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1208综放工作面顶板深孔预裂方案总工程师：安全副总：安监处：机电部：通风部：调度室：地测办：生产技术部：编制：生产技术部2017年1月目录1引言 (1)2工作面概况 (2)2.1工作面位置及四邻情况 (2)2.2地质概况 (2)2.3工作面巷道布置及支护 (4)2.4采煤方法及回采工艺 (5)3顶板深孔预裂爆破方案 (9)3.1炮孔布置 (9)3.2炮孔装药量及爆破 (10)3.3施工机具和火工品 (13)4安全技术措施 (14)4.1一般安全技术措施 (14)4.2爆破安全技术措施 (16)1引言潞安集团公司司马煤业共实施位于长治县境内、沁水煤田的东部，井田南北长约6km，东西宽约6km，面积29.494km2，为潞安矿业集团现代化生产矿井。
主采煤层为下二迭系山西组3＃煤层，煤层厚度5.47m-7.80m，平均6.62m，倾角平均4°左右，采煤方法为综采放顶煤一次采全高、全部垮落法管理顶板。
1208工作面开采煤层属下二叠统山西组下部的三号煤层，该煤层赋存稳定，煤厚变异较小，煤层结构较简单。
煤体以黑色、块状为主，粒状次之，亮煤为主，夹镜煤条带，煤质为贫瘦煤。
煤层厚度稳定，煤厚为6.39m。
由于该工作面直接顶为砂质泥岩，厚度达10.1米，老顶为中粒砂岩、粉砂岩及砂质泥岩，厚度达7.94米，致密坚硬，老顶初次垮落步距为30～45m，回采过程中会造成顶板不易垮落，形成大面积悬顶。
工作面顶板采空区悬顶面积过大，会给安全生产带来隐患。
其危害主要如下：（1）采空区悬顶面积大，工作面漏风严重、煤壁片帮；（2）由于采空区顶板悬空面积大，突然大面积垮落时易导致工作面瓦斯超限，且产生的冲击气流也对工作面的人员造成安全威胁；（3）采用放顶煤开采，采空区悬顶面积大时顶板初次垮落前顶煤破碎，支架不接顶，推溜、移架困难，对支架等设备威胁更大。
（4）突然大面积垮落对支架的冲击破坏性大,支架立柱下缩量在短时间内急剧增大，甚至被压死、压坏支架。
深孔预裂爆破技术在综放工作面中的应用发布时间：2021-06-15T16:01:22.943Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：刘文超冯小明马锦安[导读] 摘要：本文针对综放工作面初采期间顶煤冒落不及时、采出率不高且遗落采空区的大量顶煤还有自燃发火隐患等问题，将深孔预裂爆破技术应用于平煤股份十三矿己15-17-13100综放工作面初采期间，通过实际应用及矿压监测表明，达到了弱化顶煤顶板、降低来压强度、减少顶煤损失、提高经济效益、保证安全生产的目的，对该煤矿其他综放工作面具有积极的推广意义和经济技术价值。
平顶山天安煤业股份有限公司十三矿河南平顶山 467000摘要：本文针对综放工作面初采期间顶煤冒落不及时、采出率不高且遗落采空区的大量顶煤还有自燃发火隐患等问题，将深孔预裂爆破技术应用于平煤股份十三矿己15-17-13100综放工作面初采期间，通过实际应用及矿压监测表明，达到了弱化顶煤顶板、降低来压强度、减少顶煤损失、提高经济效益、保证安全生产的目的，对该煤矿其他综放工作面具有积极的推广意义和经济技术价值。
关键词：综初采期间；深孔预裂爆破；初次来压步距引言工作面上方若存在一定厚度的坚硬砂岩、砾岩或石灰岩，则该顶板称之为坚硬顶板。
坚硬顶板如果不采取措施，容易发生大面积悬顶的情况，一旦大面积垮落，将给工作面带来强烈的矿压显现，造成支架压死、冒顶和片帮等，给煤矿生产带来极大的安全隐患。
目前，解决坚硬顶板悬而不垮的措施有：定向切割顶板技术、定向水力压裂预裂和深孔预裂爆破等，其中深孔预裂爆破技术应用比较成熟。
1工作面概况己15-17-13100综采工作面位于平煤股份十三矿己三采区，本工作面设计开采煤层为己15-17煤层，通过地质资料分析，该工作面范围内，己15-17煤赋存稳定，全区可采，煤层厚度平均5.20 m，普氏硬度系数f=2～3；煤层倾角5～15°，平均14°，工作面内煤层产状变化不大，总体趋势为西高东低，煤层总体走向为6°～56°，倾向为96°～146°。
