綜采面厚層堅(jiān)硬頂板強(qiáng)制放頂技術(shù)研究

耿春雷

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán) 古書院礦，山西 晉城 048000）

綜采面厚層堅(jiān)硬頂板強(qiáng)制放頂技術(shù)研究

耿春雷

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán) 古書院礦，山西 晉城 048000）

古書院礦151306綜采工作面采用預(yù)裂爆破強(qiáng)制放頂技術(shù)，需對該工作面厚堅(jiān)硬頂板切眼和兩巷深孔位置進(jìn)行合理布置，并對切眼和兩巷深孔預(yù)裂爆破參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，才為工作面的安全回采提供了有效的技術(shù)保證。

綜采面；堅(jiān)硬頂板；強(qiáng)制放頂；鉆孔爆破參數(shù)

山西晉城煤業(yè)集團(tuán)古書院礦151306綜采工作面開采15號煤層，工作面頂板為堅(jiān)硬難垮落頂板。工作面回采過程中，頂板初次來壓和周期來壓步距較大，當(dāng)大面積來壓時(shí)對支架沖擊性較大，容易造成人員傷亡和設(shè)備損壞。為了確保工作面的安全開采，本文采用鉆孔爆破施工技術(shù)對頂板進(jìn)行弱化處理，因此探尋合理施工參數(shù)和采取必要安全措施，對施工安全和鉆孔質(zhì)量具有重要意義。

1 工作面概況

工作面煤層賦存深度220m～340m，平均260m左右，工作面長度180m。采用綜合機(jī)械化采煤法，采高2.6m。煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚8.0m，抗壓強(qiáng)度54.32MPa；老頂為粉砂巖，厚12.0m，單軸抗壓強(qiáng)度93.26MPa。直接頂和老頂均屬堅(jiān)硬頂板。

2 鉆孔施工相關(guān)參數(shù)

2.1頂板處理高度確定

為了保證爆破處理后頂板中出現(xiàn)較多裂隙，工作面推過后的后方頂板能夠及時(shí)冒落，初步確定工作面切眼頂板巖層處理范圍為：工作面頂板至上方10m的垂直高度；初次放頂及步距放頂?shù)捻敯鍘r層處理范圍確定為沿工作面頂板至上方9m的垂直高度。

2.2 工作面切眼爆破鉆孔布置

工作面設(shè)備安裝前，在切眼內(nèi)距老塘側(cè)巷幫1 m處頂板打眼，180m長的切眼共布置10組炮孔，分別為 A、B、C、D、E 和 a、b、c、d、e 共 10 組炮孔，A和a組各為2個(gè)炮孔。B、C、D和b、c、d組各為3個(gè)炮孔，E和e組各為4個(gè)炮孔，見圖1。

圖1 切眼切斷頂板炮眼布置圖

切眼頂板深孔預(yù)裂爆破的炮眼裝藥結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計(jì)，如表1所示。

表1 切眼切斷頂板各炮眼參數(shù)與裝藥量

炮眼的具體參數(shù)為：B1、b1、C1、c1、D1、d1 炮眼長度為 19m，仰角為 32°，A1、a1、B2、b2、C2、c2、D2、d2 炮眼長度 20 m，仰角 30°，A2、a2、B3、b3、C3、c3、D3、d3 炮眼長度 22m，仰角 27°，E1、e1 炮眼長度29m，仰角32°，E2、e2炮眼長度224 m，仰角 30°，E3、e3 炮眼長度 18m，仰角 27°，E4、e4 炮眼長度10m，仰角30°，炮眼位置為老塘側(cè)幫向外1.0m從中間向兩邊進(jìn)行施工，共布置30個(gè)炮孔，A組與a組對稱，B組與b組對稱，以此類推。

2.3 工作面兩巷爆破鉆孔布置

（1）兩巷深孔爆破的鉆孔布置參數(shù)設(shè)計(jì)

