大采高綜采工作面兩落山懸頂處理方法的探討

馬如乾

摘 要：采掘機械化水平的不斷提高促使大采高綜采工作面采煤工藝在陜北礦區被廣泛應用與推廣，尤其是在陜煤神南礦區5-2煤層大采高綜采工作面的應用，帶來新一輪采煤技術革命，不但提高了采煤機械化、自動化水平，也極大地提高了生產效益和作業安全性，降低了職工的勞動強度。但是，大采高綜采工作面巷道高度一般在4.2 m左右，加之神南礦區5-2煤層硬度大，節理裂隙不發育，導致工作面回采后兩落山懸頂滯后20 m甚至更遠，工作面漏風以及礦壓風險增大，嚴重影響了采面作業安全。為此，需采取措施對兩落山懸頂進行處理，確保工作面回采安全和職工人身安全。

關鍵詞：綜采工作面；回風巷；膠運巷；預裂爆破

中圖分類號：TD323 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.155

文章編號：2095-6835（2016）20-0155-02

1 概況

神南礦區紅柳林井田主采煤層為4-2，5-2號煤，其5-2煤煤層厚度為3.90～7.23 m，平均5.69 m，煤層硬度大，f=1.7～2.5，結構簡單，賦存穩定，傾角小，屬中厚及厚煤層。采用長壁綜采工作面一次采全高開采，采用全部跨落法管理頂板。

5-2煤層頂板巖性以細粒砂巖為主，局部為粉砂巖、中粒砂巖，厚度為1.60～32.00 m，偶見薄層泥巖、炭質泥巖偽頂。從2009-04月首采面投產至今，已回采了15201、15202、15203、15204、15205、15206、15207、25201、25202、25203、25204、25205、25206等工作面，目前正在回采15212、25207、24201工作面。根據已回采和正在回采的5-2煤工作面情況看，兩落山頂板會出現較大面積的懸頂，難以跨落，漏風嚴重，給回采工作帶來較大的安全隱患。其原因主要是巷道沿煤層底板掘進，頂部有約2.5 m厚且較為堅硬的頂煤，其次是5-2煤埋深較淺。

為了回采工作的安全，我們探討對工作面兩端頭落山懸頂實施預裂爆破，破壞兩落山煤層頂板及巖層的完整性，迫使前后落山及時垮落，消除不安全隱患，為工作面正常回采創造條件。

2 施工方案

超前工作面煤壁5 m向外沿推采方向，由檢修班在膠運、回風超前段施工預裂爆破眼并裝藥，當預裂爆破炮眼被甩在機頭、機尾切頂線時，實施爆破工作。檢修班交班時，必須保證膠運巷超前段有4排爆破眼，回風巷超前段沿巷道中心線有4個爆破眼。

3 炮眼布置及裝藥參數

炮眼布置：膠運巷超前工作面煤壁5 m向北（南）布置4排預裂爆破眼。炮眼間距1 m，排距3 m，每排2眼。每排炮眼中心線與工作面煤壁平行，靠膠運巷副幫側炮眼距副幫幫部1 m。回風巷超前工作面煤壁5 m向北（南）沿巷道中心線布置4個炮眼，炮眼間距3 m。如圖1所示。

炮眼布置角度：垂直于巷道頂板。

炮眼深度：10 m。

炸藥、雷管：Ф38 mm×500 mm的礦用二級乳化炸藥，礦用瞬發長腳線電雷管（7 m長）。

裝藥方式：正向裝藥。

裝藥量：9 kg/眼。

封孔材料：水炮泥、黃土炮泥。

爆破順序：先爆破機尾落山切頂線處炮眼，后爆破機頭落山切頂線處炮眼。機頭落山切頂線處炮眼兩眼一組，串聯連接。炮眼裝藥結構如圖2所示。

4 施工工藝

采用YSP45型鑿巖機在膠運、回風超前維護段巷道頂板處施工預裂爆破眼，用MLGF-12/7G-90型井下移動式壓風機供風。膠運巷通過直徑為50 mm的高壓膠管供風，將回風巷∮25 mm供風管接在轉載機巷直徑50 mm高壓供風膠管上的∮50 mm變∮25 mm的異經三通上，經工作面電纜槽下槽鋪設到工作面機尾。移動式壓風機安裝在膠運巷設備列車段列車上，隨列車前移。

5 施工設備及材料

主要設備、材料如表1所示。

6 勞動組織

檢修班打眼、裝藥。生產班、檢修班具備爆破條件才能實施爆破。

7 預裂爆破效果評價

根據爆破前后機頭、機尾兩落山頂板垮落情況評價預裂爆破效果。

8 結束語

大采高綜采工作面兩落山懸頂難以垮落，給工作面安全生產帶來了極大的隱患。目前采取的管理辦法是緩慢下沉、自然垮落、兩落山封堵、掛風帳以及利用阻化劑噴灑防滅火等常規方法。如果我們采用預裂爆破手段，則能夠較好地解決兩落山懸頂問題，給大采高綜采工作面兩端頭管理創出一條路子，從而更好地解決安全與生產的矛盾，真正做到安全、高效生產。