采煤工作面坚硬顶板控制技术

坚硬顶板控制技术

普通综采工作面强制放顶技术

一、工作面概况和煤层顶板情况

1、工作面概况

2、煤层顶板及水文情况

3、工作面参数

二、顶板处理方法

我们把回采中的顶部处理分为两个部分，第一部分当工作面推进到20米左右直接顶不塌落或塌落高度达不到要求时进行初次放顶。初次放顶后随着工作面的推进，顶板可能出现下列三种情况：第一种情况为随采随自，这是最理想的；第二种情况为部分地段顶板不塌落或塌落高度不够，可采取局部人工强制放顶；第三种情况是直接顶的厚度小于4米，需对老顶进行放顶处理。

（一）、初次放顶

1、钻机的选择：

钻机的类型：

全液压钻机：石家庄煤机厂制造的TXU-75型、西安煤科院制造的MK系列、石家庄万达制造的ZYJ269／168架柱式液压回转钻机等。

风动钻机：宣华制造的QZJ-100b

岩石电钻：烙阳和石家庄中煤生产的2KW、3KW、6KW等。

特别坚硬的顶板（如砾岩）用风动钻机，一般性的顶板f值小于12的用全液压钻机，比较方便用石家庄万达制造的ZYJ269／168架柱式液压回转钻机。

全液压钻机和风动钻机一般都是打深孔的，打浅孔可用岩石电钻，一般不超过8m。

2、爆破器材的选择：

根据矿瓦斯情况而定：

《煤矿安全规程》第七章第三节第三百一十九条规定，井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药。煤矿许用炸药的选用应遵守下列规定：

(1)、低瓦斯矿井的岩石掘进工作面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。

(2)、低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。

(3)、高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤(岩)与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

(4)、在采掘工作面中，不得使用导爆管或普通导爆索。

顶板是否有淋水，有则应选择抗水炸药。

炸药的爆炸性能主要有2个指标：

炸药的威力：系指其所具有的总能量。在理论上可用炸药的作功能力近视地表示炸药的威力。

炸药的猛度：系指爆炸瞬间爆轰波和爆炸气体产物直接对与之接触的固体介质局部产生破碎的能力。

导爆索必须使用煤矿许用导爆索；雷管使用煤矿许用电雷管（瞬发电雷管和5段以内的毫秒延期电雷管）；放炮使用放炮器。

3、放顶参数的确定

1）、初次放顶步距的确定

根据顶板岩性和结构确定初次放顶步距。

2）、处理顶板垂深的确定

M－P

H＝————

K－1

式中：M一采高

P一顶板塔落的空隙取0.5米

K一岩石碎胀系数取1.4

3）、最小抵抗线及孔深的确定

根据工作面顶板岩性和炸药参数并参照大同煤矿集团公司经验数据而定。

4）、放顶组数及孔深的确定：

总的原则是：既要考虑放好顶，又要考虑到不耽误或少耽误生产，

孔深主要考虑的因素是：与生产协调，打孔和装药方便，

5）、其它参数：

（1）、炮孔的角度：

水平角度（与煤壁的夹角）：

考虑放顶时不损坏支架等设备和钻机司以打孔的角度，同时考虑炮孔不能被破坏。

仰角：根据最小抵抗线确定

（2）、装药长度（L Z）一般为孔深的2／3，封孔长度（L f）不小于孔深的1／3。

（3）、装药量

每孔装药量为：L Z×2kg/m

初次放顶总装药量为：每孔装药量之和。

（4）、装药采用人工装药，放炮采用一次起爆。

(5)、药卷规格：Φ50 × 500mm

6）、网络布置：采用并串联回路，用分段毫秒雷管起爆导爆索，导爆索起爆炸药，采用正向爆破。

(7)、放炮位置的确定

装药段的最小距离必须离开支架3m以上 (8)、其它参数见表一。

初次放顶及参数表

表一

(二)局部放顶

当工作面部分地段顶板不塔落时应采取局部放顶。

1、当两个端头悬板超过规定时应进行端头放顶，其放顶参赛与初次放顶孔基本一样。

2、当工作面悬板超过规定时的局部放顶方法为：

(1)、钻机的选择：

由于在工作面打孔，孔的深度不深，一般不超过10m，所以可选用2KW或3KW岩石电钻，搬运方便。

(2)、钻孔位置：

每2～3架打一个单层孔，如架间无法打孔，可采用退架或降架的方法进行打孔。

(3)、钻孔参数的确定

由于打孔从架间打，所以孔的水平角度与煤壁垂直，仰角可按600

,则孔的深度为：

L=6.25/sin60≈7.2(m) 取L=7m

封孔长度为2.5m ，装约长度为4.5m ，装约量为9kg ；导爆索用单股，长度为8米；炸药选用二级煤矿须用乳化炸药，雷管可用煤矿须用瞬发电雷管，联炮方式采用大串联。

(三)步局放顶

当工作面直接顶不塔或塔落的厚度不够时，需进行步局放顶。放顶步局可根据以前工作面的矿压观测确定，一般在15～20m ，并在初次来压即60m 左右和工作面见方100m 左右布置放顶孔。 三、施工组织：

成立专职或兼职的放顶队，按两个班作业，工作面按操作1台钻机考虑，每台钻3人，两个班6人，并设队长、技术员、组长。

稳钻按一个班考虑，每个班按完成1个孔考虑，

一天可

打2个孔，初次放顶共12个孔，需6个班，即需用时间3天，考虑进设备、稳钻、及不正常因素，初次放顶孔应在工作面开采前半个月就开始工作，先可在皮带巷施工。

四、强制放顶安全技术措施：

1、应成立初次放顶领导组（成员包括生产矿长、总工程师、安全矿长、安监、生产技术、通风、调度，机电、综采队），放顶工作必须在放顶领导组统一指挥下作业。放顶领导组跟班上岗现场指挥，检查初次放顶措施的执行情况，发现不安全因素立即采取果断措施进行处理，防止事故的发生。

2、打眼时，必须按设计和规程规定的深度、角度及有关参数进行施工。

3、打眼、装药、爆破时，必须按照《煤矿安全规程》有关规定及放顶作业规程规定的执行。

4、如装药时发生异常,装不到预定的位置，则不得联放炮。

5、严格执行“一炮三检”制和“三人联锁”放炮制。

6、联炮前，要对其范围内有害气体进行检查（包括采空区），如发现有害气体超限，立即停止作业，进行处理达到要求后，方可联炮。

7、初次放顶放炮时在8201工作面所有的工作人员撤到盘区巷，在可能进入爆破地点的所有通道上，爆破前必须设