24110工作面強制放頂安全管理

摘 要：為減小24110綜采工作面初次來壓時頂板大面積垮落而形成的颶風(fēng)，避免造成工作面設(shè)備和施工人員受傷，采用深孔預(yù)裂爆破技術(shù)強制放頂，根據(jù)煤層頂板破拆原理，并結(jié)合4上號煤層頂板實際情況，58個炮眼分別設(shè)計在工采面兩條順槽內(nèi)，以保證工采面初壓時的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；初次來壓；預(yù)裂爆破；強制放頂；炮眼

中圖分類號：TD823 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）24-0146-05

Abstract： In order to reduce the hurricane caused by the large-scale collapse of the roof during the initial pressure of the 24110 fully mechanized mining face， which caused injuries to the equipment and construction personnel of the working face， deep hole pre-splitting blasting technology was used to force the roof caving. Based on the principle of coal seam roof demolition and according to the actual situation of the roof of the 4th upper coal seam， 58 blast holes are designed in two grooves of the mining face respectively， so as to ensure the safe production during the initial pressure of the mining face.

Keywords： fully mechanized mining face; initial pressure; splitting blasting; forced top caving; blasthole

24110綜采工作面走向676.8 m，傾向216 m，煤層平均厚3 m，上覆巖層約24.3 m，煤層頂板以中粒砂巖為主；為減小24110綜采工作面初次來壓時頂板大面積垮落而形成的颶風(fēng)，避免造成工作面設(shè)備和施工人員受傷，采用深孔預(yù)裂爆破技術(shù)強制放頂[1-2]，根據(jù)煤層頂板破拆原理[3-4]，并結(jié)合4上號煤層頂板實際情況，在工作面2條順槽內(nèi)分別設(shè)計58個炮眼，以此保障工采面初壓時的安全生產(chǎn)。

1 基本情況

1.1 工作面賦存情況

24110工作面位于太原組上部4上號煤層，該煤層全井田賦存，上距K3標(biāo)志層1.2～4.7 m，煤層厚約3 m，為中厚煤層，含1～2層夾矸，結(jié)構(gòu)簡單。

1.1.1 煤層頂板

直頂：中粒砂巖，厚3.04 m左右，成分主要是石英，次之長石。

基本頂：中粒砂巖，厚8.37 m左右，灰白色，層狀巨厚，組成主要為石英。

1.1.2 煤層底板

直接底：粉砂巖，厚度約4.8 m，淺灰色，水平層理，節(jié)理發(fā)育，平坦?fàn)顢嗫凇?/p>

1.2 工作面位置關(guān)系

24110工作面位于本井田4上號煤北翼如圖1所示，東側(cè)為24101工作面采空區(qū)（間距149 m）、南側(cè)8 m為24112工作面實體煤層、西側(cè)為原24102工作面采空區(qū)（留設(shè)41 m實體煤柱）、北側(cè)為南陽坡礦井北邊界（留設(shè)20 m保護煤柱），上覆3號實體煤層，層間距約為31 m，下覆6號煤實體煤層，層間距約為42 m。

2 強制放頂施工安全管理

2.1 爆破鉆孔布置方案

2.1.1 切眼內(nèi)爆破孔布置

根據(jù)24110工作面地質(zhì)資料和上覆巖層厚度，由于頂板巖性為中硬硬度，按采高4倍計算其采空區(qū)冒落帶高度（采高為3 m，冒落帶高度為12 m）。從兩順槽往切眼方向相向進行深淺孔交錯布控，布置爆破放頂鉆孔30個孔，孔間距6.5 m，仰角均為50°（其中深孔10個，孔深31.7 m，垂高24.3 m；淺孔20個，孔深21 m，垂高16 m），孔徑均為φ75 mm，距回采煤壁1.0 m處呈“一”型施工，鉆孔布置如圖2所示，鉆孔參數(shù)見表1。

2.1.2 兩順槽內(nèi)爆破孔布置

為確保回采過程中更好地保證兩端頭處頂板完全垮落，從兩順槽往切眼方向相向進行深孔交錯布控，在兩順槽端頭30 m范圍內(nèi)各布置14個孔，仰角均為50°，孔深21 m，孔與孔間距6.5 m，孔徑均為φ75 mm，各個孔參數(shù)見表1，爆破孔剖面圖如圖3所示。

2.2 爆破步驟安全管理

2.2.1 炮孔質(zhì)量檢查

要確保炮眼成孔開孔位置和角度準(zhǔn)確，達(dá)到炮孔偏斜度要求，并測量鉆孔實際深度，對鉆孔內(nèi)的煤（巖）粉渣進行清理，確保爆破預(yù)裂強制放頂質(zhì)量。

