煤矿深孔预裂爆破的相关技术参考系数选取选取
2014年第23期（总第302期） NO.23.2014 随着科学技术的进步，安全问题越来越得到施工单位的重视，人们的安全观念也在不断的提高，尤其是在 煤矿行业这个艰苦行业，安全问题更应该放在第一位。 水、火、瓦斯、煤尘、顶板是煤矿常说的五大自然 灾害。顶板灾害是指煤矿巷道或采区顶上的岩层发生的 各种垮塌或冒落事故。坚硬顶板指的是直接顶很薄或基 本上没有，煤层上直接覆盖的是坚硬的砂岩、砾岩，而 且厚度很大。在这类坚硬顶板下采煤后，可以形成几千 平方米，甚至几万、几十万平方米的悬顶而不冒落。但 是一旦垮塌，会引起强烈的暴风冲击，引起地层强烈震 动。可将巷道和工作面摧毁，造成伤亡事故。目前我国 这方面的处理技术有高压注水技术、煤柱支撑技术、局 部填充技术、局域切割技术、深空、中深空、滞后爆破 放顶技术。在这些技术中，预裂爆破技术能较快解决煤 层开采后坚硬顶板悬露不垮的问题，也是目前处理坚硬 顶板悬露不垮的主要技术手段。在深孔预裂爆破的相关 技术手段中，技术参考系数的选取，是爆破工作顺利进 行的关键。 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易冒落的顶板， 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。 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 煤矿综采面坚硬顶板深孔预裂爆破技术 刘向东 （神华神东煤炭集团公司三道沟煤矿管理处，陕西 榆林 ） 摘要：为了解决回采过程中坚硬顶板悬露不垮塌的问题，要根据工作环境的实际情况，采用先进的深孔欲裂 爆破技术对顶板进行全方位的处理，科学安排预裂爆破钻孔的布置、参数以及爆破工艺，实现工作面顶板 的顺利垮塌，达到回采工作安全生产的目的。文章探讨了煤矿综采面坚硬顶板深孔预裂爆破技术的机理和应 用，以保证煤矿安全。 关键词：坚硬顶板；深空预裂爆破技术；煤矿综采面；煤矿安全 中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号：1009-2374（2014）23-0124-02 侧向的压力对于实体煤层的应力集中的程度。
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煤矿深孔预裂爆破的相关技术参考系数选取选取，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 离放置一组炮孔煤矿深孔预裂爆破的相关技术参考系数选取选取，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。
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易冒落的顶板，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；选择一节药柱易冒落的顶板，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。 5结语 实施工作面的预裂爆破技术，相对减少了坚硬顶板 的来压步距，采用切实可行的深孔预裂技术，同时也可 以降低初采时老顶的来压强度，避免了对综采面设备的 损坏和施工工作人员的威胁，实现了安全高效的工作面 生产；技术可靠，只要克服一系列不利因素，准确掌握 工艺巷的层次位置，把欲裂孔的角度布置好，并且根据 坚硬顶板的实际情况，设计孔深和孔距，确定适合的药 量，来提高预裂爆破的真实效果。 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，2005，33（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，2009，（1）． 作者简介：刘向东（1985-），男，陕西府谷人，神华神 东煤炭集团公司三道沟煤矿管理处生产副队长，助理工程师， 研究方向：煤矿综采安全生产管理。