沿空巷道超前深孔预裂爆破卸压技术探索

罗胜兵 ，邓 秘

（淮南矿业集团张集煤矿 ，安徽 淮南 232174）

0 引言

1412A工作面位于西二采区，为该采区的第二个块段。南侧为西二采区1煤系统巷道，东侧1413A工作面已回采完毕，西侧为尚未施工的1411A工作面，北至-470m初设回采上限。

工作面走向长1170m，倾向长180m，目前已回采460m。该面煤层厚度3.54～8.8m，平均7.1m；煤层倾角3～9°，平均5°。工作面顶板岩性从浅部到深部依次为：伪顶泥岩0～0.53m（平均0.3m）；直接顶（老顶）中细砂岩17～23.4m（平均19.7m）。

1 三带规律分析

1.1 沿空侧探查孔分析

1412A工作面运顺沿空侧设计、实施了采空区探查孔，以期得出西二1煤采空区“三带”规律。

1）裂隙带发育轮廓线。

受探查试验手段所限，随着顶板破碎带向面内延深，可能存在顶板“冒落拱”或“裂隙带”继续向上发育但拱角较小，利用钻机进行探查可能需要穿过顶板破碎区域，难以实现。但我们近似的认为，该轮廓线为顶板破碎或裂隙带发育的边缘轮廓线。根据采场覆岩移动破碎规律和矿压“三带理论”[1]，认为裂隙带发育高度为38m。

2）线性拟合线。

图1 1412A沿空侧探查孔数据分析图

对数据平均值进行线性拟合，得出一条线性拟合线，其与水平线的夹角认为即是1413A轨顺侧采空区顶板垮落角，为42.3°，如图1所示。

1.2 地面防火钻孔分析

1415A地面1#孔打钻资料：钻孔深度518m返水量开始减小，钻孔深度546m时（根据剖面知距离1煤顶板10m），钻孔打透不返水。

该位置工作面底板标高为546m、顶板标高542.5m，对应地面标高13.5m，如图2所示。

图2 1#钻孔剖面示意图

1415A地面2#孔打钻资料：钻孔深度525m返水量减小，钻孔深度531m时，钻孔打透不返水。

根据上述地面防火钻孔资料判断，裂隙带范围为31～38m，冒落带范围为10～20m，这与沿空侧探查孔结论基本吻合。

图3 沿空切顶钻孔设计图

2 预裂爆破孔设计

由于前期没有实践基础，我们先后在不同范围进行聚能管切顶、瓦斯抽采炸药爆破卸压等不同方式切顶，最终确定最优沿空切顶方式为：终孔间距6m、爆破高度35m、封孔高度17m，如图3。

3 效果分析

通过矿压观测数据分析可知：1412A工作面动压影响范围为超前煤壁80～100m；巷道变形加速范围超前煤壁15～30m；巷道变形剧烈超前煤壁5～15m，如图4所示。

图4 1412A工作面动压影响范围观测图

采用沿空侧切顶卸压后，两帮位移量峰值减小1448mm、顶底板位移量峰值减小2180mm、两帮移量峰平均值减小488mm、顶底板位移量平均值减小686，如表 1。

表1 沿空切顶后与原始巷道变形量对比

4 结 论

1）1412A工作面采动动压影响范围为超前煤壁80～100mm；巷道变形加速范围超前煤壁15～30m；巷道变形剧烈超前煤壁5～15m。

2）运顺沿空侧实施超前预裂爆破段(包括处于爆破卸压范围的未爆破段)巷道变形量比原始巷道变形大大减小。

3）因瓦斯抽采炸药对浅部离层、破碎顶板的扰动较大，在实施沿空侧爆破卸压前应提前采取加固措施。