坚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术应用研究

深孔预裂爆破技术在综采面初次放顶中的应用胡滨1，梁小兴2，王有发2，蔚文忠2，杨清泉2（1.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京100013； 2.陕西省何家塔煤矿，陕西神木719315）［摘要］为解决坚硬顶板在回采工作面初采时的技术难题，采用深孔预裂爆破技术进行工作面初次放顶的工业性试验。

试验结果表明：深孔预裂爆破技术强制爆落的煤岩块基本可以充满支架后方的采空区，改变了顶板力学结构，有效减弱顶板初次来压时的动载冲击作用，避免飓风的形成，为类似条件下的煤层顶板控制提供了参考。

［关键词］深孔预裂爆破；初次放顶；坚硬难垮顶板［中图分类号］TD327.23［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2016）06-0054-03First Ｒoof Caving in Fully Mechanized Coal Face with Deep Hole Presplitting BlastingHU Bin 1，LIANG Xiao-xing 2，WANG You-fa 2，WEI Wen-zhong 2，YANG Qing-quan 2（1.Mining Institute ，China Coal Ｒesearch Institute ，Beijing 100013，China ； 2.Shaanxi Province Hejiata Coal Mine ，Shenmu 719315，China ）Abstract ：In order to solve the difficulty problem of harden roof during the first mining of working face ，the industrial experiment of first roof caving of working face with deep hole presplitting blasting was processed ，the experimental results showed that the goaf behind supports could be filled fully with coal and rock blocks that appeared after deep hole presplitting blasting ，then the mechanical structur-al of roof was changed ，dynamic loading impacting was decreased effectively of first pressure of roof ，hurricane in mine was stopped ，it references for roof control in similar situation.Key words ：deep hole presplitting blasting ；first roof caving ；harden and difficult caving roof［收稿日期］2016－05－28［DOI ］10.13532/11－3677/td.2016.06.015［基金项目］国家自然科学基金煤炭联合基金重点项目：基于煤矿井下综合应力场的煤岩动力灾害预测与控制基础研究（U1261211）［作者简介］胡滨（1985－），男，山东宁阳人，硕士，工程师，主要从事岩石力学与巷道支护技术等方面的研究工作。

综采工作面坚硬顶板深孔预裂爆破技术应用研究
孟令新
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】井工煤矿进行煤炭开采时,采煤工作面的矿压显现主要受工作面上方顶板的影响,特别是坚硬顶板,影响更大。

坚硬顶板造成的综采工作面采空区顶板悬顶面积过大对综采工作面的矿压显现及安全生产有很大影响。

回采过程中,坚硬顶板不能随着工作面向前推进及时垮落,会形成大面积悬顶,如果大面积顶板突然垮落,不仅会砸毁设备,破坏工作面,还会产生强烈的冲击波,造成人员伤亡,形成矿难。

为了防治井下采煤时坚硬顶板突然垮落造成的安全隐患,塬林煤矿根据W1-108工作面实际情况,决定采用深孔预裂爆破强制放顶技术。

【总页数】4页(P80-83)
【作者】孟令新
【作者单位】锡林郭勒盟能源管理综合行政执法支队
【正文语种】中文
【中图分类】TD235
【相关文献】
1.新集二矿211113综采面坚硬顶板深孔预裂爆破技术与实践
2.超前深孔预裂爆破技术在综采工作面坚硬顶板管理中的研究与应用
3.深孔预裂爆破技术在中细砂岩
巨厚坚硬顶板综采工作面的应用4.坚硬顶板综采面初采深孔预裂爆破技术研究5.综采工作面坚硬顶板深孔预裂爆破技术应用研究
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坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨摘要:以广安煤矿某工作面的火成岩坚硬顶板初次放顶工作为研究对象,针对悬顶面积大、不易垮落等特征进行研究,摸索出一套在初次放顶过程中利用特殊支护“强支”及人工“强放”的安全技术措施,取得了较好的效果,为开采类似顶板的采煤工作面实现高产高效及安全生产提供了成功经验。