2.2.2 爆破參數(shù)

本次爆破選用2號巖石礦用粉狀乳化炸藥連續(xù)串裝藥結(jié)構(gòu)，藥卷規(guī)格為φ35 mm×250 mm，重量為0.2 kg/卷。雷管為煤礦許用數(shù)碼電子雷管，封眼材料用黃泥，F(xiàn)D-200D型起爆器起爆，雙芯膠質(zhì)母線，長度不得低于120 m，爆破參數(shù)見表2。

由表2可知，爆破鉆孔共計58個，爆破藥量為1 531.2 kg；其中A孔10個，炸藥量264 kg；B孔20個，炸藥量528 kg；C孔16個，炸藥量422.4 kg；D孔12個，炸藥量316.8 kg。

2.2.3 爆破鉆孔施工順序

按照24110工作面開挖眼和兩條順槽的布置和現(xiàn)場情況，從兩條順槽到開切眼中間依次進行施工鉆孔，每天2班，每班6人進行鉆孔施工作業(yè)，每天每班6孔進行爆破施工，計劃在5日內(nèi)完成58個爆破孔的施工。

鉆孔施工時排除鉆孔內(nèi)所有煤渣，要求鉆機在鉆孔規(guī)定深度下空轉(zhuǎn)5 min，經(jīng)鉆桿探孔確定塌孔情況后，方可裝藥。一旦發(fā)生塌孔，則用鉆機加鉆桿涮孔，利用高壓水的沖力，將鉆桿搗碎的煤渣從孔內(nèi)排除。

3 爆破安全管理

3.1 運輸炸藥

①運輸線路：地面炸藥庫→膠輪車副斜井→4號煤層輔運大巷→4號煤層采區(qū)輔運聯(lián)巷→24110回風(fēng)順槽→工作面切眼→各裝藥孔位置。②專職爆破員運輸電子雷管，嚴(yán)禁混裝炸藥和雷管。③安監(jiān)員全程監(jiān)督檢查車輛裝、卸運輸作業(yè)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時處理并報告調(diào)度室。④井下運送爆破物資的車輛出車前必須接受檢查，不得用欄桿抬高車廂，并在車輛上加裝接地鏈，行走速度不得超過15 km/h，車輛必須懸掛反光警示，標(biāo)志上寫有“危險”字樣。⑤在運輸炸藥期間，需要停止所有井下作業(yè)車輛的運行，以確保炸藥能夠順利無中斷地直達(dá)目的地。

3.2 裝藥前準(zhǔn)備工作

①裝藥前必須先檢查通風(fēng)是否正常；進行敲幫問頂及巷道支護是否安全可靠；同時，對炮棍、拉繩的完好狀況進行檢查，做到無安全隱患后才能裝車。②裝藥前一定要用炮棍將炮眼捅到孔底后，再進行試孔，確保炮眼達(dá)到要求后，方可上藥。③裝藥前用壓風(fēng)吹除眼孔內(nèi)的煤粉、巖粉，以防裝藥時煤粉夾在藥卷之間，造成煤粉被爆破引燃。④裝藥前附近20 m范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?.8%，方可裝藥。⑤裝藥前要對兩順槽及工作面開切眼噴霧灑水降塵。⑥裝藥前24110工作面內(nèi)所有電器設(shè)備必須停電閉鎖。

3.3 制作藥卷、裝藥

①將導(dǎo)爆索預(yù)留一段，用透明膠帶固定在管口外（管口做成束口），根據(jù)裝藥長度截取足夠長的導(dǎo)爆索。②鉆孔傾角過大，藥卷尾部應(yīng)加防退裝置，可以用廢舊的硬紙箱充填以增加摩擦力防止藥卷下滑。③推送過程中如遇阻力過大，嚴(yán)禁大力推送，應(yīng)來回輕輕活動緩慢推入，嚴(yán)禁扯拉導(dǎo)線。④裝藥時要一手拉腳線，一手拿木制或竹制炮棍將藥卷輕輕推入眼底，用力要均勻，使藥卷緊密相接。藥包裝完后要將兩腳線抹端扭結(jié)。⑤引藥都應(yīng)裝在全部藥卷的一端，不得將引藥夾在兩藥卷中間。⑥嚴(yán)禁在裝藥過程中代替木制炮棒使用，如鐵管等。⑦如果在裝藥時發(fā)現(xiàn)藥卷卡住或堵塞，不能強行裝入，也不能用力拉扯炮線，可以采用封孔爆破。⑧為防止炮線外皮磨破或拉斷，送藥時盡量一次到位深孔，嚴(yán)禁使用有接頭炮線。⑨裝藥完畢，剩下的炸藥裝進特制的箱子，上好鎖。

