊擋攔結(jié)構(gòu)如圖3. 69所示。

圖3. 69 氣囊擋攔結(jié)構(gòu)圖
1-氣囊垛;2-金屬框架;3-水車