1810综采工作面深孔爆破强制放顶

李琨

1810综采工作面深孔爆破强制放顶

李琨

针对沙坪煤矿1810综采面初采期顶板难垮落的问题，实施了深孔爆破强制放顶，强制放顶使用PVC管装药、填塞工艺及木楔封孔，实现了炮眼的快速装药、封孔，大大提高了顶板的爆破效率，效果显著，从而保证了工作面的安全高效生产。

深孔爆破；强制放顶；PVC管装药、填塞工艺及木楔封孔；爆破效率

0 引言

近年来随着煤矿采掘机械化程度的不断提高，采掘工作面推进速度大大加快，顶板管理与之不相适应的现象日渐突出。加之煤矿开采强度增大和开采深度增加，矿山压力越来越加大，矿压显现越来越明显，顶板灾害威胁越来越严重。针对1810工作面顶板的具体情况，为了避免初次来压对支架造成巨大的冲击载荷，使完整的顶板尽早垮落，减小初次来压步距，减缓初次来压对支架的破坏作用，为保证工作面的安全高效生产，需要对1810综采面切眼中部171 m的范围内进行爆破强制放顶。

1 工作面概况

沙坪煤矿8#煤层，俗称9尺煤及5尺煤，位于山西组地层中部或中上部,8#煤层西南部为合并层，东北分岔为上下分层，1810工作面所在煤层位于为8#煤层西南部为合并层与8#上煤层的层间距平均为1.2 m，1810工作面煤层结构复杂，含2层稳定夹矸，倾角2～4°，煤层厚度0.90～12.41 m，平均4.2 m，设计采高3.8 m，工作面倾向宽200 m，走向推进长度426 m。采煤方法采用走向长壁后退式全部垮落综合机械化采煤法。

根据山西省煤炭工业局《关于2014年度年产30万吨及以上煤矿矿井瓦斯等级和CO2涌出量鉴定结果的批复》，沙坪煤矿相对瓦斯涌出量为0.67 m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.03 m3/min，相对二氧化碳涌出量为0.91 m3/t，绝对二氧化碳涌出量为6.91 m3/min，属瓦斯矿井。根据瓦斯鉴定报告，我矿为瓦斯矿井，但是不能忽视瓦斯管理，应根据实际情况调节工作面风量，认真做好重点区域的瓦斯检查工作，并适当加大工作面通风量。工作面煤层顶板为泥岩，伪顶厚度为0.00～0.25 m，局部发育，具斜层理，灰色，泥质胶结，厚度不稳定，开采时随煤层一起脱层垮落。直接顶厚度为1.4 m，岩性特征：灰黑色泥岩，泥质结构，层理不明显，含植物化石，硬度小。工作面覆岩柱状如图1所示。

图1 1810工作面覆岩柱状图

2 深孔爆破强制放顶技术

2.1 炮眼布置

炮眼设计施工时，爆破的最大垂深设计为10 m，钻孔与顶板夹角为30°，炮眼采用奇、偶数呈“一”字形的布置方式进行炮眼的布置设计，并对1810回风顺槽端部进行双向“八”字形的掏槽眼布置，具体炮眼布置示意图如图2所示。各炮眼的投影均处在同一直线上，炮眼布置在切眼中心线处，孔间距为8 000 mm，垂直深度分别为6 m、8 m、10 m，在胶运和回风顺槽各布置一个孔（24、25号）共布置25个孔。炮眼布置及爆破技术参数见表1。炮眼采用ZDY-650型全液压坑道钻机施工，钻头采用Φ 90 mm合金钢钻头，成孔直径Φ95 mm。

表1 爆破技术参数一览表

2.2 强制放顶炮眼的PVC管装药、填塞工艺及封孔方法

由于炮眼的长度较长，已经无法满足装药的要求，此次装药采用PVC管做承载的装药工艺，改变传统的整卷炸药直接装孔，大大提高了炮眼的装药效率。

强放炮眼的PVC管装药示意图如图3所示。具体装药工艺过程为：

1）、首先将Φ75 mm的PVC管截成2 m长，并在管的一头用胶带封好。

2）、将PVC管摆成一排，然后向PVC管内穿入绑好导爆索的炸药，导爆索的一头插入炸药内并用胶带绑好，用木棍推至PVC管端头，然后陆续向管内填入炸药直至装满。装满后导爆索另外一头的外露长度要留够，为下一根PVC管装药做准备。

3）、将已穿好导爆索和炸药的PVC管子按炮眼编号进行分组折叠并捆扎起来。

4）、炮泥管制作：在长1 m的PVC管内装入黄泥，装满装实，然后在管子的两头用胶带封好，炮泥管的制作总量根据炮眼的个数和深度制作足够并有一定富余。

5）、待工作面推进6 m左右，将已制作的炸药管和炮泥管用工程车运到放炮地点，然后人工按照炮眼编号用长木棍依次装入，最后再进行封孔处理。

图2 1810顶板深孔爆破强放炮眼布置图/m

图3 强放炮眼的PVC管装药示意图/m

封孔则是改变原传统的炮泥直接封孔，而是用刻有小槽的木楔直接封孔，如图4所示。其中，封孔木楔的长度为400 mm，大头一端直径100 mm，小头一端直径70 mm，表面的小槽则是用来引导导爆索，小槽的断面为20 mm×20 mm，木楔封孔后再用木锤敲紧以防木楔和药管滑落。

