綜采工作面堅(jiān)硬頂板強(qiáng)制放頂工藝的實(shí)踐

苗念寬，任崇鵬

（中國(guó)華電神木縣隆德礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719302）

綜采工作面堅(jiān)硬頂板強(qiáng)制放頂工藝的實(shí)踐

苗念寬，任崇鵬

（中國(guó)華電神木縣隆德礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719302）

綜采工作面初采期間，老塘頂板不能及時(shí)垮落，形成大面積空頂，當(dāng)頂板跨度過(guò)大突然垮落，造成采空區(qū)空氣受壓縮瞬間從支架間及順槽釋放形成颶風(fēng)，極易造成人員傷害及設(shè)備損壞。本文通過(guò)分析強(qiáng)制放頂工藝的適用條件和參數(shù)要求，介紹了強(qiáng)放工藝的施工方法，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述了施工中影響強(qiáng)放效果的各種關(guān)鍵問(wèn)題，為進(jìn)一步完善強(qiáng)制放頂技術(shù)，提高綜采工作面的作業(yè)效率提供了科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

綜采工作面；堅(jiān)硬頂板；初采；來(lái)壓；強(qiáng)制放頂

1 工作面概況

華電煤業(yè)隆德煤礦205綜采工作面是我礦2-2煤西翼首采面，面長(zhǎng)300m，可采長(zhǎng)度3605m。工作面南、北、西方向均為未采區(qū)，東面是2-2煤大巷及保護(hù)煤柱。工作面范圍內(nèi)局部有0.1-0.6m砂質(zhì)泥巖偽頂，隨采隨落，直接頂是1.4-3.4m粉砂巖，老頂是11-18.6m細(xì)砂巖及粉砂巖。工作面整體賦存穩(wěn)定，靠近切眼處含1～2層夾矸，整體成寬緩的單斜構(gòu)造，平均傾角小于1°。本面煤層平均厚度4.0m，最厚4.8m，最薄3.3m，煤層在靠近切眼處較薄，靠近停采線處相對(duì)較厚。

2 強(qiáng)制放頂?shù)倪m用條件及其原理

強(qiáng)制放頂需要工作面頂板滿足以下要求：頂板巖性較為堅(jiān)硬、完整性較好，正常推采10m后無(wú)偽頂或直接頂冒落的現(xiàn)象；施工環(huán)境內(nèi)不存在瓦斯突出問(wèn)題。

通過(guò)對(duì)老塘頂板預(yù)裂爆破，促使其及時(shí)垮落，避免老塘頂板形成大面積懸頂。盡可能使冒落的矸石基本充滿采空區(qū)，以起到支持上覆巖層的作用，在實(shí)現(xiàn)工作面隨采隨落作業(yè)目標(biāo)的同時(shí)，有效緩解頂板垮落的沖擊強(qiáng)度，降低有害氣體的積存，降低瓦斯涌出事故的風(fēng)險(xiǎn)性。

3 強(qiáng)制放頂孔技術(shù)參數(shù)確定

因205工作面切眼高3.5m，巖石碎脹系數(shù)1.3，為保證強(qiáng)放后頂板巖石重填滿切眼空間，根據(jù)公式：1.3H=3.5+H，易得孔垂深H=11.7m，為保證后期裝藥時(shí)，便于裝藥，眼孔角度30°，這樣易得炮眼斜深23.4m，205切眼炮眼深度取24m。在切眼回風(fēng)側(cè)布置6個(gè)掏槽眼，其余區(qū)段布置爆破眼，炮眼間距為8m，共計(jì)37個(gè)炮眼，具體見(jiàn)205切眼強(qiáng)制放頂炮眼布置平面示意圖及205切眼強(qiáng)制放頂炮眼布置側(cè)視示意圖（見(jiàn)圖1）。

圖1

4 藥包制作

炮眼施工應(yīng)在工作面設(shè)備安裝前進(jìn)行，通常情況下待工作面推進(jìn)4-6m后，將藥包及炮泥裝在長(zhǎng)2m的PVC管內(nèi)，通常情況下，PVC管應(yīng)具有良好的抗靜電性能、剛度和韌性，直徑比炮眼直徑略小，這樣既可方便向頂板裝藥，也可防止產(chǎn)生靜電，觸發(fā)雷管。

裝藥系數(shù)按照巖性及頂板完整性確定，205工作面強(qiáng)制放頂孔裝藥系數(shù)為0.6，炮眼直徑為90mm，PVC管直徑75mm，為防止導(dǎo)爆索出現(xiàn)破損、擠壓和死節(jié)，每個(gè)炮眼內(nèi)分別布置兩條導(dǎo)爆索和兩發(fā)雷管，而后在炮眼底部用圓錐形木塞封口，具體見(jiàn)炮眼裝藥結(jié)構(gòu)示意圖（見(jiàn)圖2）。

圖2

5 井下裝藥、爆破

將預(yù)先制作的藥包、炮泥及導(dǎo)爆索逐節(jié)裝入炮眼內(nèi)，炮眼底部用錐形木塞塞緊，導(dǎo)爆索沿木塞預(yù)先留設(shè)的小孔引出，導(dǎo)爆索應(yīng)自頂板下垂至距離底板約1m高度處，以方便連線；連線時(shí)，雷管兩腳線分開并做好腳線絕緣皮的保護(hù)，避免形成短路，出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。

205切眼強(qiáng)制放頂采取一次裝藥，自回風(fēng)順槽側(cè)向膠運(yùn)順槽側(cè)依次進(jìn)行4次連線爆破，裝藥前，爆破地點(diǎn)500m以內(nèi)及其回風(fēng)側(cè)人員必須撤離至進(jìn)風(fēng)流中。

6 強(qiáng)制放頂工藝中應(yīng)注意的問(wèn)題

為保證爆破安全和強(qiáng)制放頂?shù)男Ч?，放炮作業(yè)應(yīng)合理安排各道工序，通常制作藥包及裝藥時(shí)，應(yīng)分4-6組同時(shí)進(jìn)行，并須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”與“三人連鎖放炮”制度的落實(shí)，做好爆破作業(yè)安全。

裝藥前，應(yīng)將PVC管壁的雜物清理干凈，保證裝藥順暢；PVC管與孔壁孔隙過(guò)大，或摩擦系數(shù)過(guò)小，會(huì)影響爆破效果；如PVC管質(zhì)脆易折、強(qiáng)度過(guò)低，則無(wú)法滿足設(shè)計(jì)中要求的填藥量，因此相關(guān)操作人員必須重視這些影響爆破效果的重要細(xì)節(jié)。

大量炸藥一次起爆時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊波，在易損壞的通防設(shè)施旁設(shè)置專人，以便于及時(shí)修復(fù)。同時(shí)，工作面及回風(fēng)流中CO濃度驟然升高，將嚴(yán)重污染井下空氣，并同時(shí)導(dǎo)致圍巖松動(dòng)破壞，因此應(yīng)分次爆破，并適量增加工作面風(fēng)量，降低污染物濃度。

[1]楊相海，張杰.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)[J].西安科技大學(xué)期刊中心，2009（03）：1-2.

[2]張立輝.綜采工作面強(qiáng)制放頂工藝及實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意的安全問(wèn)題[J].神華科技，2012（05）：1-2.

苗念寬（1983—），男，江蘇徐州人，助理工程師，研究方向：采礦工程專業(yè)。