综采工作面开切眼深孔预裂爆破技术的应用探讨在煤矿开采技术手段日益完善的背景下，煤矿企业更注重安全生产能力的提高。
根据近年来能源使用调查结果显示，我国当前能源总量中煤炭资源约为50%，但对于社会煤炭用量总需求来讲，现有浅层煤田开采已很难满足，要求开采中向深部发展。
这种深部开采会面临较多安全问题，以其中坚硬顶板条件为典型，成为开采的难点所在，需引入开切眼深孔预裂爆破技术使其得以解决。
文章主要以我国某地区综采工作面开采为例，对深孔预裂爆破技术在其中的应用进行探析。
标签：综采工作面；深孔预裂爆破；应用前言据相关研究发现，我国矿区中至少有一半数量矿区在开采中存在较为复杂的赋存条件，其中坚硬顶板所带来的影响作最为明显，约有38%综采工作面存在坚硬顶板问题。
施工过程中若忽视做好坚硬顶板处理，不仅难以提高开采效率，而且易发生安全事故。
在此背景下便提出了深孔预裂爆破，其在实际应用中发现对综采工作面开采难题的解决可起到明显的效果。
因此，对深孔预裂爆破在综采工作面中的应用研究具有十分重要的意义。
1 深孔预裂爆破的相关概述与工程实例1.1 深孔预裂爆破的相关介绍现行煤矿开采在处理断层岩石方面，预裂爆破方法主要分为浅孔、深孔爆破方式。
两者都注重爆炸能量的使用，确保断层结构在爆破中能够成为裂隙发育体。
若实际施工中发现不存在较大的断层落差，而且岩石坚硬度较低，可直接采取浅孔松动爆破方式，但在岩石坚硬度较高且断层落差大的情况下便需引入深孔爆破措施。
但哪种方式应用下，都需注重做好孔间距、孔深、孔径等分析，并保证装药量合理，这样在应用中才能取得良好的效果[1]。
1.2 工程概况文章在研究中主要以我国某地区为例，其在地址特征上极为复杂，整个采区中存在冲刷带、断层等较多，需将跳采、缩采等技术在回采中进行应用。
如其中综采工作面，包含4条超出2.5m落差的断层，还存在2条6.3-8.8m落差的断层。
同时在回采中发现部分综采工作面在断层上将达到16条，其中有6条断层超出4m的落差。
综采放顶煤工作面风巷深孔预裂爆破切顶卸压技术应用【摘要】针对芦岭煤矿综采放顶煤工作面巷道超前压力影响范围大、维护困难等问题，提出了工作面顶板深孔爆破卸压技术研究，结合现场条件确定钻孔参数、爆破参数，并进行了现场试验。
减小Ⅱ888工作面回采对区段小煤柱、采动应力对沿空巷道（风巷）的影响，实现工作面安全回采。
【实验结果表明】深孔爆破卸压后，工作面风巷应力集中得到缓解，顶板岩层间的应力传递被减弱，改善了窄煤柱护巷围岩应力环境，围岩变形得到有效控制。
【关键词】综放工作面切顶卸压；巷道围岩超前压力；深孔预裂爆破0．引言窄煤柱沿空掘巷具体是指沿上一相邻工作面已垮落采空区边缘通过留设窄煤柱的方式掘出新巷作为下一工作面回采巷道的一种巷道掘进方法，此种技术通常在采空区边缘，预留一定宽度的煤柱避开上区段工作面回采产生的剧烈扰动，改善掘巷围岩的应力环境。
受工作面回采超前应力和侧向支承应力的影响，工作面回采巷道围岩发生剧烈变形，巷道严重变形会导致回采工作面无法正常推进﹐同时带来一系列安全问题。
因此需要采取切顶卸压的方式将巷道采空区侧顶板切断，减少巷道悬顶宽度，降低窄煤柱沿空掘巷顶板压力。
本文以芦岭煤矿Ⅱ888综放工作面风巷为工程背景，研究分析了煤矿小煤柱沿空掘巷切顶卸压技术原理并行性现场实施，应用结果表明该项技术能够减小工作面回采对区段小煤柱、采动应力对沿空巷道（风巷）的影响，确保工作面安全回采的目的。
1．概况芦岭煤矿是淮北矿业集团下属生产矿井，目前回采的Ⅱ888综放工作面处于二水平Ⅱ88采区，位于Ⅱ88采区西翼，工作面西侧为芦岭煤矿与朱仙庄煤矿井田边界保护煤柱线，北侧为未准备的Ⅲ842工作面，东侧为F14断层保护煤柱线，南侧为Ⅱ886-1工作面采空区。
地面标高22.6～23.6m，工作面标高-451.2～-537.0m，煤层厚度3.3～15.2m，平均煤厚9.79m，走向长度458.2～493.5m（平距），平均475.8m，煤层倾角12～32°，平均23°。