3.4 封孔

每個孔的封口長度不應(yīng)小于10 m，必須保證在鉆孔內(nèi)封好炮泥，使其加滿搗實；在封孔完成后對各導(dǎo)線進行導(dǎo)通實驗，導(dǎo)通合格后方可進行下一步操作。

3.5 爆破設(shè)置警戒

①警戒距離：警戒距離爆破距離不得小于100 m，24110運輸順槽回風(fēng)順槽均在距爆破點100 m處設(shè)置警戒，在警戒崗點由專人擔(dān)任警戒，帶班礦領(lǐng)帶和安全員現(xiàn)場布控，嚴(yán)禁其他人員誤入，警戒位置如圖4所示。②24110作業(yè)面所有職工必須在爆破前全部撤到24110運輸便槽的安全位置，等候爆破前的安全檢查。嚴(yán)禁任何人員在爆破地點順風(fēng)一側(cè)逗留，直至工作面爆破任務(wù)結(jié)束，待炸散炮煙超過15 min后，方可重新派人前往警戒區(qū)域。警戒人員必須等待撤回通知，不能自行撤回。③從事警戒工作的人員不得離開警戒線，在此期間戒備人員必須嚴(yán)禁進入警戒范圍，包括本人，同時任何人必須無條件服從爆破警戒人員的指揮，直至爆破警戒解除為止。④對工作面炮煙吹散情況進行檢測確認(rèn)，空氣合格，無冒頂片幫等危險危害因素，待爆破警戒解除后方可進入。

3.6 爆破工作

①各組炮眼全部裝好后，將電子雷管的腳線與專用爆破母線分別采用并聯(lián)接入的方式連接，待爆破母線全部符合要求后，再由爆破員沿路檢查完畢后退出。②爆破人員第一時間發(fā)出爆破信號后，撤到爆破地點。③接到班長的爆破命令后，爆破員將爆破母線連接到發(fā)爆機上，再將巡視口令輸入放炮機。④巡檢指令顯示正常后，第二次發(fā)出爆破信號，等待5 s給放炮器輸入放炮指令，放炮器指示燈亮穩(wěn)定后，按下放炮器放炮按鍵，電雷管起爆。⑤起爆電子雷管后，從起爆器的接線柱上取下母線，擰成麻花狀，引起短路。⑥放炮母線不得有明接頭。⑦嚴(yán)禁用工作面動力電源進行放炮，嚴(yán)禁放明炮。⑧通電后如遇拒爆，爆破員必須短接爆破母線，沿線檢查前需等待15 min。

3.7 爆破執(zhí)行制度規(guī)定

①“一炮三檢”制度。即裝藥前、爆破前、爆破后必須檢查爆破地點附近20 m范圍內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，若瓦斯?jié)舛瘸^0.8%時，嚴(yán)禁裝藥爆破。②“三人連鎖爆破”制度。即爆破前，爆破員將放炮警戒牌交給班長親自派專人看守，煤塵濃度進行檢查合格后，再將放炮警戒牌交給爆破員，鳴哨后進行爆破，爆破結(jié)束后三張牌各歸其主。③“三保險”制度。即站崗、設(shè)置警標(biāo)、吹哨。

3.8 處理拒爆的措施

①處理拒爆、殘爆時，必須在班、組長指導(dǎo)下進行，并應(yīng)在當(dāng)班處理完畢。如果當(dāng)班未能處理完畢，當(dāng)班爆破工必須在現(xiàn)場向下一班爆破工交接清楚。②爆破工在通電后，如果遇到拒爆的情況，必須從電源上拆下爆破母線，擰成短路狀態(tài)，然后順著線路一根根地排查。由于連線不良造成的拒爆，可重新連線起爆。③在距防爆眼0.3 m處，再打與防爆眼平行的新炮眼，重新裝藥起爆。④嚴(yán)禁將原放置的起爆藥卷用鎬刨或從炮眼中取出或?qū)㈦娎坠軓钠鸨幘碇邪纬?。⑤處理拒爆的炮眼爆炸后爆破工必須詳?xì)檢查炸落的煤、矸，收集未爆的電雷管。

4 結(jié)束語

通過執(zhí)行上述預(yù)裂爆破安全管理措施確保爆破工作順利進行，頂板預(yù)裂未形成大面積垮落，頂板初次來壓較小，未對工作面設(shè)備及人員造成傷害，確保工作面正常生產(chǎn)。

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