综采工作面深孔爆破强制放顶的应用

坚硬顶板综采工艺深孔强制放顶技术重点介绍了肥城矿区八煤层坚硬顶板放顶设计及综合治理，提高生产效率，消除普采工艺带来的安全隐患，降低了工作面底板出水机率。

标签：坚硬顶板；综采；深孔；强制放顶1 地质概况肥城矿区八煤层直接顶板厚3.8～6.63m，平均4.73m；岩性为四灰，灰至深灰色，质较纯，但夹有钙质泥岩，致密，厚层状构造，下部含黑色燧石结核，因而坚硬而色深，含较多的蜓蝌化石，形体大，保存完好，层位稳定。

岩性坚硬，普氏硬度系数?=8.0～11.5，底面凹凸不平，垂直裂隙发育，常常形成复合顶板，破坏顶板完整性，属中等稳定顶板，一般不自行垮落，往往只缓慢下沉，采用冒落法管理顶板。

八煤层受五灰、奥灰水威胁严重，若对该煤层进行开采，必须对五灰及奥灰水进行综合治理，同时必须对坚硬四灰顶板制定切实可行的强制放顶设计。

2 坚硬顶板综采面强制放顶设计2.1 爆破方案由于工作面顶板为坚硬的四灰，因此，工作面自切眼向前推进 1.2m～1.6m 后，可在切眼内的顶板上布置炮孔进行深孔爆破，使顶板由四面固支状态转化为三面固支，为顶板的初次垮落创造条件。

2.2 炮眼布置位置顺切眼方向，由工作面上顺槽至下顺槽，每隔1.5m布置一炮孔，炮孔在工作面推进方向上垂直顶板，沿切眼方向倾向于上顺槽，倾角70o。

2.3 工作面顺槽断顶爆破在工作面推采初期，由于工作面周围均为实体煤，顶板完整度高；或者工作面长度较短，由于实体煤侧顶板跨度小，不易断裂。

此种情况下，初采阶段顶板沿顺槽上方不易断裂，矿山压力显现不够充分，即使在工作面支架后方采用强制放炮切顶，也会造成顶板冒放困难。

此时可对综采工作面上下顺槽端头支架前方进行深孔预裂断顶，即在顺槽上方煤层顶板中人为形成自由面。

结合切眼断顶，这样难以冒放的坚硬顶板由四面固支状态转化为容易断裂的悬臂梁，促进煤层顶板提前垮断，提高了顶板的冒放性。

根据截断爆破原理，将工作面巷道顶板预裂爆破松动，以提高巷道顶板的冒放性，可沿上下顺槽内帮打一排平行炮孔，提前将顺槽顶板爆破松动，并将煤层顶板预先截断，随着工作面的推进促使顶板更容易的冒落。

技术经验深孔预裂爆破强制放顶技术的应用在煤矿生产过程中,顶板事故占有较大比率,尤其是煤层顶板坚硬、完整、不易冒落综采工作面初采,由于一般采取自然垮落法,随着工作面的推进,造成采空区悬顶面积不断扩大,当采空区大面积瞬间垮落时极易形成飓风和冲击压,造成人员伤亡和设备损坏。

而且容易造成瓦斯瞬间涌出,诱发瓦斯重特大事故。

因此,如何缩短综采工作面初次来压的步距,减少采空区悬顶面积,尽快充填采空区,是解决综采工作面初次垮落的焦点问题。

1 地质条件铁法煤田煤系地层为中生界晚侏罗系地层,属陆相沉积。

岩相为湖泊相及河床相沉积,煤层顶板岩相和岩性变化较大。

伪顶一般发育不完全,多为泥岩;直接顶发育较好,多为粗砂岩、中砂岩、粉砂岩、细砂岩。

部分煤层及顶板有冲刷现象,局部为辉绿岩;煤层老顶类多为粗砂岩、中砂岩,坚硬、致密。

煤田内地质构造以断层为主,褶皱次之。

煤系地层倾角平缓,一般在5°左右。

首次采用深孔预裂爆破强制放顶技术的矿井为大隆煤矿,属于多煤层群开采,煤层埋深350~600m,瓦斯等级为高瓦斯矿井。

采用深孔预裂爆破强制放顶技术的工作面为E3402,该工作面位于东三采区的南侧,为东三采区的首采面。

工作面长167m,走向长508m。

切眼与东二采空区毗邻,最小距离10m,最大距离32m。

工作面沿走向方向布置,沿倾向方向坡度小于5°,赋存条件相对简单。

切眼附近煤层厚度2.85m,无伪顶;直接顶板岩性为粗砂、中砂和细砂岩,岩性变化大,部分受河床冲刷,平均厚度5m,硬度系数f=5;老顶岩性为含砾粗砂岩,胶结松散,平均厚度24m。

