切頂預(yù)裂爆破技術(shù)在大傾角俯采工作面初放期間的研究與應(yīng)用

姚世林

摘要：該礦7130工作面直接頂為2.5m的砂質(zhì)泥巖，老頂為3.6m的細(xì)砂巖，因切眼頂板采用錨梁網(wǎng)索支護(hù)，支護(hù)效果較好，使頂板不易垮落，在工作面試生產(chǎn)及初次放頂期間，造成大面積懸頂，支架拉移困難，嚴(yán)重影響工作面的推進(jìn)速度。加上老頂初次來壓期間，大面積懸頂突然垮落，頂板活動(dòng)劇烈，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工安全帶來較大危協(xié)。為保證正常的安全生產(chǎn)，在工作面初放期間，采取對(duì)頂板進(jìn)行切頂預(yù)裂爆破技術(shù)，控制頂板垮落步距，大幅度降低了沖擊危害程度。

Abstract： The top face of the 7130 working face is 2.5m sandy mudstone， and the old top is 3.6m fine sandstone. The cut-off roof is supported by the anchor beam and net cable. The supporting effect is good， which makes the roof difficult to collapse. During the job interview production and the initial caving， large-area suspended roofs are caused and the support is difficult to pull， which seriously affects the advancing speed of the working face. During the initial pressure of the old roof， the sudden collapse of large-area canopies and the dramatic roof activity bring great danger to the safety of on-site construction. In order to ensure normal safe production， during the initial release of the working face， the roof pre-splitting blasting technique is adopted to control the caving pace of the roof and greatly reduce the impact damage degree.

關(guān)鍵詞：切頂預(yù)裂爆破；大傾角俯采工作面；初放期間

Key words： top-cutting pre-splitting blasting；large dip angle face；during first roof caving

中圖分類號(hào)： TD327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）36-0123-02

0 引言

該礦7130工作面直接頂為2.5m的砂質(zhì)泥巖，老頂為3.6m的細(xì)砂巖，因切眼頂板采用錨梁網(wǎng)索支護(hù)，支護(hù)效果較好，使頂板不易垮落，在工作面試生產(chǎn)及初次放頂期間，造成大面積懸頂，支架拉移困難，嚴(yán)重影響工作面的推進(jìn)速度。加上老頂初次來壓期間，大面積懸頂突然垮落，頂板活動(dòng)劇烈，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工安全帶來較大危協(xié)。為保證正常的安全生產(chǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，經(jīng)研究決定，在工作面初放期間，采取對(duì)頂板進(jìn)行切頂預(yù)裂爆破技術(shù)，控制頂板垮落步距，大幅度降低沖擊危害，同時(shí)也解決了工作面推進(jìn)困難的問題，有效保證了該工作面的安全回采。

1 采煤工作面初放期間常用的頂板管理方法

1.1 自然垮落式頂板管理法

一般頂板條件不是太好的采煤工作面，均采用自然垮落式頂板管理法管理頂板，該方法是通過工作面的推進(jìn)，工作面老塘側(cè)的懸頂距離達(dá)到一定距離，而自然垮落的頂板管理方式，該方法主要應(yīng)用于頂板較容易垮落的采煤工作面。

1.2 采取特殊措施促使頂板垮落的頂板管理法

對(duì)于頂板條件較好的采煤工作面，當(dāng)工作面向前推進(jìn)一段距離后，頂板無法自然垮落，當(dāng)工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，頂板懸頂達(dá)到較長(zhǎng)距離再出現(xiàn)垮落現(xiàn)象，此時(shí)較容易形成風(fēng)爆，從而對(duì)設(shè)備或人員造成不同程度的傷害。

2 垮落式頂板管理法的適用條件

2.1 自然垮落式頂板管理法的適用條件 自然垮落式頂板管理法一般適用于頂板巖性較為松軟的頂板巖性，當(dāng)工作面向前推進(jìn)一小段距離后頂板自然垮落或者是隨采隨落，不會(huì)對(duì)工作面設(shè)備或人員造成傷害，相對(duì)安全性較高。

