张祥凯
山东省田庄煤矿有限公司 山东 济宁 272103
摘要：本文主要围绕着超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术展开分析，明确了超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术的具体的内容和流程，并对施工的关键点进行了总结和探讨，可供今后工作参考。
关键词：超前深孔预裂爆破，弱化，采煤工作面，坚硬顶板技术
前言
超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术有很多方法，所以，作为施工技术人员，一定要明确施工技术的方法，对施工的各个流程进行有效的把控，才能够进一步提高超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术的效果。
1、预裂爆破在综采工作面坚硬顶板中的应用概述
坚硬顶板分为直接顶板和老顶。在对坚硬难冒顶板的煤层进行开采的时候，采空区很容易出现大面积的悬顶，而且当悬顶的面积超过自身的极限之后，顶板就会冒落，进而导致剧烈的动力现象。如果在相对集中的短时间里发生大面积的顶板冒落，那么就会对回采的工作面支护造成不可估量的破坏，并瞬间排除已采空间的空气，使之形成不同程度的风暴，给设备与工作人员带来损害，甚至还会牵连附近的巷道与矿井。所以，必须对工作面的坚硬顶板采取一定的安全防治措施，避免工作人员与设备受到严重性损害，同时还要保证工作面可以安全的进行正常的回采。
2、超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术
随着煤矿开采规模的日渐扩大，为日常的生活与生产提供了充足的煤炭资源，在实际开采过程中，放顶煤开采法扮演着重要的角色，它的应用虽然提高了煤炭开采的效率，但开采过程中极易出现顶板或顶煤大面积垮落问题，为了保证放顶煤开采的安全性，急需控制顶板和顶煤，通过实践，提出了预裂爆破方法，此方法有效解决了坚硬顶板采煤工作面顶板不能随采随落的安全问题，进而提高了煤矿开采的安全性，保证了开采工作的有效性
2.1顶板预裂爆破
首先要根据施工场所的实际情况，确定好煤层孔，根据以往的操作经验和实际的理论计算，来进行综采面的爆破技术。综采面坚硬顶板处理使用的是超前深孔预裂爆破技术，应该在工作面的顺槽或是特殊的巷道前方位置一定距离上向顶板打深孔，在爆破前事先破坏顶板的完整性。
直接顶冒落的情况，在工作面推进一定的距离后，工作面后方会有顶板初次垮落，此后会垮落得更为充分，所有的液压支架后部都会有冒落的石块填充。经过预裂爆破的弱化，液压顶板后部冒落情况理想，冒落的石块可以把采空区基本上填充完整。
工作面使用预裂爆破技术爆破后，逐渐地减小了坚硬顶板对综采工作面的来压步距，实现了工作面的安全高效生产效果；通过对工作面的平均阻力数据统计表明，工作面的阻力达到一定程度时，有利于工作面的有效快速推进。
2.2深孔爆破预裂技术的机理
为了避免发生压架事故，采用直接对煤层上方厚岩石层实施深孔爆破的技术，强制性地把厚岩石层爆破。强制放顶有两个步骤，第一步是对初期采矿切眼内拉槽进行爆破，是为了老顶固支梁结构变成悬臂梁的形式，第二步是为两侧的顺槽进行预裂爆破。两顺槽的爆破可以降低来压步距，经过充分的论证有以下方案可供参考：首先是在工作面前方，每隔25m实施深孔预裂爆破；然后分两组炮孔，回风顺槽一组，运输顺槽一组。处理完这些工作，内部有较大的空间没有处理，剩余的这些部分是靠矿山的自有重力进行垮落，初采工作结束后，根据矿压的实际情况，再尝试对工作面的上部进行深孔爆破。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