由于工作面以高硬度岩性为主,且胶结程度较高,初次来压步距较长,因此,如不采取人工强制放顶的办法,很难实现随工作面推进而垮落。

而大面积悬顶形成大的采空区空间,产生大量瓦斯积存,同时也增加了自然发火的因素,给安全生产带来重大隐患。

2 放顶基本原则及方案设计2.1 放顶基本原则以破坏顶板的完整性为前提,根据直接顶、老顶的厚度及岩性特点设计放顶方案。

采煤工作面强制放顶的安全技术措施摘要：在煤矿开采过程中，采煤工作面存在很大的安全风险。

为了保障工人的安全和生产的顺利进行，实施采煤工作面的强制放顶技术是必要的。

本文将探讨采煤工作面强制放顶的安全技术措施，并分析其应用效果。

引言：随着煤炭资源的日益减少和采矿技术的不断进步，矿井开采工作面的安全问题受到了广泛关注。

强制放顶技术被广泛应用于采煤工作面，目的是为了防止地质灾害事故的发生，保护工人的生命安全。

一、强制放顶的定义和原理强制放顶是指在采煤工作面上采取各种技术手段，强制加固顶板的一种安全技术措施。

其主要原理是通过增加顶板的抗压能力，提高顶板的稳定性，防止地质灾害的发生。

二、强制放顶的技术手段1. 确定强制放顶位置：根据矿层结构和地质条件，确定强制放顶的位置和范围。

2. 预先安装锚杆：在强制放顶位置插入锚杆，增加锚杆数量和密度，提高顶板的承载能力。

3. 喷射支护：对采煤工作面的顶板进行喷射支护，结合工作面的具体情况选择合适的喷射材料。

4. 安装钢拱架：在工作面进行钢拱架的安装，增加顶板的支撑能力。

5. 加厚支架：对支架进行加固，提高支架的稳定性和承载能力。

三、强制放顶的应用效果1. 提高工作面的安全性：强制放顶技术可以有效防止地质灾害的发生，保护工人的生命安全。

2. 提高生产效率：强制放顶技术可以增加顶板的稳定性，减少顶板的塌落和断裂，提高采煤工作的连续性和效率。

3. 减少地质灾害事故的发生：强制放顶技术通过加强顶板的支撑能力，减少地质灾害事故的发生概率，降低事故对生产造成的影响。

结论：采煤工作面的强制放顶技术是保障煤矿安全和提高生产效率的重要手段。

通过在工作面上采取预先安装锚杆、喷射支护、安装钢拱架和加厚支架等技术措施，可以有效提高顶板的稳定性和承载能力，减少地质灾害的发生。

进一步研究和应用强制放顶技术，将有助于提高煤矿的安全生产水平和经济效益。

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。

工作面初采强制放顶安全技术措施一、概述:本矿12201工作面为首采综采面,参照邻近矿井及经验数据,12201工作面初次来压步距60米左右,为避免初次来压对支架造成巨大冲击载荷,损坏设备,影响生产,保证人员安全决定在工作面切眼中部沿工作面进行深孔预裂爆破,破坏顶板完整性,使其尽早跨落,减小初次来压时对设备的影响程度和防止冲击波对工作人员造成伤害,特制定该项安全技术措施。

二、炮眼布置:炮眼布置在靠采空侧距切眼中心线2.0米处,沿工作面呈一直线布置,孔间距为12米,垂深分别为8.5米、11米、13米,共布置20个孔。

炮眼采用my-150型全液压坑道钻机施工,钻头采用φ94mm合金钢钻头,成孔直径为φ99mm。

具体见爆破说明书。

三、安全技术措施:1、工作面推进5米,进行强制放顶作业。

2、初采期间,拉架时注意不要损坏切眼内锚索、锚杆。

3、保证支架检修质量,确保支架工作状况良好,杜绝支架自动卸载和跑、冒、串液现象。

4、强制放顶前,要将工作面所有支架提前拉出,一、二级护帮板全部伸出,贴紧煤帮,支架初撑力达到规定要求。

5、超前维护在规程规定的基础上加打10米,巷道实际宽度大于设计宽度0.8米时,端头沿切顶线打设双排密集柱,并打设戗柱。

单体初撑力达到规定要求。

6、放顶前,要将工作面所有设备开空,然后闭锁所有设备,将隔离开关设置在零位。

移变停电,将隔离开关设置在零位。

由队值班干部通知矿调度停止工作面所有供电。

并冲洗工作面、支架和两顺槽煤尘,并供水总阀门,然后跟班队长清点本队作业人数,无误后全部升井。

7、强制放顶由专业施工队进行,专业放炮员要持有效证件进行作业。

8、炸药采用二级煤矿许用乳化炸药,药包规格为φ70__500mm。

雷管采用煤矿许用毫秒延期电雷管,联线方式为串并联,起爆方式采用延期电雷管导爆索起爆,起爆器型号gnf-2022型。

封泥装填长度不小于4米。

9、组装药包、雷管、导爆索和pvc管在地面组装,组装由专业人员作业,并设置警戒。

综采工作面强制放顶警戒安全技术措施引言综采工作面是煤矿开采中重要的环节之一，而强制放顶警戒是综采工作面安全的重要技术措施之一。

本文将介绍综采工作面强制放顶警戒的概念、意义以及具体的安全技术措施。

强制放顶警戒的概念强制放顶警戒是指在综采工作面回采过程中，根据煤层顶板的稳定性状况，通过监测和预警技术手段，提前发现煤层顶板变形和松散层垮落等情况，并及时采取相应的安全措施，保障工作面的安全生产。

