在日前舉辦的2025年煤炭建設行業工程建設質量管理小組活動成果交流會上，中煤三建二十九工程處新街一井主立井項目QC小組完成的《西部富水凍結軟巖地層安全高效爆破技術研究》成果榮獲特等獎。

富水凍結軟巖地層爆破面臨的難題有哪些？如何破解？近日，筆者走近新街一井主立井項目QC小組一探究竟。

軟巖爆破陷入兩難困境

新街一井主立井位于內蒙古自治區伊金霍洛旗，是晉陜內蒙古煤炭核心區尚未開發的大型整裝煤田，設計年產能800萬噸。其主立井凈直徑達9.6米，最大掘進荒徑13.7米，掘砌深度850米，屬超大斷面深井，采用“凍結+鉆爆”方法施工。

“新街一井所在的西部地區廣泛分布著侏羅系、白堊系富水軟巖地層，這種特殊的地質條件給我們帶來了前所未有的挑戰?！毙陆忠痪髁⒕椖考夹g負責人、QC小組組長劉寧表示。

在這種地層中，傳統爆破技術陷入兩難困境：巖體未凍結時，像豆腐一樣軟弱，爆破擾動極易導致圍巖失穩，引發片幫、冒頂甚至突水突泥，安全風險極高；當巖體完全凍結后，又變得像鋼鐵一樣堅硬且脆，不僅破巖能耗劇增、效率低下，還極易因爆破振動損傷鄰近的凍結管。

“凍結管是凍結法的生命線，一旦斷裂，凍結壁失效，后果將不堪設想?！眲幷f。

應用現有常規爆破技術無法同時解決弱擾動控制與高效安全破巖的矛盾。這已成為制約西部類似礦區安全高效開發的關鍵技術瓶頸。

創新工藝技術解難題

面對嚴峻挑戰，新街一井主立井項目QC小組選擇了迎難而上。QC小組成員孫建說：“當時壓力很大，但確保礦井安全高效建設的責任更大。我們必須突破傳統思維，找到一條新路?！?/span>

QC小組運用系統思維，創新提出“理論研究+數值模擬+現場試驗+數據分析”四位一體的多維度、多層次實施方案。該方案避免了單純理論研究的漫長周期和單純現場試錯的高風險，通過多線并行、閉環優化的方式，力求在保證科學性的前提下，快速破解難題。

在鉆孔環節，QC小組引進了一款高精度液壓鉆機，并配套優化了專用鉆具。

“這臺鉆機真是我們的利器！”現場操作手張師傅說，“它鉆孔又快又準，噪音還小。以前氣動鉆機鉆進凍結硬巖真費勁，現在輕松多了，而且孔打得直，為后續爆破打下了良好基礎。”

針對富水軟巖段排渣難題，QC小組自主研發了雙壓風高效排渣系統。技術主管凌瑞瑞說：“這就好比給鉆孔加上了雙保險吹風機，一路低壓風負責即時吹散容易糊住的巖屑，另一路高壓風負責把渣子強力推出來，徹底解決了糊鉆、卡鉆的老大難問題，效率提升50%以上。”

在爆破工藝上，QC小組研發出適用于未凍軟巖的預裂爆破控制技術，并采用針對凍結硬巖的新型掏槽技術與抗凍炸藥優選方案。

負責爆破設計的工程師胡承剛表示：“通過大量數值模擬和現場試驗迭代，我們終于找到了既能有效破碎堅硬凍巖，又能將振動控制在凍結管安全閾值內的最佳爆破參數組合，實現安全與效率的平衡?！?/span>

通過系列技術創新，新街一井主立井施工效率顯著提升，平均日循環進尺從3米穩定提高至4米。爆破后井幫平整，超欠挖率得到有效控制，未發生任何因爆破導致的圍巖失穩或凍結管損傷事件。

“這項成果讓我們節約了可觀成本，預計年效益可達千萬元?！眲幈硎尽?/span>

應用《西部富水凍結軟巖地層安全高效爆破技術研究》成果，他們成功破解了西部富水凍結軟巖地層井筒建設的安全高效爆破難題，為類似復雜地質條件下的工程建設提供了可復制、可推廣的案例。

作者：吳新旋版面編輯：王世雅

編輯

來源：中國煤炭報

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