综放面顶煤预裂措施

综放面顶煤顶、板超前深孔预裂爆破

安全技术措施

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，现在开采接替采面暨+820mA5西翼综采工作面，采煤方法为水平分段综采放顶煤采煤法。该工作面在三煤门以西段的倾向长度为28.5m，在三煤门以东段的倾向长度为38.5m工作面支护采用轻型液压支架，工作面端头支护采用专用端头支架，回风巷超前支护采用4组超前液压支架；运输巷超前支护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。

由于该工作面在二煤门以西段的上部为实体煤，在二煤门以东段的垂高25m 以上为仓柱式采面采空区，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+820mA5西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破坏后，随着采面回采推进，顶煤经矿山压力自然垮落后通过液压支架机尾缩回和降落将已垮落的顶煤放出来，并顶板经矿山压力自然垮落充填采空区。

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》。2008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（A5煤层），取得成功；我矿2012年按照此论证报告进行开采中大槽（A5煤层），也取得成功。为此，我矿现按照西科大编制的可行性论证报告，借鉴西沟两矿A5煤层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4米高的煤渣，作为采空区与综放工作面的隔离墙。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。

为了促使工作面煤层顶板和顶煤提前爆破软化随着液压支架的推移而及时垮落，保证工作面的回采率和防止工作面后方采空区出现较大面积的悬顶现象，现根据要求，对工作面煤层顶板和上部的煤体施工钻孔，实施深孔爆破软化技术。为提高回采率，加快推进速度，确保正常回采和爆破施工安全，特制定以下措施。

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22～24m，平均可采真厚23m。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，现在还存在微量积水现象。

二、施工方案：

1、顶煤和顶板深孔预裂技术要求：

（1）在+820mA5西翼回风巷内布置炮孔，对工作面顶煤和顶板进行超前预裂爆破。炮孔沿A5煤层走向间隔3.5—5.5米布置一组（根据已预裂煤的块度的大小随时可以调整预裂孔的走向间距）。炮孔封孔线（炸药与黄土交界面）与巷道顶部最小抵抗线不小于4米。详见附图。

（2）采面顶煤和顶板联合预裂爆破炮孔超前工作面20米，最后一组炮孔位于95m（采面停采线以西15米）处。

+820mA5煤层西翼综放面顶煤和顶板预裂爆破安全措施

（3）如果该综采面顶板经过超前预裂爆破后，随着回采推进，没有及时垮落，则采面每推进40-50m 后在采面煤壁以西15-18米的地段运输巷南帮施工一个钻机窝，在钻机窝内向西、向上扇形布置顶板岩石强制爆破炮孔，共计6个炮孔，实施强制爆破迫使顶板岩石垮落。详见附图。

3、装药及连线方式： （1）爆破工作中，炸药选用煤矿许用三级乳化炸药，其爆速大于3000m/s ，直径60mm 、长度350mm 的特形药卷，每卷重1kg ，装药密度为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，雷管延期时间不大于130毫秒。

（2）炮孔装药结构采用不偶合连续装药结构，即每9节炸药段安装一节引

药，每节引药内安装2个雷管且并联，每个炮孔内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装药起爆方式。炮孔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（下页）。

雷 管

放炮母线引 药水泥封泥 （3米）黄泥封泥

黄泥封泥(1米)

黄土封泥

三、安全措施：

1、所有炮孔实行“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。

2、炮孔连线方式为串联，每次最多起爆一组炮孔；爆破方式为地面远距离爆破，起爆使用的电源等级为660v ，起爆地点设置在副斜井井口检身房。

3、起爆母线为井下爆破专用阻燃线缆。

4、机电科负责敷设一趟爆破专用阻燃电缆，且电缆敷设严禁与风水管路及其它线缆混交。

5、采面炮孔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。

6、爆破前，必须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。

7、爆破前，停止采面及其回风流所有非本安电源，并通知调度室；瓦检员及时汇报气体检测情况。