51101工作面切眼深孔预裂爆破钻孔及放顶作业安全技术措施施工地点： 51101切眼施工单位：综采队施工负责人：刘建军编制人：李文峰编制时间：2018年10月19日51101工作面切眼深孔预裂爆破钻孔及放顶作业安全技术措施年月日51101工作面切眼深孔预裂爆破钻孔及放顶作业安全技术措施一、工程概括为了防止51101综采工作面初次来压带来的巨大冲击载荷对支架造成严重损坏，保证初次来压期间的安全生产，为了更好地破坏顶板的完整性，能够使顶板尽早垮落，减小初次来压步距，减缓初次来压对支架的破坏作用，经矿领导共同研究决定，决定采取在51101工作面切眼160m范围内进行深孔预裂爆破顶板管控措施。
二、预裂爆破孔设计1、炮眼中心线布置距切眼中心线1m处，距切眼副帮2.75m。
2、炮眼孔间距为3.0m，呈“一”字形分布，炮眼仰角45度，共布置55个炮眼，炮眼合计长度543.3m。
3、严格按照设计图纸施工。
附图：《51101工作面切眼强制放顶炮眼布置图》。
三、深孔预裂爆破施工要求（一）施工主要工序流程PVC管为4m/根，并按照要求开始在地面装药→运输下井→向炮眼内药→填装炮泥并封堵→清点工作面撤离人数→放炮。
（二）技术要求1、炸药采用水胶炸药，药包规格为φ70×400mm，雷管采用煤矿许用毫秒延期电雷管，联线方式为并串联，起爆方式采用延期雷管导爆索起爆，起爆器型号为QL500型。
装药系数约为0.6，每米炮眼装药量平均为3.78kg，炮泥装填系数约为0.4，炮泥采用黄泥制作。
2、炮眼采用连续偶合方式装药，并采用双雷管，双导爆索引爆，其中两根导爆索均延伸至炮眼底部，均采用雷管起爆，两个雷管在孔口采用并接连接，并用木塞固定，放炮母线必须绝缘良好，采用串并联回路，与雷管的连接处必须符合要求并用绝缘胶布裹好，放炮母线悬空吊挂。
3、在工作面推进4-5m后进行装药，装药用φ70×1500mm的，木制炮棍将装有药卷、炮泥和导爆索的PVC管装入炮孔内，根据炮长度确定导爆索长度，导爆索只能用快刀切割，严禁冲击挤压，药包要推至孔底，装紧装实，黄泥要充填密实。
提高综放面初采煤炭采出率的预裂爆破方法及其效果分析的开题报告一、选题背景煤炭是我国最重要的能源资源，其采取方式的改进与升级一直是煤炭行业发展的重要方向。
初采煤炭是矿井开采的最初阶段，此阶段的采出率对整个矿井的开发效益有着重要的影响。
在传统的采煤方式中，往往采取拱形钻孔爆破方法，但该方法采出率较低且钻孔成本较高。
预裂爆破技术作为一种集成了先进爆破技术的新型采煤方式，在提高初采煤炭采出率方面具有很大的潜力。
二、选题内容本文拟研究的内容是预裂爆破方法在提高综放面初采煤炭采出率中的应用，并对其效果进行分析和评价。
主要包括以下方面内容：1.预裂爆破技术原理及优势分析。
2.综放面初采煤炭采出率提高的需求和现状研究。
3.预裂爆破方法在提高综放面初采煤炭采出率中的应用研究。
4.预裂爆破方法与传统拱形钻孔爆破方法的比较分析。
5.预裂爆破方法的优化措施研究。
6.预裂爆破方法在实际应用中的效果评价及分析。
三、选题意义随着煤炭行业的不断发展和技术的不断更新迭代，传统的采煤方式已不能满足煤炭资源的高效开发和利用需求。
而预裂爆破方法作为新型的采煤方式，更加符合现代采煤技术的发展方向。
因此，本文的研究具有重要的理论和实践意义，总结并分析预裂爆破方法在提高综放面初采煤炭采出率中的应用效果，为新型采煤技术的推广和应用提供科学的理论依据。
四、研究方法和技术路线本研究采用文献研究和比较分析法，收集、整合相关文献和数据，并比较分析预裂爆破方法与传统拱形钻孔爆破方法的区别和优劣。
同时，通过数值模拟和实地爆破试验等方法对预裂爆破方法的应用效果进行评价和分析。
具体技术路线如下：1.文献研究阶段：收集并整理预裂爆破方法相关文献和数据。
2.实验前期阶段：对煤层结构进行分析，确定预裂爆破参数。
3.数值模拟阶段：采用数值模拟软件对预裂爆破方法的应用效果进行模拟。
4.现场爆破试验阶段：对比较后确定的预裂爆破参数进行现场爆破试验，并收集数据进行分析。
5.数据分析阶段：对实验数据进行处理和分析，并对预裂爆破方法的应用效果进行评价。
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。