关键词:火成岩顶板初次放顶技术特殊支护“强支” 强制放顶高效广安煤矿五二采区在回采过程中,初次放顶悬顶面积达6000多平方米实现安全放顶,在坚硬、难放顶板的管理方向摸索出一条可行的途径,取得了较好的效果。

1 工作面地质条件广安煤矿坐落在淮北市烈山区烈山镇,是淮北市地方小煤矿,所采煤层属杨庄井田,是淮矿集团杨庄煤矿弃采的五七采区块段。

火成岩为该井田的主要构造之一。

矿井主采煤层5煤位于下石盒子组下部,下距K2一般20m,该煤层结构简单,煤层顶板为砂页岩、火成岩。

煤层底板为黑色、灰色泥岩、层状页岩。

在本井田施工的7个钻孔中有4个钻孔见火成岩,其中见煤孔4个中全部揭露火成岩,岩性以闪长岩为主,厚度为13.53～17.78m,火成岩厚度大,主要沿5煤层中上部侵蚀。

由于火成岩厚度大,煤层绝大部分被焦化成为天然焦。

广安煤矿五煤至今已回采至-280M标高,沿煤层倾斜方向从上到下共布置了七个走向工作面。

其中522、524、526、528已采完,均为炮采工作面,初放顶悬顶面积分别为4600m2、5300m2、4800m2、5600m2,顶板初次垮落时由于下部泥岩遇水变软、造成支柱钻底,虽然采取了支柱下穿鞋,沿工作面倾向加打挑棚、木垛、密集等措施,但顶板垮落时还是出现了扑倒支柱、煤帮侧顶板切断现象,影响了正常生产并丢失支柱造成了经济损失。

本工作面在作业规程编制过程中充分借鉴了以上四个工作面回采过程中的经验和存在的不足,使该面初放达到了安全生产的目的。

2 工作面概况本采煤面工作面走向长580m,倾斜长150m,煤层厚度为 1.8～2.8m,煤层倾角10～15°左右,采煤方法采用走向长臂式开采、单体配合铰接顶梁支护,排距1m,柱距0.6m,炮采落煤,420/40T型刮板机运输。

技术经验深孔预裂爆破强制放顶技术的应用前言在现代工程建设中，爆破技术已经成为了很重要的一部分。

然而，不同的爆破技术有不同的适用条件，既有优劣之分，也有限制性之别。

而本文将介绍的技术，深孔预裂爆破强制放顶技术，在某些情况下则是整个爆破过程的关键，因为它能够帮助工程师们完成功能组件的爆破。

深孔预裂爆破的定义深孔预裂爆破是指在正式爆破过程之前，首先先在准备爆破的岩体内部钻入一定的预裂孔，并在这些预裂孔内注入一定的装药量。

预裂孔有着越来越长的趋势，一般情况下，其深度可达到十几到几十米。

在装药后，再进行喷水冷却或空气冷却工作，并做好其他可能对强制放顶产生的不良影响的预防工作。

在这一工序完毕之后，正式进入爆破爆炸的操作步骤。

深孔预裂爆破强制放顶技术的定义在深孔预裂爆破过程中，装药的方式有两种，第一种是正式爆破时所采用的装药方式，第二种则是深孔预裂爆破时所先行的装药方式。

如果在正式爆破操作之前，就发现了一些问题，如岩体内部存在一些偏硬的组分，或者一些硬质层，那么就可以采取深孔预裂爆破强制放顶技术。

具体操作方法是，先将爆炸装药分配到相应的深孔预裂孔内，同时控制装药量以及深孔预裂孔之间的距离。

在爆破作业时，深孔预裂孔中所放置的爆炸均匀分布，并且保持一定的药量，以确保在爆破过程中爆炸出的石片快速向上升空，进而形成一段比较大的挤压区域。

同时，在预裂孔注药过程中，还需要注入一种特殊的碎屑松动剂，以满足岩石膨胀特性。

在具体的强制放顶工作过程中，则需要严格控制爆炸的时间和效果，以达到强制放顶的目的。

深孔预裂爆破强制放顶技术的优点1.深孔预裂爆破强制放顶技术中，所有的预裂孔、爆炸和放顶工作都可以由人工全面控制，因此，无需借助现代化的设备，工程师可以轻松地实现控制工作。

