強制放頂在煤礦開采中的應用

摘 要：初放工作面因其頂板受到擾動較小，在回采到一段距離后，老塘可能會出現(xiàn)不冒落情況，給安全生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定的因素。為加強回采安全，對達到強制放頂?shù)睦咸翍翼數(shù)囟涡璨扇娭品彭敶胧Ｎ恼箩槍Π偕泼旱V654煤柱5工作面初放期間老塘懸頂面積過大，而采取的強制放頂措施，為今后我礦出現(xiàn)類似情況提供技術支持。

關鍵詞：懸頂面積；強制放頂；警戒

1 工作面概況

百善煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣境內井田南北長7.2公里，東西寬2～4公里，面積約21.5平方公里，為不規(guī)則的向斜盆地。地層傾角3～20度，6煤層為主采煤層，其中654煤柱5工作面位于五采區(qū)東北部。工作面形狀不規(guī)則，長490～542m，寬10～154m，平均煤厚2.96m。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定老塘未冒落段走向達到10m，傾斜方向達到20m時可施行強制放頂措施，654煤柱5工作面自初放開采以來局部老塘未冒落面積達到強制放頂要求，需要對老塘進行強制放頂。

2 問題的提出

654煤柱5工作面主采煤層為6煤層，上覆四含系堅硬砂巖，該面自回采以來，老塘局部懸頂面積達到強制放頂?shù)臉藴嗜晕闯霈F(xiàn)冒落的跡象，給回采安全工作帶來極大隱患，為加強回采安全工作，采用爆破進行老塘強制放頂措施，消除該隱患。

3 具體施工措施

強制放頂是指通過爆破方式將堅硬頂板切斷，人為使頂板冒落一定厚度而形成矸石墊層的工藝技術。該工藝可以控制頂板的冒落面積，較適合來壓強烈的堅硬頂板，緩和其冒落時形成的沖擊問題。由于我礦煤層的賦存條件較簡單，基本屬于堅硬頂板，故采取炮采后對工作面后方采空區(qū)頂板打眼裝藥，再爆破使其冒落的方法。

（1）在老塘側雜物清理干凈，方便人員打眼施工，同時保證人員后路順暢，保證施工人員安全。在打眼前，需打眼段附近10m范圍內嚴禁無關人員逗留，安排有經(jīng)驗的老工人在老塘待回排向上方沿傾斜方向打單排眼，眼距控制在眼距2m左右，由當班隊長負責觀察老塘情況，一旦出現(xiàn)冒落跡象人員及時撤離。（2）合理控制眼角度。老塘采取強制放置，炮眼角度至關重要，直接影響放炮質量。根據(jù)該工作面具體情況初步設計炮眼位置距末前排鉸接梁頭100mm，炮眼應成一條直線，其偏差不得超過±50mm，炮眼角度保持在60°-70°左右，炮眼深度不得低于1.8m（見圖1）。（3）控制炮眼裝藥量。為達到預期爆破效果，需和通風區(qū)技術人員聯(lián)系，核定每眼藥量，確保達到預期效果，經(jīng)核定每眼裝藥量控制在2卷墊藥，1卷引藥，共計0.75kg。同時封泥長度、質量要符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定要求，嚴禁出現(xiàn)封泥長度不夠以及封泥不實情況出現(xiàn)。裝藥時應兩人作業(yè)，一人專門負責觀察頂板，用敲幫問頂錘找掉活矸危巖，無掉矸威脅后方可裝藥。（4）嚴格控制施工順序。為確保在放炮過程中減少對工作面支柱的破壞，需減少工作面控頂面積，工作面回成三梁五柱支護形式后方可裝藥，嚴禁回柱前裝藥。（5）爆破程序，采取一次打眼，分組裝藥，分組起爆的方式。每組起爆（一次起爆）不得多于4個炮眼，確保爆破質量。

4 施工難題

我單位近幾年未曾實施過強制放頂施工，因該面特殊頂板條件，加上頂板壓力較大，因此實施強制放頂工作應避開頂板周期來壓；同時在打眼過程中需在老塘側打眼，給施工人員帶來安全隱患，加之爆破過后若懸頂冒落存在工作面推棚的危險，另外爆破過程中可能引起局部支柱發(fā)生歪倒、變形情況出現(xiàn)，影響工作面支護等一系列難題。需在施工前制定相應的針對性措施，確保強制放頂順利、安全施工。

（1）及時做好周期來壓預測工作，區(qū)技術人員在對該面的周期來壓步距、周期進行及時觀測和分析，確保做到對頂板來壓分析的合理，為強制放頂施工提供切實的頂板來壓周期分析。（2）打眼過程中頂板來壓出現(xiàn)冒落情況。打眼時要時刻注意老塘情況，發(fā)現(xiàn)老塘來壓、頂板掉渣等異常情況時，必須立即停止作業(yè)，撤離到安全區(qū)域，待情況穩(wěn)定無安全隱患后方可繼續(xù)作業(yè)。（3）放頂施工期間，因壓力過大出現(xiàn)推棚現(xiàn)象。在實行爆破前，必須對工作面全部支柱進行加壓，保證支柱初撐力達標。強制放頂期間，當班隊長必須認真全面做好、支柱檢測工作，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。（4）爆破過程中人員警戒工作和爆破后工作面隱患排查工作。因實行頂板矸石爆破，需加大警戒距離，嚴格執(zhí)行各項放炮管理制度。放炮后，必須等待15分鐘以上，待炮眼散盡和頂板冒落穩(wěn)定后，隊長和放炮員首先進入工作面巡視放炮地點爆破情況、頂板冒落情況和支護情況，確認無危險后，人員方可進入工作面作業(yè)。（5）人員進入工作面及時對因爆破崩倒的支柱進行整改、加固，確保工作面支柱初撐力達標，滿足支柱強度要求。

針對上述難題，區(qū)管技人員根據(jù)實際情況制定合理的措施規(guī)定，對強制放頂施工過程中可能出現(xiàn)的各項難題，給予相應處理方案，確保強制放頂施工能順利進行。同時對于強制放頂施工過程中出現(xiàn)的臨時變化情況，要及時反映到單位管技人員，現(xiàn)場制定方案，排除施工中困難。在施工過程中，加強領導跟班工作，切實指導職工正確的施工，嚴格把措施落實到實處，安全順利的實現(xiàn)強制放頂。

5 施工效果

通過此次對老塘實施的強制放頂措施，根據(jù)合理的炮眼布置，老塘基本實現(xiàn)冒落，工作面較少出現(xiàn)崩倒支柱現(xiàn)象，同時也未出現(xiàn)因放炮導致工作面推棚情況，消除初放期間回采過程中因老塘壓力過大出現(xiàn)推棚的安全隱患。該項技術的順利實現(xiàn)為我單位以后再處理類似情況提供技術支持。

6 結束語

654煤柱5工作面安全順利的對老塘進行強制放頂施工，為我礦后期回采出現(xiàn)懸頂面積超標情況提供有力的技術支撐，強化安全生產(chǎn)管理，便于對工作面的管理，切實提高職工的施工區(qū)域的安全性。

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作者簡介：李道雅，男，安徽淮北人，2006年畢業(yè)于淮北煤炭師范學院，皖北煤電集團公司百善煤礦助理工程師。