综采工作面初采强制放顶指导意见

综采工作面初采强制放顶指导意见

为了确保综采工作面初采期间作业人员安全，避免顶板或有害气体伤人事故的发生。生产管理部结合各矿综采初采强制放顶现况及经验，对综采工作面初采强制放顶（以下简称初采强放）的设计、组织、实施提出如下指导意见，供各矿参考。

一、初采强放炮孔设计参数的确定

初采强放炮孔设计参数包括：布臵方式、炮孔方位角、炮孔仰角、炮孔深度、炮眼间距。

1、布臵方式

公司目前初采强放炮孔布臵方式有下列三种：

方式1：切眼中部单向“一”字形布臵（图1）。

图1：切眼中部单向“一”字形布臵方式剖面示意图

方式2：切眼端部双向“八”字形掏槽布臵（图2）。

图2：切眼端部双向“八”字形掏槽布臵方式剖面示意图

方式3：切眼中部双向“八”字形掏槽布臵（图3）。

图3：切眼中部双向“八”字形掏槽布臵方式剖面示意图

初采强放，考虑到有些矿井采用分组起爆，方式2和3“八”字形掏槽同时起爆炸药量较方式1大一倍，故尽可能采用方式1（切眼中部单向“一”字形布臵）。

2、炮孔方位角

公司目前各矿综采初采强放炮孔水平投影均与切眼中心线平行。如图4所示，对于分组起爆的综采面，初采强放炮孔施工方位角应与该综采面强放时风流方向一致，即从综采面回风侧开始逐组进行起爆。这种起爆方式主要有以下优点：

（1）每组炮孔爆破后可为下一组创造自由面，进而提高强放效果；

（2）从回风侧向进风侧逐组起爆，现场指挥人员和爆破工不进入爆破地点下风侧，不会受到有害气体伤害，确保作业人员安全。

图4：综采初采强放炮孔施工方位角示意图

对于初采强放采用整体一次性起爆方式的综采面，炮孔方位角与综采面风流方向无关，但整体一次性起爆炸药量大，同一时间内产生的有害气体多，因此不建议采用整体一次性起爆方式进行强制放顶。

3、炮孔仰角

炮孔仰角的确定，要综合考虑井下装药难易程度和费用经济。仰角过大，井下装药时药管因自重下滑导致装药难度大，同时最小抵抗线较大难以保证强放效果；仰角过小，炮孔长度大、用药量大、费用大，不经济。

根据大柳塔煤矿多年强制放顶经验，炮孔仰角一般选取30°，因各矿采场条件不同，建议炮孔仰角最大不宜超过35°；采用分组起爆方式的综采面，为保证强放效果，第1组（工作面长度大于300m时也可选第1、2组）炮孔仰角可选取24°～26°。

4、炮孔深度

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炮孔最大深度可按下式计算：

α

sin h L = 式中：

L —炮孔最大深度，单位为m ；

h —炮孔垂直深度，即孔口与孔底高差，单位为

m ； α—炮孔仰角，单位为°。

查阅距离切眼最近的钻孔柱状图，根据顶板岩层的岩性、厚度、强度确定顶板关键层，再根据关键层距开采煤层厚度确定炮孔垂直深度h 。炮孔仰角的选取遵上所述。

为保证强放效果，每组可由深度不等的炮孔组成，如深度分别为20m 、24m 、28m 的炮孔组成一组，小深度的炮孔最小抵抗线小，爆破后顶板比较容易垮落，可为后面几组爆破创造有利条件。

5、炮眼间距

根据各矿初采强放经验，考虑顶板岩性、硬度、强度、完整性等因素确定炮眼间距。

对于顶板硬度和强度不大、完整性较好，易垮落的综采面或有辅助切眼的综采面，炮眼间距一般在7～10m 范围内选取。炮孔分组不大于50m ，每百米起爆次数至少为2次。

对于顶板硬度和强度很大、完整性相当好，极不容易垮落的综采面，炮眼间距可选6～7m 。炮孔分组不大于25m ，每百米起爆次数至少为4次。

二、装药工艺

1、地面装药

为了更加方便地将炸药装入已施工好的炮孔中，初采强放前在地面按照已施工好的炮孔深度装药做好药包。

图5：药包结构示意图

如图5所示，药包由炸药段和炮泥段组成，炮泥段又分为管炮泥和散炮泥。炸药段长度根据炮孔深度和装药系数确定，根据公司各矿强放经验，一般装药系数取0.6～0.8。散炮泥段长度不得小于2m。

具体地面装药工艺过程如下：

（1）先将φ75mm的PVC管截成2m长（炸药段长度若为奇数，则需要1根1m的和若干2m的组成），然后在每根管子的一头套上管接头并固定牢靠。

（2）将导爆索（为可靠其间，建议用2根）穿于PVC管内，位于炮孔底部的PVC管与导爆索必须用铁线绑扎固定。

（3）将已穿好导爆索的每组管子折叠起来，并捆绑固定。将同一头的管子口用封口纸卷堵塞，封口纸卷可用装炸药的纸箱裁剪成长方形纸条卷成。

（4）将每组管子竖立放臵，封闭的一头向下。然后将一定数量的炸药从上口装入管中，装完为止，再用与上述相同的方法封堵管子上口。

管炮泥的制作，也采用1m或2m的PVC管，将黄泥填入管中并捣实。

2、井下装药

将已装好的成捆药包运到井下，按顺序将每根药管缓慢推入炮孔中，- 4 -

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再依次用管炮泥和散炮泥将孔口封堵，最后用大木楔子将孔口封堵牢靠。

三、井下连线及强放步距

1、连线方式

井下连线与强放炮孔起爆方式有关，各矿目前起爆方式有两种：整个工作面一次性起爆和分组起爆。

整个工作面一次性起爆，即工作面所有炮孔依次采用串联的接线方式同时起爆，该方法一次爆破所用炸药量大，产生的有害气体量大，强放时工作面产生飓风大，爆破时各炮孔之间的爆轰波相互影响，强放效果不理想，不建议使用该方法。

分组起爆，即每组内的炮孔使用（为保证爆破可靠性，每个炮孔至少使用2个）段发雷管，每个炮孔的雷管相互并联，每组内的炮孔采用串联方式连线，由敷设于支架行人过道中的母线连接于起爆器进行爆破；然后分别连接第2、3、……逐组进行爆破。（详见图6）

1—炮孔；2—炮线；3—母线；4—起爆器 2、强放步距

强放步距就是初采强放时工作面的推进距离，关系到放顶效果好坏。强放步距偏小，达不到预期放顶效果，并对支架有一定破坏；强放步距偏大，顶板容易离层掉渣或冒顶，井下装药期间对作业人员安全有威胁。所