看他们如何破解这一难题

在日前举办的2025年煤炭建设行业工程建设质量管理小组活动成果交流会上，中煤三建二十九工程处新街一井主立井项目QC小组完成的《西部富水冻结软岩地层安全高效爆破技术研究》成果荣获特等奖。

富水冻结软岩地层爆破面临的难题有哪些？如何破解？近日，笔者走近新街一井主立井项目QC小组一探究竟。

软岩爆破陷入两难困境

新街一井主立井位于内蒙古自治区伊金霍洛旗，是晋陕内蒙古煤炭核心区尚未开发的大型整装煤田，设计年产能800万吨。其主立井净直径达9.6米，最大掘进荒径13.7米，掘砌深度850米，属超大断面深井，采用“冻结+钻爆”方法施工。

“新街一井所在的西部地区广泛分布着侏罗系、白垩系富水软岩地层，这种特殊的地质条件给我们带来了前所未有的挑战。”新街一井主立井项目技术负责人、QC小组组长刘宁表示。

在这种地层中，传统爆破技术陷入两难困境：岩体未冻结时，像豆腐一样软弱，爆破扰动极易导致围岩失稳，引发片帮、冒顶甚至突水突泥，安全风险极高；当岩体完全冻结后，又变得像钢铁一样坚硬且脆，不仅破岩能耗剧增、效率低下，还极易因爆破振动损伤邻近的冻结管。

“冻结管是冻结法的生命线，一旦断裂，冻结壁失效，后果将不堪设想。”刘宁说。

应用现有常规爆破技术无法同时解决弱扰动控制与高效安全破岩的矛盾。这已成为制约西部类似矿区安全高效开发的关键技术瓶颈。

创新工艺技术解难题

面对严峻挑战，新街一井主立井项目QC小组选择了迎难而上。QC小组成员孙建说：“当时压力很大，但确保矿井安全高效建设的责任更大。我们必须突破传统思维，找到一条新路。”

QC小组运用系统思维，创新提出“理论研究+数值模拟+现场试验+数据分析”四位一体的多维度、多层次实施方案。该方案避免了单纯理论研究的漫长周期和单纯现场试错的高风险，通过多线并行、闭环优化的方式，力求在保证科学性的前提下，快速破解难题。

在钻孔环节，QC小组引进了一款高精度液压钻机，并配套优化了专用钻具。

“这台钻机真是我们的利器！”现场操作手张师傅说，“它钻孔又快又准，噪音还小。以前气动钻机钻进冻结硬岩真费劲，现在轻松多了，而且孔打得直，为后续爆破打下了良好基础。”

针对富水软岩段排渣难题，QC小组自主研发了双压风高效排渣系统。技术主管凌瑞瑞说：“这就好比给钻孔加上了双保险吹风机，一路低压风负责即时吹散容易糊住的岩屑，另一路高压风负责把渣子强力推出来，彻底解决了糊钻、卡钻的老大难问题，效率提升50%以上。”

在爆破工艺上，QC小组研发出适用于未冻软岩的预裂爆破控制技术，并采用针对冻结硬岩的新型掏槽技术与抗冻炸药优选方案。

负责爆破设计的工程师胡承刚表示：“通过大量数值模拟和现场试验迭代，我们终于找到了既能有效破碎坚硬冻岩，又能将振动控制在冻结管安全阈值内的最佳爆破参数组合，实现安全与效率的平衡。”

通过系列技术创新，新街一井主立井施工效率显著提升，平均日循环进尺从3米稳定提高至4米。爆破后井帮平整，超欠挖率得到有效控制，未发生任何因爆破导致的围岩失稳或冻结管损伤事件。

“这项成果让我们节约了可观成本，预计年效益可达千万元。”刘宁表示。

应用《西部富水冻结软岩地层安全高效爆破技术研究》成果，他们成功破解了西部富水冻结软岩地层井筒建设的安全高效爆破难题，为类似复杂地质条件下的工程建设提供了可复制、可推广的案例。

作者：吴新旋版面编辑：王世雅

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来源：中国煤炭报

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