图4 强放炮眼封口木楔意图/mm

2.3 强制放顶炮眼联线与引爆

炸药采用二级煤矿许用乳化炸药，雷管采用煤矿许用毫秒延期电雷管，联线方式为并联，起爆方式采用延期雷管导爆索起爆炸药，起爆器型号为QL2000。炮眼采用简化的间隔方式装药，即采用连续偶合方式装药，并采用双雷管，双导爆索引爆。其中一根导爆索延伸至炮眼底部，另一根导爆索与炮眼外侧第一个药包连接，每一根导爆索均采用雷管引爆，两个雷管在孔口采用并联连接，并用木塞固定，放炮母线必须绝缘良好，采用串并联回路，放炮母线悬空吊挂。在工作面推进6 m时停产进行装药连线，待回风系统撤完人员并设好警戒后实施引爆。

2.4 安全施工要求

严格按照设计要求施工炮眼，并采用湿式打眼，实行综合防尘，严禁干打眼；放炮员必须是经过专门培训，并持有放炮合格证的专门人员担任；放炮地点20 m内不准留有未清除的煤、矸等其它杂物体阻碍巷道断面1/3以上的；必须切断工作面和两顺槽所有电器设备电源；保证回风系统内所有的传感器灵敏可靠；放炮前必须对两顺槽及整个回风系统的煤尘进行彻底清洗，每次装药和放炮前必须对工作面和回风顺槽及放炮地点的瓦斯和煤尘浓度进行检测，如不符合放炮要求，严禁装药放炮。由于炮眼内药量较大，要求警戒距离和放炮安全距离不小于500 m，跟班队长亲自制定专人在警戒线和可能进入爆破地点的所有通路上执行警戒工作，各警戒地点除设置站岗人员外，还要设置警戒线，警戒线处要设置警戒牌、栏杆、拉绳等醒目标识；放炮前工作面及顺槽内所有无关人员必须撤到辅助大巷内，放炮人员必须在距放炮地点500 m安全距离以外的顺槽联巷内进行放炮工作，井下放炮严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮制”；每次放炮前工作面所有支架必须处于完好状态，各种阀组、乳化液接头等必须完好，支架拉成一条直线，并要接顶良好，初撑力要求达到额定工作阻力的80%，超前支护必须符合作业规程要求，否则不得放炮；放炮要求分二次爆破，先放第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、25号眼，再放13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24号眼；施工单位详细编写施工技术安全措施，审批贯彻后安排施工。

3 结语

近年来，沙坪煤矿在技术上不断摸索创新，先后在18205、18206综采工作面实施了深孔爆破强制放顶，效果显著。该项技术成功的运用了PVC管串联药包的装药工艺，并采用炮泥管进行封孔，大大提高了炮眼的装药速度及封孔质量，为顶板的爆破效果提供了保障。

[1]钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制(M).徐州:中国矿业大学出版社, 2003.

[2]朱德仁,钱鸣高,徐林生.坚硬顶板来压控制的探讨(J).煤炭学报,1991.

[3]黄庆享.采场老顶初次来压的结构分析(J).岩石力学与工程学报, 1998.

[4]张杰.浅埋煤层顶板深孔预爆强制初放研究(J).采矿与安全工程学报,2012.

[5]张立辉.综采工作面强制放顶工艺及实施过程中应注意的安全问题(J).神华科技,2012.

[6]魏光荣.综采工作面深孔爆破强制放顶的应用(J).煤炭工程,2005

[7]秦勇,刘杰.综放工作面强制放顶的设计与探索(J).煤炭工程,2009.

[8]王金国.浅析煤矿综采工作面强制放顶时应注意的几个问题(J).神华科技,2009.

[9]张德琦.岩巷中深孔爆破合理掏槽型式的确定(J).煤矿安全,2005.

Deep hole blasting forced caving in 1810 fully mechanized working face

LI Kun

In view of the problem of hard roof caving during the early mining stage in the 1810 fully mechanized working face of Shaping Coal Mine,the deep hole blasting forced caving is implemented,the forced caving uses the charge by using PVC tube,filling process and sealing by using wedge,they implement the fast charge and sealing of hole, greatly improve the blasting efficiency of the roof,and ensure the safe and efficient production of the working face.

Deep hole blasting;Forced caving;Charge by using PVC tube;Filling process and sealing by using wedge;Blasting efficiency

TD235.4

B

1000-4866(2016)06-0032-03

10.19413/j.cnki.14-1117.2016.06.009

2016-11-2

李琨，男，1986年生，山西大同人，2013年毕业于山西大同大学采矿工程专业，本科，助理工程师。