强制放顶警戒的意义综采工作面是煤矿开采中最危险的地方之一，煤层顶板的不稳定会导致煤与瓦斯突出、煤层顶板垮落等严重事故的发生。

强制放顶警戒作为一项重要的安全技术措施，能够及时发现和预防煤层顶板的不稳定，有效避免事故的发生，保障矿工的生命安全和煤矿的正常生产。

强制放顶警戒的安全技术措施1. 综采工作面顶板监测系统建立完善的综采工作面顶板监测系统是实施强制放顶警戒的基础。

通过安装传感器和测量设备，对煤层顶板的位移、变形、应力等参数进行实时监测，并将监测数据传输至控制中心，实现对工作面顶板稳定性的全面监控。

2. 预警和预测系统根据顶板监测数据，结合地质条件和采矿工艺的分析，建立预警和预测系统。

通过预警和预测系统，及时发现可能导致煤层顶板不稳定的因素，并预测煤层顶板变形和垮落的可能时间和范围，为采取相应的安全措施提供依据。

3. 安全遮罩安装一旦发现煤层顶板存在不稳定的现象，需要及时采取安全遮罩的安装。

安全遮罩是一种临时性的支保措施，可以有效地保护工作面下方的人员和设备不受顶板掉落的影响。

安全遮罩的安装需要结合实际情况，确保其牢固可靠，能够承受顶板的压力。

4. 制定应急预案强制放顶警戒过程中，还需要制定详细的应急预案。

应急预案是指在顶板变形、垮落等情况下，及时组织人员进行疏散撤离，并实施紧急处置措施，确保工作面下方的人员和设备的安全。

应急预案需要制定详细、全面，并定期进行演练，以确保在紧急情况下能够迅速有效地响应和处置。

结论综采工作面强制放顶警戒是一项重要的安全技术措施，通过监测和预警技术手段的应用，能够发现和预防煤层顶板的不稳定，有效避免事故的发生。

深孔预裂爆破在综采强制放顶中的应用及效果摘要：工作面初采过程中，采用深孔预裂爆破工艺，能更好地破坏顶板的稳定及完整性，减少初次来压步距，避免老顶初次来压对综采工作面支架造成严重损坏，形成飓风，保证初次来压期间工作面的安全生产。

关键词：深孔预裂爆破；强制放顶；初采一、工作面概况12206工作面为陕西省神木市天瑞煤矿2-2上煤层综采工作面之一，煤层埋深33-172m，巷道掘进时均沿煤层的顶底板掘进；煤层老顶主要为厚层状细粒砂岩，次为中粒砂岩，属块状结构；顶板以直接顶为主，岩性主要为泥岩、泥质粉砂岩及薄层状细粒砂岩、粉砂岩等以粉砂质泥岩为主，属层状结构，一般厚度大于6m，最大厚度8m，裂隙不发育，抗压强度为14.26～19.89Mpa；伪顶主要为炭质泥岩。

属于中等稳定顶板。

煤层底板以粉砂岩为主，次为细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩，一般不产生底鼓及变形现象，属中硬类底板。

12206工作面长度200m，回采长度1007m；自南向北推进，平均煤厚2.2m，煤层倾角0～5°。

工作面切眼采用矩形断面锚网和锚索联合支护，切眼净宽7500mm，净高2600mm，净断面积18.2m2。

二、初采强制放顶工艺的选用根据本矿井开采经验及矿井矿压资料，工作面初次来压步距一般为55-70m，工作面初次来压顶板垮落时，对工作面支架瞬间冲击力强，容易形成飓风，为缓解老顶初次来压的巨大载荷及人员、设备安全，故需考虑对顶板进行弱化处理，减小初次来压步距，使顶板尽早垮落，来保证工作面初采时的安全生产。

顶板弱化处理应主要以破坏顶板稳定性、完整性为前提，结合本矿地质资料，根据直接顶及老顶的厚度对放顶方案进行深孔爆破设计，确保放顶效果，深孔爆破技术有液态二氧化碳致裂技术、炸药预裂爆破、水力扩孔、水力压裂等，由于本矿井属于低瓦斯矿井，无瓦斯涌出、突出，顶板稳定，结合各种爆破技术的优缺点及经济性，故选用炸药深孔预裂爆破技术对顶板进行弱化处理。