采用深孔爆破预裂技术，可以提前把煤层上方的厚厚的坚硬的顶板预裂，从而达到减小老顶悬梁长度和老顶面积的效果，同时也可以破坏顶板的储能条件，防止顶板冲击地面形成地压现象的发生。采用这种技术，可以利用炸药爆炸时形成的冲击波把顶板破裂，提前释放老顶板岩层蓄积的弹性势能，来把应力集中的程度降低。并且可以把采空区位置的老顶板提前的松动预裂，从而释放了沿空侧的坚硬顶板的部分压力，有效地降低侧向的压力对于实体煤层的应力集中的程度。
2.3爆破孔的布置及参数
在把工作面的设备安装完成后，布置适当的炮眼。深孔爆破孔定位在75mm，封泥长度是炮孔的20%～30%不等，径向装药不偶合系数是1.25，打眼工作安排在切眼液压支架安装全，在工作面推进4～6m时开始进行装药、联线，最后进行爆破。放炮时拿两台起爆器，一台放在回风巷，一台放在运输巷。起爆时，按照顺序依次进行起爆，炮连的方式是局部并联，总体串联的方式。回风巷、运输巷超前预裂的爆破孔布置时，每隔一定距离放置一组炮孔，按照实际情况对炮孔进行设计以及安置炮孔。两巷爆破技术也是采用局部并联总体串联的模式，按照实际情况进行起爆。
针对于特定的煤矿，要根据煤层的实际情况首先确定顶板的处理高度，利用一系列的计算公式计算，保证冒落的顶板能把采空区完全地填充起来，随采随冒。炸药方面还是选择水胶炸药或是乳化炸药，软体包装，把两端封闭，制作炸药的长度大约在300～500mm之间，直径在40～60mm之间，引爆线安置在外面。根据多年的预裂爆破经验，采用软体包装的炸药时，孔深达到60m时装药的难度就会变大，可能会导致卡孔的现象。工作面面长较大时，为了减少爆破时内部有未爆破的区域，需采用超深孔的爆破技术，利用新型的炸药进行爆破处理。
2.4爆破工艺
首先是打眼的钻具，采用的是煤矿用全液压坑道钻机。炸药也是使用煤矿指定使用的乳化炸药和雷管，装药的PVC管使用的是56mm管道，把需要的炸药装入装药管中，并用胶带缠好，并把起爆药卷装入其中，装药管的长度是由装药的多少来决定的。打眼完成后首先要做的就是探孔工作，使用炮棍工具进行探孔，炮棍工具是由抗静电、抗燃烧的双抗PVC材料制成。将炮棍深入到孔内来探测孔的深度，并记录。制作防下滑的倒刺，在探棍的适当部位穿一个直径为3mm的小孔，然后在小孔内穿入200mm的钢丝；选择一节药柱，在药柱的顶端开一个直径为3mm的小孔，用来供红黄母线穿过，母线留出100mm并给它们打结，以供母线与两个雷管相连接，最后将雷管放进水胶药柱中，并盖上端盖。依照顺序进行装药，并把水胶泡泥放入，做完之后封上黄土泡泥，导火引线有足够的长度，确保封土泡泥封住后有母线露出。采用风压封孔设备，封孔的材料选用比较潮湿的黄土。最后一步就是进行爆破工作，连线的方式也是采用局部并联，总体串联的方式。
根据实际情况处理爆破。在放炮前要检查好工作面的所有支架是否处于完好的工作状态，各种乳液管是否已经把接口接好，支架是否已经拉成了一条线，并且接顶情况是否良好，超前支护是否符合作业的规程要求。
放炮前，还要对整个的回风系统包括工作面以及回风巷的煤尘进行全面的清洗工作，每次在装药前都要把工作面和回风巷内的瓦斯、煤尘浓度进行检测，如果不符合放炮的要求，要暂停装药工作，严禁放炮。放炮时，放炮的工作人员必须在距离放炮点300m的安全距离以外进行放炮工作，回风系统内的全部人员必须撤离。放炮时采取分组放炮，2组同时放炮。
3、结束语
综上所述，本文对超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术的方法进行了总结，提出了技术的方法和具体的施工的流程，对技术的一些关键点进行总结，可供参考。
参考文献：
[1]黄国春，陈建杰．坚硬顶板软煤软底大倾角煤层综采实践[J]．煤炭科学技术，2017，33（8）．
[2]石汝银，李增峰，管伟明．坚硬顶板超前预爆破技术研究[J]．煤炭科技，2017，（1）．
论文作者:张祥凯
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/4
标签：顶板论文; 工作面论文; 坚硬论文; 超前论文; 炸药论文; 技术论文; 煤层论文; 《防护工程》2018年第25期论文;