綜采工作面堅硬頂板強制放頂工藝的實踐

苗念寬，任崇鵬

（中國華電神木縣隆德礦業有限責任公司，陜西 榆林 719302）

綜采工作面堅硬頂板強制放頂工藝的實踐

苗念寬，任崇鵬

（中國華電神木縣隆德礦業有限責任公司，陜西 榆林 719302）

綜采工作面初采期間，老塘頂板不能及時垮落，形成大面積空頂，當頂板跨度過大突然垮落，造成采空區空氣受壓縮瞬間從支架間及順槽釋放形成颶風，極易造成人員傷害及設備損壞。本文通過分析強制放頂工藝的適用條件和參數要求，介紹了強放工藝的施工方法，并結合實踐經驗，闡述了施工中影響強放效果的各種關鍵問題，為進一步完善強制放頂技術，提高綜采工作面的作業效率提供了科學依據和理論指導。

綜采工作面；堅硬頂板；初采；來壓；強制放頂

1 工作面概況

華電煤業隆德煤礦205綜采工作面是我礦2-2煤西翼首采面，面長300m，可采長度3605m。工作面南、北、西方向均為未采區，東面是2-2煤大巷及保護煤柱。工作面范圍內局部有0.1-0.6m砂質泥巖偽頂，隨采隨落，直接頂是1.4-3.4m粉砂巖，老頂是11-18.6m細砂巖及粉砂巖。工作面整體賦存穩定，靠近切眼處含1～2層夾矸，整體成寬緩的單斜構造，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，靠近停采線處相對較厚。

2 強制放頂的適用條件及其原理

強制放頂需要工作面頂板滿足以下要求：頂板巖性較為堅硬、完整性較好，正常推采10m后無偽頂或直接頂冒落的現象；施工環境內不存在瓦斯突出問題。

通過對老塘頂板預裂爆破，促使其及時垮落，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，以起到支持上覆巖層的作用，在實現工作面隨采隨落作業目標的同時，有效緩解頂板垮落的沖擊強度，降低有害氣體的積存，降低瓦斯涌出事故的風險性。

3 強制放頂孔技術參數確定

因205工作面切眼高3.5m，巖石碎脹系數1.3，為保證強放后頂板巖石重填滿切眼空間，根據公式：1.3H=3.5+H，易得孔垂深H=11.7m，為保證后期裝藥時，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。在切眼回風側布置6個掏槽眼，其余區段布置爆破眼，炮眼間距為8m，共計37個炮眼，具體見205切眼強制放頂炮眼布置平面示意圖及205切眼強制放頂炮眼布置側視示意圖（見圖1）。

圖1

4 藥包制作

炮眼施工應在工作面設備安裝前進行，通常情況下待工作面推進4-6m后，將藥包及炮泥裝在長2m的PVC管內，通常情況下，PVC管應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，也可防止產生靜電，觸發雷管。

裝藥系數按照巖性及頂板完整性確定，205工作面強制放頂孔裝藥系數為0.6，炮眼直徑為90mm，PVC管直徑75mm，為防止導爆索出現破損、擠壓和死節，每個炮眼內分別布置兩條導爆索和兩發雷管，而后在炮眼底部用圓錐形木塞封口，具體見炮眼裝藥結構示意圖（見圖2）。

圖2

5 井下裝藥、爆破

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

205切眼強制放頂采取一次裝藥，自回風順槽側向膠運順槽側依次進行4次連線爆破，裝藥前，爆破地點500m以內及其回風側人員必須撤離至進風流中。

6 強制放頂工藝中應注意的問題

為保證爆破安全和強制放頂的效果，放炮作業應合理安排各道工序，通常制作藥包及裝藥時，應分4-6組同時進行，并須嚴格執行“一炮三檢”與“三人連鎖放炮”制度的落實，做好爆破作業安全。

裝藥前，應將PVC管壁的雜物清理干凈，保證裝藥順暢；PVC管與孔壁孔隙過大，或摩擦系數過小，會影響爆破效果；如PVC管質脆易折、強度過低，則無法滿足設計中要求的填藥量，因此相關操作人員必須重視這些影響爆破效果的重要細節。

大量炸藥一次起爆時，產生強烈沖擊波，在易損壞的通防設施旁設置專人，以便于及時修復。同時，工作面及回風流中CO濃度驟然升高，將嚴重污染井下空氣，并同時導致圍巖松動破壞，因此應分次爆破，并適量增加工作面風量，降低污染物濃度。

[1]楊相海，張杰.西安科技大學學報[J].西安科技大學期刊中心，2009（03）：1-2.

[2]張立輝.綜采工作面強制放頂工藝及實施過程中應注意的安全問題[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。