圖2 兩巷步距放頂炮眼布置圖

工作面兩巷布置的第一個(gè)鉆場，距工作面26.4 m（工作面?zhèn)戎练彭斻@場中線），鉆場內(nèi)分別布置A、B、C、D、E 5組鉆孔。鉆孔A長度15m，仰角40°，水平角度90°；鉆孔B長度22m，仰角24°，水平角度90°，鉆孔C長度為36m，仰角16°，水平角度90°，鉆孔D長度為46m，仰角10°，水平角度90°，鉆孔E長度46m，仰角為7°，水平角度90°。向外的鉆場為每30m布置一個(gè)（鉆場中一一中），每個(gè)鉆場布置 A、B、C、D、E、F、G、H8組鉆孔。表2為兩巷初次及步距放頂各炮眼參數(shù)與裝藥量表。A、B、C、D、E五組鉆孔參數(shù)均同第一鉆場，鉆孔F長度13m，仰角43°，水平角度18°，鉆孔G長度18m，仰角26°，水平角度18°；鉆孔H長度17 m，仰角16°，水平角度18°。其它鉆場的鉆孔布置參數(shù)均同第二鉆場。A、B、C、D、E 5組鉆孔平行于工作面進(jìn)行施工，F(xiàn)、G、H三組鉆孔與工作面交叉呈18°進(jìn)行施工。在打鉆孔的兩巷內(nèi)鉆孔A組與A組對稱，B組與B組對稱，以此類推。

3 鉆孔施工過程中的安全技術(shù)措施

（1）確定鉆孔角度時(shí)，必須先將鉆機(jī)支墊平穩(wěn)，后用羅盤確定好鉆孔角度，標(biāo)定好眼位操作鉆機(jī)，使鉆桿平穩(wěn)對準(zhǔn)所標(biāo)眼位開機(jī)打鉆；剛開始打孔時(shí)必須控制好鉆機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，嚴(yán)防鉆桿速度過快及錯(cuò)位造成偏差。

表1 切眼切斷頂板各炮眼參數(shù)與裝藥量

（2）在切眼內(nèi)施工完一個(gè)鉆孔、往第二個(gè)孔位處移鉆機(jī)時(shí)，可用小絞車輔助拉鉆機(jī)，拆開所有油管，用繩扣掛住鉆機(jī)后座，再用小鉤將繩扣與絞車?yán)K連起來。使用小絞車?yán)@機(jī)時(shí)在絞車與鉆機(jī)之間嚴(yán)禁站人，并提前將雜物（影響通行）清凈。負(fù)責(zé)觀察鉆機(jī)移動的人員站在鉆機(jī)后3m用口哨向絞車司機(jī)發(fā)信號，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)及時(shí)發(fā)信號停車處理，使用絞車時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行其規(guī)定。放在平板車上的主泵、泥漿泵待拆火后，利用絞車運(yùn)至鉆機(jī)最近的位置，再用臨時(shí)擋道器打牢。

4 結(jié)束語

151306綜采工作面15號煤層的大厚度堅(jiān)硬頂板實(shí)施深孔預(yù)裂爆破的強(qiáng)制放頂技術(shù)，對工作面回采工序干擾較小，保證了工作面的安全生產(chǎn)，消除了對支架的沖擊損壞。但在實(shí)際操作過程中，應(yīng)將爆破的位置選擇在頂板拉應(yīng)力最大的區(qū)域和要控制的來壓步距位置，這樣才可減少鉆孔工程量和炸藥消耗量，從而降低頂板處理成本。

[1] 王金國.淺析煤礦綜采工作面強(qiáng)制放頂時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].神華科技，2009，7（5）:14-17.

[2] 宮世文，張蓀茗，孫震等.深孔欲裂爆破強(qiáng)制放頂技術(shù)的應(yīng)用[J].煤礦安全，2007（01）:21-22.

[3] 張學(xué)亮，賈光勝，徐剛.深孔爆破弱化堅(jiān)硬頂板參數(shù)優(yōu)化分析[J].煤礦開采，2010，15（01）:26-28.

[4] 陳明朝.主動強(qiáng)制放頂技術(shù)在初采時(shí)的應(yīng)用[J].中州煤炭，2006（06）:42.

Study on Hard Overhead Caving in Thick Coal Seam among Fully-mechanized M ining Face

GENG Chun-lei

(Safety Department,Gushuyuan Mine,Jincheng Coal Group,Jincheng Shanxi048000)

No.151306 fully-mechanized mining face in Gushuyuan Mine adopts pre-cracking explosion technology.Rational distribution of open-off cuts of hard roof and deep holes of two entries and rational design of pre-cracking explosion parameters can provide effective technological guarantee for the safe caving.

fully-mechanizedmining face;hard roof;forced caving;drilling blasting parameters

TD327.2

A

1672-5050（2011）09-0022-03

2011-06-13

耿春雷（1977—），男，山西晉城人，大學(xué)本科，注冊安全工程師，從事煤礦安全管理及采掘技術(shù)方面工作。

徐樹文