2.2 采取特殊措施促使頂板垮落的頂板管理法 采取特殊措施促使頂板垮落的頂板管理法一般適用于頂板巖性較為堅(jiān)硬的頂板，當(dāng)工作面向前推進(jìn)一小段距離后頂板不能通過自然垮落的方式進(jìn)行垮落，若不采取任何措施而繼續(xù)向前推進(jìn)，當(dāng)頂板懸頂距離或面積較大時(shí)才垮落，可能對(duì)會(huì)工作面設(shè)備或人員造成一定傷害，否則及時(shí)采取特殊措施促使頂板及時(shí)垮落，以保證安全需要。

3 切頂預(yù)裂爆破技術(shù)在大傾角俯采工作面初放期間的應(yīng)用方法與效果

本次采取的切頂預(yù)裂爆破技術(shù)，在該礦為首次使用，改變了以往頂板深孔預(yù)裂爆破施工難度大、周期長(zhǎng)、爆破效果差的缺點(diǎn)。長(zhǎng)孔炮眼深度為6m，炮眼間距9m，短孔炮眼深度4m，炮眼間距9m，長(zhǎng)短孔間距4.5m，均在支架架間施工，炮眼與頂板垂直夾角45°-60°，水平傾斜15°。兩道炮眼深度均為6m，間距0.8m，裝藥系數(shù)0.5，裝藥長(zhǎng)度3m，封泥長(zhǎng)度3m，將乳化炸藥裝在長(zhǎng)度3m、兩邊對(duì)稱開槽的聚乙烯管內(nèi)，使用毫秒延期電雷管引爆。將炸藥裝置安裝至眼底，其余使用炮泥封孔。采用聚能預(yù)裂爆破的方式，長(zhǎng)短孔交替施工，利用短孔爆破剝離直接頂、通過在長(zhǎng)孔中安裝高壓聚乙烯材料加工的聚能管定向爆破老頂，通過聚能管瞬態(tài)卸壓空間，使爆轟壓力形成高能流，集中在工作面傾向方向上傳導(dǎo)，優(yōu)先產(chǎn)生裂隙并定向擴(kuò)展，達(dá)到定向預(yù)裂頂板的目的。短孔爆破剝離的矸石直接充填采空區(qū)，增加支架的穩(wěn)定性，提高了工作面的回采速度（見圖1）。

4 切頂預(yù)裂爆破技術(shù)在大傾角俯采工作面初放期間應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

①切頂預(yù)裂爆破眼在架間或兩端頭單體支護(hù)區(qū)內(nèi)施工，安全系數(shù)大。②切頂預(yù)裂爆破孔采取長(zhǎng)、短孔交替施工，能在效縮短施工時(shí)間，且爆破效果較好。③采用切頂預(yù)裂爆破技術(shù)后，頂板能及時(shí)垮落，能有效保證工作面設(shè)備和人員的安全。④采用切頂預(yù)裂爆破技術(shù)后，頂板能及時(shí)垮落，能保證工作面正常回采。

5 切頂預(yù)裂爆破技術(shù)在大傾角俯采工作面初放期間的使用情況

切頂預(yù)裂爆破技術(shù)目前已經(jīng)在該礦7130工作面使用。與之前采用自然垮落法管理頂板的方法進(jìn)行比較，有效解決了采煤工作面回采期間的安全、生產(chǎn)等問題；通過對(duì)7130工作面的使用，總體效果較好。

6 結(jié)束語

該切頂預(yù)裂爆破技術(shù)目前已經(jīng)在該礦7130工作面使用。得出如下結(jié)論：切頂預(yù)裂爆破眼在架間或兩端頭單體支護(hù)區(qū)內(nèi)施工，安全系數(shù)大；切頂預(yù)裂爆破孔采取長(zhǎng)、短孔交替施工，能在效縮短施工時(shí)間，且爆破效果較好；采用切頂預(yù)裂爆破技術(shù)后，頂板能及時(shí)垮落，能有效保證工作面設(shè)備和人員的安全；④采用切頂預(yù)裂爆破技術(shù)后，頂板能及時(shí)垮落，能保證工作面正常回采。

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