大采高一次采全高綜采工作面開切眼的初次強制放頂技術(shù)研究

[摘 要]在采煤工作中，對于工作人員人身安全的保障是非常關(guān)鍵的一項工作，綜采工作面初次放頂很容易造成工作面頂板事故。本文結(jié)合石梯子西溝煤礦1E401綜采工作面實際，對其工作面開切眼的初次強制放頂技術(shù)與管理進行了研究和探討，對于保證工作面的安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

[關(guān)鍵詞]綜采工作面 初次放頂 安全管理

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0015-01

一、前言

頂板管理是采煤回采工藝中一項非常重要的工序，它不僅關(guān)系到采煤工作面的安全，也關(guān)系到礦井生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。采煤工作面初次放頂?shù)募夹g(shù)管理則是加強頂板管理，減少頂板事故，保證安全生產(chǎn)的一項重要內(nèi)容。根據(jù)頂板類型不同，一般來講，可以將初次放頂劃分為兩類：一類是在開采一定距離之后，冒落高度能夠達到要求、且能夠自行冒落的情況；二類是頂板堅硬致密，在開采到一定距離之后，頂板無冒落現(xiàn)象，或冒落高度達不到要求需要以人工方式進行放頂?shù)那闆r。

爆破法是強制放頂中常用的一種方法，主要機理是采用爆破手段將頂板切斷或者使頂板巖體形成裂隙帶，以此方法令頂板冒落層形成墊基層，這種方法能夠大大減弱頂板壓力和頂板冒落時所產(chǎn)生的沖擊力。

二、綜采工作面概況

石梯子西溝煤礦B4煤層1E401工作面位于井田東翼+1517-+1484水平之間，工作面走向長1050米?？刹蓛α?28.9萬噸。煤層傾角13°。煤層頂板巖性：老頂粗砂巖、含礫、夾細砂巖；直接頂含礫粗砂巖淺褐色，從地質(zhì)報告得知巖石普氏系數(shù)f=4-8，單向抗壓強度7.9Mpa。

回采工作面參數(shù)：平均走向長1050米，工作面平均長度203米，煤層傾角為12-14°，煤層真厚度3.6--5.3米，煤層容重：1.35t/m，開采方法：走向長壁后退式綜合機械化一次性采全高。支護方式采用ZY8800/2.55/55.5型支撐掩護式液壓支架支撐頂板，該支架支護強度1.08MPa，支護工作阻力為8800KN。落煤方式：使用MG750/1860-GWD型雙滾筒采煤機，生產(chǎn)能力位800t/h，工作面運煤方式；采用SGZ1000/1050型中雙鏈刮板輸送機，工作面上下順槽超前支護，采用專用超前支護架。

三、工作面初次放頂炮孔布置方式

（一）初次放頂位置確定

當(dāng)1E401綜采工作面的設(shè)備調(diào)試運行后向前推進6-8m，將工作面支架調(diào)成一條直線，在工作面液壓支架后面距支架1m，沿開切眼軸線進行初放孔布置。

（二）炮孔布置方式

從下順槽以上5m布置掏心孔，掏心孔為14個，第一組為6個孔（上下各打三個）沿開切眼軸線并排3個孔，第二組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，第三組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，掏心孔布置完后沿開切眼人下向上每10m布置一組，每組孔打2個孔，老頂切斷孔（1、2號孔），整個開切眼布置三組掏心孔，17組老頂切斷孔、共計48個孔。

（三）炮孔水平轉(zhuǎn)角

掏心孔和老頂切斷孔都以開切眼軸線方向打孔，沒有水平轉(zhuǎn)角。

（四）炮孔終端高度確定

針對老頂切斷孔及輔助切斷孔的頂端裝藥高度h上，以巖石爆破冒落后將采空區(qū)充填滿為目的，根據(jù)巖石冒落后碎脹系數(shù)取1.3，回采高度取3.9m，則有1.3хh上=3.9+h上，得h上=13m?？紤]老頂承壓層的實際厚度，取老頂切斷孔炮孔頂端裝藥高度h上=15m。針對端頭切斷孔頂端裝藥高度h上，考慮頂板冒落后形成自然平衡拱的兩端高度將低于老頂切斷孔的處理高度，取h上=14m。

四、開切眼初放孔爆破參數(shù)

為了確保綜采工作面采后能及冒落充填采空區(qū)，減少老頂壓力對支架影響，防止大冒頂，因此必須對工作面堅硬頂板進行弱化處理，在開切眼支架后面向工作面頂板巖體打眼預(yù)爆破，使頂板巖體形成裂隙帶。隨工作面推進，在頂板自然重力及工作面支架工作阻力作用下采空區(qū)頂板冒落充填采空區(qū)。

