处理综采面采空区悬顶安全技术措施

处理综采面采空区悬顶安全技术措施

、/一

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。

2004 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》。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，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。

、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。

、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1

2 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

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