强制放顶在煤矿开采中的应用

强制放顶在煤矿开采中的应用

初放工作面因其顶板受到扰动较小，在回采到一段距离后，老塘可能会出现不冒落情况，给安全生产带来不稳定的因素。为加强回采安全，对达到强制放顶的老塘悬顶地段需采取强制放顶措施。文章针对百善煤矿654煤柱5工作面初放期间老塘悬顶面积过大，而采取的强制放顶措施，为今后我矿出现类似情况提供技术支持。

标签：悬顶面积；强制放顶；警戒

1 工作面概况

百善煤矿位于安徽省淮北市濉溪县境内井田南北长7.2公里，东西宽2～4公里，面积约21.5平方公里，为不规则的向斜盆地。地层倾角3～20度，6煤层为主采煤层，其中654煤柱5工作面位于五采区东北部。工作面形状不规则，长490～542m，宽10～154m，平均煤厚2.96m。根据《煤矿安全规程》规定老塘未冒落段走向达到10m，倾斜方向达到20m时可施行强制放顶措施，654煤柱5工作面自初放开采以来局部老塘未冒落面积达到强制放顶要求，需要对老塘进行强制放顶。

2 问题的提出

654煤柱5工作面主采煤层为6煤层，上覆四含系坚硬砂岩，该面自回采以来，老塘局部悬顶面积达到强制放顶的标准仍未出现冒落的迹象，给回采安全工作带来极大隐患，为加强回采安全工作，采用爆破进行老塘强制放顶措施，消除该隐患。

3 具体施工措施

强制放顶是指通过爆破方式将坚硬顶板切断，人为使顶板冒落一定厚度而形成矸石垫层的工艺技术。该工艺可以控制顶板的冒落面积，较适合来压强烈的坚硬顶板，缓和其冒落时形成的冲击问题。由于我矿煤层的赋存条件较简单，基本属于坚硬顶板，故采取炮采后对工作面后方采空区顶板打眼装药，再爆破使其冒落的方法。

（1）在老塘侧杂物清理干净，方便人员打眼施工，同时保证人员后路顺畅，保证施工人员安全。在打眼前，需打眼段附近10m范圍内严禁无关人员逗留，安排有经验的老工人在老塘待回排向上方沿倾斜方向打单排眼，眼距控制在眼距2m左右，由当班队长负责观察老塘情况，一旦出现冒落迹象人员及时撤离。（2）合理控制眼角度。老塘采取强制放置，炮眼角度至关重要，直接影响放炮质量。根据该工作面具体情况初步设计炮眼位置距末前排铰接梁头100mm，炮眼应成一条直线，其偏差不得超过±50mm，炮眼角度保持在60°-70°左右，炮眼深度不得低于1.8m（见图1）。（3）控制炮眼装药量。为达到预期爆破效果，需和通风

区技术人员联系，核定每眼药量，确保达到预期效果，经核定每眼装药量控制在2卷垫药，1卷引药，共计0.75kg。同时封泥长度、质量要符合作业规程规定要求，严禁出现封泥长度不够以及封泥不实情况出现。装药时应两人作业，一人专门负责观察顶板，用敲帮问顶锤找掉活矸危岩，无掉矸威胁后方可装药。（4）严格控制施工顺序。为确保在放炮过程中减少对工作面支柱的破坏，需减少工作面控顶面积，工作面回成三梁五柱支护形式后方可装药，严禁回柱前装药。（5）爆破程序，采取一次打眼，分组装药，分组起爆的方式。每组起爆（一次起爆）不得多于4个炮眼，确保爆破质量。

4 施工难题

我单位近几年未曾实施过强制放顶施工，因该面特殊顶板条件，加上顶板压力较大，因此实施强制放顶工作应避开顶板周期来压；同时在打眼过程中需在老塘侧打眼，给施工人员带来安全隐患，加之爆破过后若悬顶冒落存在工作面推棚的危险，另外爆破过程中可能引起局部支柱发生歪倒、变形情况出现，影响工作面支护等一系列难题。需在施工前制定相应的针对性措施，确保强制放顶顺利、安全施工。

（1）及时做好周期来压预测工作，区技术人员在对该面的周期来压步距、周期进行及时观测和分析，确保做到对顶板来压分析的合理，为强制放顶施工提供切实的顶板来压周期分析。（2）打眼过程中顶板来压出现冒落情况。打眼时要时刻注意老塘情况，发现老塘来压、顶板掉渣等异常情况时，必须立即停止作业，撤离到安全区域，待情况稳定无安全隐患后方可继续作业。（3）放顶施工期间，因压力过大出现推棚现象。在实行爆破前，必须对工作面全部支柱进行加压，保证支柱初撑力达标。强制放顶期间，当班队长必须认真全面做好、支柱检测工作，发现隐患及时处理。（4）爆破过程中人员警戒工作和爆破后工作面隐患排查工作。因实行顶板矸石爆破，需加大警戒距离，严格执行各项放炮管理制度。放炮后，必须等待15分钟以上，待炮眼散尽和顶板冒落稳定后，队长和放炮员首先进入工作面巡视放炮地点爆破情况、顶板冒落情况和支护情况，确认无危险后，人员方可进入工作面作业。（5）人员进入工作面及时对因爆破崩倒的支柱进行整改、加固，确保工作面支柱初撑力达标，满足支柱强度要求。

针对上述难题，区管技人员根据实际情况制定合理的措施规定，对强制放顶施工过程中可能出现的各项难题，给予相应处理方案，确保强制放顶施工能顺利进行。同时对于强制放顶施工过程中出现的临时变化情况，要及时反映到单位管技人员，现场制定方案，排除施工中困难。在施工过程中，加强领导跟班工作，切实指导职工正确的施工，严格把措施落实到实处，安全顺利的实现强制放顶。

5 施工效果

通过此次对老塘实施的强制放顶措施，根据合理的炮眼布置，老塘基本实现冒落，工作面较少出现崩倒支柱现象，同时也未出现因放炮导致工作面推棚情况，消除初放期间回采过程中因老塘压力过大出现推棚的安全隐患。该项技术的顺利实现为我单位以后再处理类似情况提供技术支持。

6 结束语

654煤柱5工作面安全顺利的对老塘进行强制放顶施工，为我矿后期回采出现悬顶面积超标情况提供有力的技术支撑，强化安全生产管理，便于对工作面的管理，切实提高职工的施工区域的安全性。

参考文献

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作者简介：李道雅，男，安徽淮北人，2006年毕业于淮北煤炭师范学院，皖北煤电集团公司百善煤矿助理工程师。