震动性爆破是采用增加炮眼数和装药量,对煤体及岩层造成强烈的震动,在人员撤到安全地点的条件下诱导突出,一次爆破揭穿突出煤层并成巷的爆破方法。在震动爆破条件下,因爆破震动,围岩应力和瓦斯压差急剧变化,创造了最有利的突出条件。因此,震动性爆破基本上是一种人为的诱使突出的安全措施,它使突出发生在没有人员在场和采取了预防瓦斯、煤尘爆炸措施的情况下。
我国煤矿石门和立井揭开突出危险煤层时常采用震动爆破,它的效果取决于岩柱厚度、炮眼数、炮眼布置和装药量等参数。
1)岩柱厚度
岩柱厚度越大,爆破前突出的可能性越小,但越难一次揭开全煤层。《煤矿安全规程》规定,急倾斜煤层岩柱厚度不小于1.5 m。缓倾斜和倾斜煤层,为了全断面一次揭开煤层,可将工作面做成台阶状或斜面,然后布置炮眼。
控制突出煤层前探钻孔布置如图3. 63所示。

图3. 63 控制突出煤层前探钻孔布置
1、2、3、4-探煤钻孔
2)炮眼数和炮眼布置
要求能一次揭开煤层全断面。一般情况下,震动爆破的炮眼数为普通爆破的2~3倍,炮眼数N也可按辽宁北票矿务局的经验公式计算为
N= 5.5 S
1/2f
2/3 (3.17)
式中S-掘进巷道的断面积,m²;
f-岩石的硬度系数,见表3. 20。
表3.20 岩石的硬度系数

炮眼布置以提高爆破效果为原则。可用单列3组楔形掏槽的方式。岩眼和煤眼要交错相间排列,顺序爆破。石门周边炮眼应适当布置密些,以保证爆破后石门周边轮廓完整。
重庆天府矿务局磨心坡矿+100 m水平石门揭煤钻孔布置如图3.64所示。

图3. 64 天府矿务局磨心坡矿+100 m水平石门揭煤钻孔布置
1、2、3、…、25-钻孔编号
重庆中梁山矿务局北矿石门揭煤抽放钻孔布置如图3. 65所示。
3)装药量
决定于巷道断面、岩石性质和需要爆破的岩石体积。各矿实际装药量,往往相差很大,一般为通常爆破的2~3倍,为1. 76~11 kg/m³,应根据本矿的实际爆破经验确定。一般情况下,f=3~4时,炸药量为4~5 kg/m³;f=6~8时,为5~7 kg/m³。根据重庆天府和中梁山矿务局经验,单纯增大总炸药量,有可能增加突出次数和强度。

图3. 65 中梁山矿务局北矿石门揭煤抽放钻孔布置
4)采用震动爆破措施时的注意事项
①震动爆破时,应将井下人员撤至地面。为了少影响生产,一般在交接班时爆破。
②爆破时应全井断电,进风系统内不得有火源存在,以免引燃瓦斯。
⑧爆破半小时后由救护队进入检查。具有延期突出的矿井,进入的时间还要加长。
④为了限制突出的波及范围,可在距离工作面4~5 m处,垒起高不小于1.5 m的矸石堆或高至顶板的木垛。
⑤设立反向风门。
⑥震动爆破后发生煤与瓦斯突出,应立即报告矿调度室和震动爆破指挥者,根据矿井灾害预防和处理计划,执行救灾措施,按计划恢复通风,清理突出物。
⑦爆破后清理工作中必须加强支护。
⑧震动爆破的有关资料应详细记录,以便总结和分析。
5)挡拦
采用震动性爆破揭开突出煤层时,为了减小突出强度,可以采用挡拦措施,挡拦可用金属、矸石、木料等材料构成。棚状金属挡拦如图3. 66所示,有3种形式:小型挡拦用于煤巷,用直径6mm钢丝编织成网;中型挡拦用于半煤岩巷,在圆钢上铺金属网;大型挡拦用于岩巷,由槽钢组成,排列成棚状框架,框架上铺金属网,呈45°斜面布置,每50 m一组。

图3. 66 棚状金属挡拦示意图
1-突出危险煤层;2-掘进工作面;3-石门;4-框架;5-金属网;6-斜撑木支柱
矸石堆和木垛挡拦如图3. 67所示。

图3. 67 矸石堆和木垛挡拦示意图
1-突出煤层;2-石门掘进工作面;3-石门;4-矸石堆;5-木垛
金属型钢和木支柱组成的挡拦结构如图3. 68所示。

图3. 68 金属型钢和木支柱组成的挡拦结构图
1、2、3、7、8-木支柱;4、5、6-1字钢;9-扒钉;10-石门轮廓线;11-通风管
气囊挡拦结构如图3. 69所示。

图3. 69 气囊挡拦结构图
1-气囊垛;2-金属框架;3-水车