处理综采面采空区悬顶安全技术措施方案

整体解决方案系列

处理综采面采空区悬顶安

全技术措施

（标准、完整、实用、可修改）

编号：FS-QG-54175处理综采面采空区悬顶安全技术措

施

Safe technical measures to deal with suspended roof in goaf of fully

mechanized mining face

说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定

前言

目前，西沟煤焦有限责任公司煤矿按照15万t/a改扩建《初步设计安全专篇》的设计要求和矿井开采现状，首采面布置在+770水平一采区东翼+795mA7煤层已回采并封闭，现在开采接替采面暨A5首分层综采面-+820mA5东翼综采工作面，采煤方法为水平分层综采放顶煤采煤法。该工作面长度为28m，工作面支护采用轻型液压支架，工作面端头支护采用矿用端头支架，超前支护30m采用一字铰接梁配单体液压支柱，其中前20m采取双排支护，后10m采取单排支护。

由于该工作面上部为仓储采煤法采空区，为了确保工作面顺利快速推进，防止工作面后方采空区出现较大面积的悬

顶现象，按照综放工作面回采技术工艺和要求，必须对该工作面顶板进行强制预裂爆破，即对+820mA5东翼综采面顶煤实施深孔松动预裂爆破、顶板实施强制爆破迫使其经矿山压力破坏后，随着采面回采推进，顶板自然垮落充填采空区。

20xx年12月，西沟煤焦公司委托西安科技大学能源学院对我矿5#煤层水平分段综放开采进行科研论证，且编制了《阜康市西沟煤焦有限责任公司煤矿5#煤层水平分段综放开采可行性论证报告》。20xx年西沟煤焦公司二号井煤矿事先按照此论证报告进行开采中大槽，取得成功。为此，我矿现按照西科大编制的可行性论证报告，借鉴西沟二矿中大槽水平分段综放开采成功经验，按照本矿A5煤层倾向、顶板软化系数等而制定此方案，但在实施过程中必须根据工作面试验区段的具体煤层赋存条件和试验效果及时地修改完善深孔预裂爆破实施方案。另外，A5煤层在回采推进过程中，工作面架后必须留设3米厚的浮煤，并对采空区进行注浆，黄泥浆充填厚度不小于1米，既防止采空区发生煤炭自燃又可充当采空区底板垫层。

一、工作面基本条件:

西沟煤焦有限责任公司煤矿位于新疆昌吉回族自治州阜康市上房沟乡区内，井田地处博格达峰北麓的低山丘陵地带，地面标高为1025-1222米，相对高差197米。5号煤层为主要可采煤层之一，煤层较稳定，结构简单，层位稳定，煤层可采厚度22~28m，平均可采真厚26m。煤层顶板为细砂岩、粉砂岩和泥岩，底板为泥岩、炭质泥质。煤岩力学参数见下表。

5#煤层岩石物理力学性质试验成果表

编号岩石名称单向抗压强度(MPa)天然状态单项抗拉强度(MPa)天然状态直剪切强度(MPa)软化系数

饱和状态干燥状态

A5顶粉砂岩17.6~22.0

A5底细砂岩27.0

A5采面属于综放工作面，上部老空区积水较大，火烧区煤岩层的含水量比较丰富，工作面开采前已进行了采前探放水，水量得到一定排泄，现在还存在微量流水现象。

二、技术要求:

1、在+820mA3东翼措施巷即相对应综采面采空，综采面

煤壁以东12米-32米区段，间隔3米布置一组炮孔，每组炮孔布置5个单孔，以扇形形式布置，炮孔方位均垂直A5煤层，按照不同倾角向上布置;每个炮孔进入顶板岩层的厚度为20米，沿A5顶板倾向方向终孔间距5米，封孔长度20米，详见炮眼参数及装药量说明表。通过以上方式对该区段内未垮落的顶煤和A5顶板进行强制预裂爆破，炮孔的最小抵抗线不小于3米，以此处理综采面采空区大面积悬顶现象，同时为A5下分段放顶煤创造良好条件，剩余悬顶区段待下分段采面回采前进行强制放顶。

顶板深孔爆破炮眼参数及装药量说明表

序号炮眼地点孔号方位倾角孔深装药量封孔长度

+820mA5东翼综采面回风巷1#NE177°9°76.3m143kg25m

2#NE177°12°77.5m145kg25m

3#NE177°15°80.9m147.9kg25m

4#NE177°18°81.7m150.9kg25m

5#NE177°21°82.9m154.5kg25m

2、顶板深孔预裂爆破使用的炸药选用煤矿许用乳化炸

药，其爆速大于3000m/s。特制成直径60mm、长度350mm的特形药卷，每卷重1kg，装药线密度为3kg/m。按照装药不耦合系数1.25计算，装药孔的直径为75mm，对应的钻孔钻头直径不小于75mm;雷管选用煤矿许用1-5段毫秒延期雷管，雷管延期爆破时间不大于130毫秒。炮眼装药结构采用不偶合连续装药结构，即每15节炸药段安装一个引药引爆，每个引药安装两个雷管，每个炮眼所有引药必须利用煤矿许用放炮母线串联，装药及起爆方式为正向起爆方式。炮眼封泥选用较潮湿的黄土和专用封孔水泥，其中孔口以内3米区段采用水泥封堵，其他封孔区段采用黄土进行封堵炮孔(装药结构图详见附图1)。

附图1装药结构及封孔结构

三、安全措施:

所有炮眼实行“打孔编号、挂牌”和“爆破摘牌、消耗”管理，由安全科负责做好记录并存档。

炮眼连线方式为串联，每次最多起爆一组炮眼，起爆地点设置在+845水平车场进风侧。

放炮母线分为两个区段:炮眼爆破地点30米区域使用煤

矿许用铜芯放炮母线，炮眼爆破地点30米至+845水平车场起爆地点使用放炮专用阻燃线缆。

机电科负责敷设一趟放炮专用阻燃电缆，且电缆敷设严禁与风水管路及其它线缆混交;放炮铜芯母线由放炮员负责悬挂且在放炮期间随放随收，严禁与其他管线混交。

专用阻燃线缆两端分别固定在自制加工的专用铁盒内，铁盒内镶嵌木盒并上锁管理，铁盒锁钥匙由跟班队长负责保管，防止装药连线期间，电缆产生静电而发生意外事故。

采面炮眼雷管脚线必须采取串联方式连接，连线前测试放炮专用电缆的电阻绝缘值和通电情况。

放炮前，检查工作面、进风与回风端头及采面上隅角气体且确保其浓度符合《规程》规定，撤出井下所有与放炮无关联人员至地面，经检身工清点人数核准后，汇报调度监控中心加强井下气体监测监控，再由值班调度员电话通知当班班长“升井人员已清点，核准无误”后，班长方可下达起爆命令，由放炮员实施起爆。

放炮前，瓦检员对采面及采面进回风巷进行彻底洒水灭尘，严禁出现煤尘飞扬等现象。