综采工作面深孔爆破强制放顶的应用

1、综采工作面深孔爆破强制放顶的应用神东公司北部区域的煤层都属于浅埋藏、基岩较薄的近水平煤层，煤层的赋存条件好，顶板属较稳定型。各井工矿主要以综采为主，综采工作面装备大多为引进设备， 工作面长一般在 240m 以上，初次来压步距较长，矿区曾发生过初次来压顶板冒落形成的咫风伤人事故。为了缩短初次来压步距，减少老顶初次来压时的自然冒落面积，降低初次来压的强度和初次来压形成咫风的可能性，以及减小对工作面人员、设备、通风设施的威胁与破坏，上湾煤矿从第一个综采面开始就借鉴了相临矿井的初放经验，组织实施深孔预裂爆破，到 2005 年的 2 月已实施了三个面的深孔预裂爆破，总结出一些切实可行的方法。本文主要介绍

2、上湾煤矿 51103 综采面的初放情况。地质条件地质构造基本形态为一单斜构造，地层走向为nw25o,倾向为 sw65o,倾角 1-3o;断裂不发育，褶曲表现为宽缓的坡状起伏，局部煤层有冲刷，赋存条件极为简单。含煤地层为中下侏罗统延安组。 1-2 煤平均厚度为5.21m。顶板属较稳定型 (11 级 11 类顶板 )，直接顶为泥质砂岩和泥岩，水平层理，致密块状 (51103 综采面切眼处直接顶厚度0.8-2.4m);老顶为中砂岩和细砂岩，暗灰色，波状层理，块状结构，见图1。综采工作面为倾斜长壁布置，工作面长240m，推进长度 3554m。基本原则及方案设计2.1 基本原则以破坏顶板的完整性为前提，

3、对初次来压期间的顶板实施有效控制，使其尽早垮落 ;根据直接顶、老顶的厚度，设计放顶方案，尽可能使其符合顶板岩层断裂失稳运动;充分利用矿压显现规律， 为顶板控制服务 ;顶板处理高度的确定，应满足冒落研石充满或基本充满采空区，对上覆岩层起支撑或垫层作用。同时，破坏老顶的完整性，使上覆岩层较易垮落，从而减弱了顶板垮落的冲击强度。2.2 方案设计以 51103 工作面强制放顶采用深孔爆破为例:炮眼布置在距切眼中心线1.65m 处，孔间距 8000mm,“一”字型分布，共布置 26 个炮眼，炮眼总长度为 470m，其中孔深 15m 的 18 个，孔深 20m 的 4 个，孔深 30m的 4 个，垂深分别

4、为，炮眼方位角为 333o,倾角为 33o。炮眼布置见图 2。施工方法炮眼采用 myz150 型全液压坑道钻机施工，钻头为 85mm合金钢钻头，成孔直径 90mm。采用高威力水胶炸药， 药包规格为 70500mm，采用矿用毫秒延期电雷管，联线方式为串联，采用 ql200。型强力起爆器配合延期雷管导爆索起爆， 装药系数为 0.6，每孔装药量分别为 50kg、66kg,100kg，炮泥装填系数为 0.4，总装药量 1.5t。炮眼施工、装配药等工作需提前准备。炮眼施工完毕逐孔检验，编号记录深度。药包和炮泥、导爆索提前1d 根据实际孔深装入75mm和 90mm的 pvc 管内并分别编号，同时准备好止滑

5、塞和封口木塞。待工作面推进 4.55.5m 后，将爆破材料运至工作面， 开始装药。每孔装入预先准备好的药和部分炮泥后，用止滑木塞防止下滑，然后手工用木炮棍填炮泥 lm，并用木塞封孔。联接雷管并悬挂放炮母线。实施要求1)提前 12d 清理工作面上下顺槽的煤尘，并将浮煤清理干净。2)装药前将工作面及上下顺槽的水仓积水抽排干净，工作面所有支架必须处于完好状态，接顶良好，初撑力达到额定工作阻力的80，超前支护必须符合作业规程要求，然后切断工作面和顺槽所有设备的电源。3)运送炸药、导爆索及雷管的车底板要用木板衬垫，雷管、炸药必须分开单独运输。运送前必须通知调度室，由调度统一安排，避开人员集中上下井时间。

6、装运过程必须有安监人员现场监控。4)装药前必须撤离工作面回风系统中的所有人员，并在能进入回风系统的地点设警戒。5)由于装药量大，警戒距离和放炮距离要求大于 500m，放炮前必须由专人仔细清点人数。6)在放炮作业中严格执行 “一炮三检制度 ”和“三人连锁放炮制度 ”。7)放炮完毕后，只有在工作面炮烟被吹散， 有害气体和粉尘浓度经检测符合安全规程的要求，警戒人员由布置警戒的组长亲自撤回后，其他人员方可进入工作面。爆破效果分析根据 51103 综采工作面岩性和以前两个综采工作面的初放经验，51103综采面深孔预裂爆破进行了如下改进: 将预裂爆破孔由原来的20 个孔增加为 26 个孔，切眼爆破长度由原

7、来的192.58m 增加为 212.32m，并将炮眼中心线由距切眼副帮侧2.5m 改进为 2.6m; 改变预裂爆破孔深度，由原来统一孔深15m 改变为 4 个孔深 30m 和 4 个孔深 20m，其余 18 个孔深仍为 15m; 改进封口方式，将原来炮眼封口采用圆台形木塞改进为圆台倒楔形木塞，提高了炮泥的密封效果，增强了爆破效果; 改进了炮眼起爆顺序，由于炮眼数量和装药量增加，为保证爆破安全性，由原来两段顺序起爆变为三段顺序起爆。51103 综采工作面实施深孔预裂爆破后， 支架后部空间被冒落的研石全部充填密实。工作面架后顶板自然形成一个长210m 左右、深67m的沟槽，实现了顶板预裂的目的。在51103 工作面初采推进过程中未出现切顶、压架和飓风现象。结论上湾煤矿经过几次深孔预裂爆破的实施，积累了一定的经验。1)根据上覆岩石的岩性和直接顶、老顶厚度，结合矿压活动观测资料，因地制宜确定孔深和间距，实施预裂爆破，有效地降