2.不需要过多的爆破安装设备和市场上的其他高容量设备，因此成本较低。

3.在一些特定的条件下，深孔预裂爆破强制放顶是必要的，它能够快速地将硬质层/偏硬的组分破坏，为正式爆炸作业做好铺垫。

硬顶煤深孔预裂爆破技术的研究与应用兖煤菏泽能化有限公司王玉昌摘要：综采放顶煤是厚煤层实现高产高效、安全、低耗、低成本的采煤工艺。

随着放顶煤采煤法的应用，顶煤硬度大不易冒落，可放性差，成为造成顶煤回收率降低的主要问题。

本文介绍了硬顶煤条件下，深孔预裂爆破技术在放顶煤开采中的研究及应用，对深孔预裂爆破的机理、试验研究进行了论述。

该课题作为原煤炭工业部“九五”攻关项目“综采机械化放顶煤开采成套技术与装备研究”的子专题，.成功地提出一套50～80米深孔控制预裂爆破的打钻、成孔、装药、封孔及起爆工艺与配套设备，经科技项目检索查新，达到国际先进水平，具有广阔的应用前景。

关键词：综采放顶煤开采硬顶煤深孔预裂爆破煤炭回收率1.概述兖矿集团鲍店煤矿是一座年设计能力300万吨的大型现代化矿井。

目前主要采用综采放顶煤开采技术。

顶煤硬度大、可放性差，顶煤滞后冒落、产生大块是造成顶煤回收率低的主要原因之一。

硬顶煤深孔预裂爆破技术的研究目的和意义是：针对一些煤体强度大，节理裂隙不发育，顶煤中含夹矸，等条件下的放顶煤开采工作面，生产中存在的顶煤滞后冒落或产生大块堵住天窗，使顶煤不易放出等情况，采用“深孔预裂爆破技术”，在回采前进行顶煤预裂，并结合常压注水，提高顶煤可放行，从而提高顶煤回收率，减少采空区自燃发火，提高煤炭产量。

2.硬顶煤深孔预裂爆破机理在工作面顺槽内，沿工作面倾斜方向打爆破空与控制空；孔深50～100m，爆破孔直径为75mm，控制控直径为90mm，孔间距为8m左右。

通过爆破作用，炮孔周围产生直径为100～250mm的柱状粉碎圈带和一沿爆破孔与控制孔连心线方向长为8～10m的贯穿爆破裂缝带及次生的裂隙圈带。

爆破后，通过爆破孔向煤层注水，进一步扩大裂隙带几次生裂隙带的宽度；此外，在支架与矿压的反复作用下，使已经产生大量裂缝的顶煤进一步破碎。

这样，在放煤过程中，可以将硬顶煤顺利放出，达到提高工作面回采率与煤层注水的效果，减少采空区浮煤，防止自燃发火的目的。

第29卷　第5期2009年9月西安科技大学学报JO URN AL OF X I ′AN U N I VERSI TY OF S C I ENCE A N D TECHN OLOG YVol .29　No 15Sept 12009 文章编号:1672-9315(2009)05-0510-05　大倾角坚硬顶板深孔超前预爆破研究与应用　3周登辉1,伍永平2,解盘石2(1.新疆焦煤集团有限责任公司,新疆乌鲁木齐830025;2.西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安710054)摘　要:新疆焦煤集团2130平硐煤层大倾角煤层顶板坚硬,易形成大面积悬露,严重影响矿井安全生产,本文运用物理相似材料模拟实验和三维数值模拟研究手段,分析研究了坚硬顶板预爆破弱化顶板变形破坏规律,并结合坚硬顶板深孔超前预爆破机理,提出了“非等长多炮孔、非均匀大药量、高层位低震动”坚硬顶板超前爆破弱化方法,实现对坚硬顶板进行控制性处理,降低顶板强度,消除顶板大面积悬露和冒落产生的冲击性矿压显现和由此导致的工作面围岩灾变隐患。