（一）炮孔布置方式

從下順槽以上3m布置掏心孔，掏心孔為12個，孔排距10m；第一組為4個孔（上下各打2個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔間距8m；第二組為4個孔（上下各打2個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔間距8m；第三組為4個孔（上下各打2個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔間距8m。

掏心孔布置完后沿開切眼從下向上每10m布置一組（即：孔排距10m），每組孔打2個孔，孔間距6m，老頂切斷孔（1、2號孔）；整個開切眼布置三組掏心孔、17組老頂切斷孔，共計46個孔。

（二）炮孔各參數(shù)的確定

1、 第一組掏心孔

第一組掏心為4個孔（上下各打三個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔斜長8.32m、垂高7.0m、上孔豎直夾角：44°16′、開切眼中線與鉆孔的夾角：37°52′，下孔豎直夾角：70°16′、開切眼中線與鉆孔的夾角：37°52′，上下炮孔開眼寬度10m，終孔寬度1m。

2、 第二組掏心孔

第二組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔斜長16.38m、垂高14.0m、上孔豎直夾角：45°44′、開切眼中線與鉆孔的夾角：3°49′，下孔豎直夾角：58°44′、開切眼中線與鉆孔的夾角：3°49′，上下炮孔開眼寬度20m，終孔寬度3m。

3、 第三組掏心孔

第三組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔斜長25.30m、垂高20.0m、上孔豎直夾角：47°24′、開切眼中線與鉆孔的夾角：10°29′，下孔豎直夾角：60°24′、開切眼中線與鉆孔的夾角：10°29′，上下炮孔開眼寬度30m，終孔寬度5m。

4、 老頂切斷孔

老頂切斷孔每組孔打2個孔，從下向上每10m沿開切眼軸線并排布置2個孔，孔斜長17.69m、垂高15.0m、豎直夾角：45°、開切眼中線與鉆孔的夾角：0°。

（三）炮孔裝藥量及封孔參數(shù)

1、第一組掏心孔

第一組掏心為6個孔（上下各打3個）沿開切眼軸線并排3個孔，孔斜長8.32m、裝藥長度7m，封孔長度為：1.32m，單孔裝藥量31.15kg，該組裝藥量為186.9kg。

2、：第二組掏心孔

第二組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔斜長16.38m、裝藥長度14m，封孔長度為：2.38m，單孔裝藥量62.30kg，該組裝藥量為249.20kg。

3、第三組掏心孔

第三組為4個孔（上下各打二個）沿開切眼軸線并排2個孔，孔斜長25.30m、裝藥長度22m，封孔長度為：3.3m，單孔裝藥量97.90kg，該組裝藥量為391.60kg。

4、老頂切斷孔

老頂切斷孔每組孔打2個孔，從下向上每10m沿開切眼軸線并排布置2個孔，孔斜長17.69m、裝藥長度14m，封孔長度為：3.69m，單孔裝藥量62.30kg，每組裝藥量為124.6kg。

五、結(jié)束語

綜采工作面初次放頂很容易導(dǎo)致工作面頂板發(fā)生事故，對煤礦的正常生產(chǎn)造成不利的影響。因此，要認真做好放頂技術(shù)管理工作，以確保煤礦安全生產(chǎn)。且采煤工作面在初次放頂時，一定要認真做好工作面礦壓監(jiān)測，并且還應(yīng)當(dāng)對監(jiān)測的結(jié)果進行科學(xué)分析，避免頂板事故發(fā)生，做到安全生產(chǎn)。

石梯子西溝煤礦1E401綜采工作面采用頂板預(yù)裂放炮強制放頂?shù)姆椒p小了初次垮落步距，有計劃地破壞了頂板整體性，減小了初次垮落壓力沖擊，提高了初采頂板垮落期間的瓦斯及頂板管理，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。今后在類似煤層工作面回采初次放頂中可以采用該方法，確保在厚煤層回采時的初采初放工作安全可靠。

參考文獻

[1] 黃曉虎.初次放頂技術(shù)在煤礦采煤工作中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012（25）.

[2] 趙永明.煤礦采煤工作面初次放頂技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（05）.

作者簡介

崔躍，男，現(xiàn)就職于新疆呼圖壁縣石梯子西溝煤礦，主要從事煤礦技術(shù)工作，現(xiàn)任煤礦總工程師。