綜采面厚層堅硬頂板強制放頂技術研究

耿春雷

（山西晉城煤業集團 古書院礦，山西 晉城 048000）

綜采面厚層堅硬頂板強制放頂技術研究

耿春雷

（山西晉城煤業集團 古書院礦，山西 晉城 048000）

古書院礦151306綜采工作面采用預裂爆破強制放頂技術，需對該工作面厚堅硬頂板切眼和兩巷深孔位置進行合理布置，并對切眼和兩巷深孔預裂爆破參數進行合理設計，才為工作面的安全回采提供了有效的技術保證。

綜采面；堅硬頂板；強制放頂；鉆孔爆破參數

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

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。采用綜合機械化采煤法，采高2.6m。煤層直接頂為砂質泥巖，厚8.0m，抗壓強度54.32MPa；老頂為粉砂巖，厚12.0m，單軸抗壓強度93.26MPa。直接頂和老頂均屬堅硬頂板。

2 鉆孔施工相關參數

2.1頂板處理高度確定

為了保證爆破處理后頂板中出現較多裂隙，工作面推過后的后方頂板能夠及時冒落，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的頂板巖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

工作面設備安裝前，在切眼內距老塘側巷幫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個炮孔。B、C、D和b、c、d組各為3個炮孔，E和e組各為4個炮孔，見圖1。

圖1 切眼切斷頂板炮眼布置圖

切眼頂板深孔預裂爆破的炮眼裝藥結構與參數設計，如表1所示。

表1 切眼切斷頂板各炮眼參數與裝藥量

炮眼的具體參數為：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°，炮眼位置為老塘側幫向外1.0m從中間向兩邊進行施工，共布置30個炮孔，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設計

圖2 兩巷步距放頂炮眼布置圖

工作面兩巷布置的第一個鉆場，距工作面26.4 m（工作面側至放頂鉆場中線），鉆場內分別布置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（鉆場中一一中），每個鉆場布置 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與裝藥量表。A、B、C、D、E五組鉆孔參數均同第一鉆場，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均同第二鉆場。A、B、C、D、E 5組鉆孔平行于工作面進行施工，F、G、H三組鉆孔與工作面交叉呈18°進行施工。在打鉆孔的兩巷內鉆孔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措施

（1）確定鉆孔角度時，必須先將鉆機支墊平穩，后用羅盤確定好鉆孔角度，標定好眼位操作鉆機，使鉆桿平穩對準所標眼位開機打鉆；剛開始打孔時必須控制好鉆機的轉動速度，嚴防鉆桿速度過快及錯位造成偏差。

表1 切眼切斷頂板各炮眼參數與裝藥量

（2）在切眼內施工完一個鉆孔、往第二個孔位處移鉆機時，可用小絞車輔助拉鉆機，拆開所有油管，用繩扣掛住鉆機后座，再用小鉤將繩扣與絞車繩連起來。使用小絞車拉鉆機時在絞車與鉆機之間嚴禁站人，并提前將雜物（影響通行）清凈。負責觀察鉆機移動的人員站在鉆機后3m用口哨向絞車司機發信號，當發現異常情況時及時發信號停車處理，使用絞車時要嚴格執行其規定。放在平板車上的主泵、泥漿泵待拆火后，利用絞車運至鉆機最近的位置，再用臨時擋道器打牢。

4 結束語

151306綜采工作面15號煤層的大厚度堅硬頂板實施深孔預裂爆破的強制放頂技術，對工作面回采工序干擾較小，保證了工作面的安全生產，消除了對支架的沖擊損壞。但在實際操作過程中，應將爆破的位置選擇在頂板拉應力最大的區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。

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

[3] 張學亮，賈光勝，徐剛.深孔爆破弱化堅硬頂板參數優化分析[J].煤礦開采，2010，15（01）:26-28.

[4] 陳明朝.主動強制放頂技術在初采時的應用[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，大學本科，注冊安全工程師，從事煤礦安全管理及采掘技術方面工作。

徐樹文