关键词:大倾角;坚硬顶板;超前预爆破技术;深孔中图分类号:T D 235 文献标志码:A坚硬顶板是指厚度较大,强度高(单向抗压强度>80MPa ),整体性(完整性)较好的煤层顶板岩层。

其特点是开采后工作面顶板大面积悬露,不易自然垮落,而一旦出现垮落,则波及范围巨大,形成局部“飓风”或“矿震”,导致突发性灾害事故,我国先后试验了深孔、中深孔滞后爆破强制放顶、高压注水等技术,对坚硬顶板进行弱化处理,同时采用煤柱支撑、区域充填、区域切顶、提高工作面支护系统支护强度和刚度等方法和技术,在缓倾斜煤层开采中取得了一定的效果。

新疆艾维尔沟矿区是典型大倾角硬顶软底软弱煤层[1～8],其顶板坚硬,也曾出现过大面积悬露的坚硬顶板突然垮落而导致的工作面安全生产事故,如何实现大倾角煤层坚硬顶板下的安全开采问题,为矿方亟待解决的问题。

预裂爆破在煤层坚硬顶板放顶煤工作面的运用探讨煤炭作为人们生活、生产的重要资源，为了满足人们的需求，煤矿开采得到了广泛的关注，放顶煤采煤法具有常见性，在实际开采过程中，极易存在安全隐患，进而严重威胁着矿井的安全生产。

在放顶煤工作面运用预裂爆破技术，不仅能够增加顶煤的破碎程度，还能够保证矿井生产的安全性，因此，预裂爆破技术的运用具有积极的现实意义。

文章主要探讨了预裂爆破在煤层坚硬顶板放顶煤工作面的运用，介绍了实施方案、注意事项及运用效果，旨在提高放顶煤开采的经济性、安全性与可靠性。

标签：预裂爆破；坚硬顶板；放顶煤；工作面引言随着煤矿开采规模的日渐扩大，为日常的生活与生产提供了充足的煤炭资源，在实际开采过程中，放顶煤开采法扮演着重要的角色，它的应用虽然提高了煤炭开采的效率，但开采过程中极易出现顶板或顶煤大面积垮落问题，为了保证放顶煤开采的安全性，急需控制顶板和顶煤，通过实践，提出了预裂爆破方法，此方法有效解决了坚硬顶板采煤工作面顶板不能随采随落的安全问题，进而提高了煤矿开采的安全性，保证了开采工作的有效性，文章以某矿井的工作面为研究对象，实施了预裂爆破，其运用效果十分显著。

1 工作面概况某省采煤工作面，其标高为-274～-341m，煤层平均煤厚7.6m，煤厚变异系数为15%，可采指数为1，属于稳定煤层。

根据实地考察可知，煤层具有一定的自燃性，发火期为7～12个月，煤尘爆炸指数为15%。

工作面无瓦斯突发隐患，具体的采煤方法为俯斜开采、倾斜长壁、全层综放，其为150m，煤层厚为8.0m，其伪顶为黑色泥岩，随采随落，厚度约0.5m，直接顶为褐色砂质泥岩，厚度约3.4m，基本顶为灰色中粒砂岩，厚度约14m，其具有较强的整体性，坚硬不易垮落，充填采矿区高度<采放煤高度。

坚硬顶板是指煤层顶板岩层拥有较大的强度及较好的完整性，在实际开采过程中，坚硬顶板大面积悬露，难以自然垮落，在垮落后多为大面积垮落，其影响范围较大，严重情况下会造成矿震，此时的突发性灾害事故直接影响着矿区的正常与安全生产[1]。