探索大直径深孔预裂爆破技术在综采工作面过断层中的应用作者：蔡宏年来源：《科技信息·下旬刊》2017年第05期摘要：随着神东煤炭集团每年以2亿吨煤炭产量的开采，开采巷道不断延伸，综采工作面地质条件也发生了很大变化，经常遇到断层、冲刷带。
本文主要介绍了柳塔煤矿12113-2综采工作面采取了大直径深孔预裂爆破技术对断层进行了预裂松动，保证综采工作面顺利推进，提高直接工效，降低材料和人工成本，实现了人员和设备的安全。
通过多次的现场实践，探讨总结了深孔预裂爆破经验方法，能够为类似条件下的综采工作面顺利推进提供有益经验。
关键词：深孔预裂爆破；综采工作面；断层；应用1 12113-2综采工作面及断层概况柳塔煤矿12113-2工作面地质构造比较复杂，工作面回采面积小，断层落差大、冲刷带呈现群揭露形态，在回采时严重制约推进速度，设备维修量大，采煤机截齿消耗量大。
从采掘工程平面图的地质钻孔可以看出在靠近进风顺槽煤层厚度都在4.2米以上，而在靠近回风顺槽距切眼240米范围内的煤层厚度只有1.7米至2.2米。
12113-2综采工作面断层共有2条，其中F7断层落差是3.5m，F54断层落差是2.8米，在工作面推进13米后，F7断层开始揭露，最为严重时有41米呈全断面岩石，普氏岩石硬度系数多为较坚硬f=5-6，局部呈现白黄色坚硬矿石，硬度系数f=8-10。
为了减少搬家倒面次数，缓解我矿采掘接续紧张，提高煤炭回采率，实现快速、安全、高效、低耗通过断层，经过对大口径深孔预裂爆破技术进行深入研究分析，搬家倒面费用核算，回采率计算后，进行边际效益比较，决定使用大口径深孔预裂爆破技术协助采煤机过断层。
2 大口径深孔预裂爆破技术及主要技术参数由岩石力学知识可知，目前采用大口径预裂爆破对断层岩石处理有两种方法，一种是深孔内部松动爆破，另一种是深孔加浅孔辅助松动爆破。
松动爆破是指充分利用爆炸瞬间释放的化学能量，使爆破对象呈现裂隙发育体或内部扩散性渣石，同时又不产生抛掷的碎石损害综采设备管线的一种技术。
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。
深孔控制预裂爆破的若干分析引言在我国煤矿瓦斯事故的防范过程中，瓦斯抽放是一个十分重要的手段。
然而，在我国当前绝大部分突出煤矿、高瓦斯煤矿的开采低透气性煤层中，普遍具有很低的瓦斯抽放率。
随着煤炭开采的发展，深部开采越来越多，瓦斯抽放难度也进一步增加。
通过实践研究表明，对煤体作用爆炸气体和应力波的力，能够在煤体上产生不可愈合的裂隙，从而使其透气性提高。
因此，利用深孔控制预裂爆破技术，能够使透气性低、瓦斯含量高的煤层提升瓦斯抽放率，节省抽放时间。
1.试验条件在试验选取的露天矿场位置，总厚度约为66m到82m，含有10层到12层煤层，主要分为局部可采煤层和全区可采煤层，煤矿种类为无烟煤，有煤尘爆炸、煤层自燃等风险。
在实际开采当中，露天矿场会产生每分钟160立方米以上的绝对瓦斯涌出量，產生的相对瓦斯涌出量约为每吨65立方米，是一种煤和瓦斯冲突的露天矿场种类。
在试验区开采结构较为单一的煤层，具有1.10m的平均厚度和0.8的普氏系数[1]。
在煤层中，含有每吨18.59立方米的原始瓦斯含量和1.0MPa的瓦斯压力。
在这一工作面当中，采用的开采方式为倾斜长壁后退式仰斜开采，900m的倾向推进长度和108m的走向布置长度。
在工作面的运输斜巷当中，向煤层大顺层进行钻孔，同时进行深孔控制预裂爆破，对煤层中的瓦斯进行预抽。
在爆破中，保持87mm的爆破孔径、60m的孔深、40m的装药长度、每米0.922kg的平均装药密度。
在一定的距离间隔中，平行布置94mm的孔径、70m孔深的瓦斯抽放孔，并在随后将其作为效果检验孔和爆破控制孔。
预抽超前距离为300m到500m，超前时间在6个月以上。
2.测定表面积和孔隙结构对试验管的原始体积，利用氦气进行测量，然后抽真空整个分析系统，使其达到0.67Pa，并将其中的杂质气体去除。
基于0.43nm的氮气分子直径，试验样品的孔隙率能够达到0.86nm的最小值。
同时利用相应的理论和模型，对煤体的孔容分布、孔表面积、孔径分布、比表面积等进行计算。
