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巨厚堅硬頂板工作面初次放頂安全技術(shù)對策研究

文檔作者：高浩文檔來源：中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月25日
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20 能源技術(shù)與管理 2012年第3期
doi：lO．39696．issn．1672-9943．2012．03．008
巨厚堅硬頂板工作面初次放頂安全技術(shù)對策研究
高浩
(中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇徐J,i、『221116)
[摘要] 謝橋煤礦13318E工作面是巨厚堅硬頂板工作面，為了解決工作面初次放頂?shù)膯?
題，針對該工作面地質(zhì)情況首先進(jìn)行了相應(yīng)頂板圍巖分類，提出了超前在工作面切
眼頇板施工雙排交叉布置的爆破眼進(jìn)行強(qiáng)制放頂?shù)募夹g(shù)方案。爆破后，部分老頇矸
石冒落高度達(dá)到0．6 m，并通過支架自動檢測壓力表研究了采動影響下的采場支架
壓力變化情況，驗證了該技術(shù)方案的可行性，為相似條件的工作面初次放項提供了
技術(shù)參考。
[關(guān)鍵詞] 綜采工作面；圍巖分類；初次放頂；爆破眼
[中圖分類號]TD823．9[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B [文章編號]1672_9943(2012)03一O020 3
1 地質(zhì)概況
謝橋煤礦13318E工作面位于8槽煤中，工
作面標(biāo)高?620 511 rfl，地面標(biāo)高+20．8 +27．6m。
工作面走向長1 299．5 m，傾向長219．6 ITI，煤層厚
度為1．5～3．6 m，平均厚度2．75 m，傾角10。～l5。。
煤層頂?shù)装迩闆r如表1所示。
表1 煤層頂?shù)装鍘r性
頂板名稱 巖性 厚度／m 巖性特征
廠_一直接頂厚度，m；
煤層采高，nl。
表2 老頂分級指標(biāo)
麓 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ
受 不明顯 明顯 強(qiáng)烈 非常強(qiáng)烈
p,~< 895 895 ≤ 卯5 975 ≤ l o75 l075 ≤ l 145
13318E工作面老頂砂巖直接覆蓋在煤層之
上，按公式(1)可以知道， 是一個較大值，造成老
頂初次來壓當(dāng)量P 很大，因此在實踐中有必要采
取放頂技術(shù)方案，確保工作面老頂?shù)陌踩迓洹Ａ?
外，回采過程中要密切注意老頂?shù)男D(zhuǎn)回落情況，
以保證工作面安全。
2 工作面頂板圍巖分類 3 強(qiáng)制放頂技術(shù)
工作面老頂?shù)耐暾潭群头€(wěn)定性影響到工作
面回采階段的頂板處理。研究工作面頂板分類，并
針對性地開展頂板技術(shù)對策，保證工作面回采階
段安全、經(jīng)濟(jì)，是工作面回采階段的一項重要工
作[ 。
老頂?shù)姆旨壷笜?biāo)是老頂初次來壓當(dāng)量P ，其
值由老頂初次來壓步距 ，直接頂充填系數(shù)Ⅳ和
煤層采高h(yuǎn) 按公式(1)確定。老頂分級指標(biāo)如表
2所示。
P =241．31n 15．5N+52．6h (1)
式中p 一老頂初次來壓當(dāng)量，kPa；
廠老頂初次來壓步距，m；
Ⅳ一直接頂充填系數(shù)，N=h ／h ；
13318E工作面切眼傾向長210 1TI。為保證工
作面在初采及初放期間頂板自然垮落、充填采空
區(qū)，本文提出了超前工作面施工爆破眼、回采時強(qiáng)
制性爆破放頂技術(shù)。爆破眼布置如圖1所示，布置
技術(shù)參數(shù)如表3所示。
(1)使用7655風(fēng)錘配1．8 1TI、2．5 m鉆桿、
42 mm鉆頭施工爆破眼，爆破眼深2．4 ITI。
(2)沿工作面傾向布置兩排爆破眼。第一排
爆破眼和第二排爆破眼分別距工作面切眼煤壁
1．5 m和2．0 1TI，爆破眼間距均為1．5 m。
(3)爆破眼間排距1．5 in x 0．5 in，爆破眼與水
平方向的夾角為75。。
工作面設(shè)備安裝完成后進(jìn)行試生產(chǎn)及初次放
2012年第3期 高浩巨厚堅硬頂板工作面初次放頂安全技術(shù)對策研究 21
頂，待支架尾梁通過第一排爆破眼過后，開始裝 檢測，爆破后老頂形成了明顯的裂隙，爆破效果良
藥、聯(lián)線、爆破，爆破方向由下向上，逐段爆破。經(jīng) 好。
表3 爆破眼技術(shù)特征
H
齊
引
癌
噼
仰視圖 側(cè)視圖
圖1 爆破眼布置圖
4 安全技術(shù)措施
爆破期間采取的安全技術(shù)措施為：
(1)超前工作面煤壁50m挑三排正規(guī)走向棚
管理頂板，超前工作面煤壁50～100 m挑單排正規(guī)
走向棚管理頂板，正規(guī)走向棚的棚梁用I11—4．5 m
工字鋼，棚腿用DZ一28(35)單體，一梁四柱。
(2)上、下端頭切頂線處掛安全防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)
網(wǎng)采用10 菱形金屬網(wǎng)，全斷面覆蓋。
(3)支架架檔之間的空隙用寬×長=600mm×
1 000 mm的廢舊皮帶設(shè)置保護(hù)簾，防止沖擊波卷
起的煤矸傷人。
(4)工作面所有人員必須就近站在本架支架
前后立柱之間的踏板上，嚴(yán)禁站在架檔、前立柱與
50
45
∞
40
O
電纜槽之間。
(5)采煤機(jī)割煤后，及時伸出支架的伸縮梁、
打開護(hù)幫板控頂護(hù)幫；移架采用帶壓擦頂移架，少
降快拉，移夠步距后立即升架，升架接頂后，繼續(xù)
供液3～5 s，確保支架達(dá)到初撐力。
(6)爆破使用煤礦許用三級水膠炸藥和毫秒
延期電雷管，并嚴(yán)格執(zhí)行正向裝藥、正向起爆，采
取一次裝藥、一次起爆。
(7)只準(zhǔn)使用1臺MFB一200型發(fā)爆器，嚴(yán)禁
兩茬或多茬同時爆破；一次傾向裝藥距離不得超
過40架(即60m)。
(8)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，及時用長柄工
具搗去浮矸危巖，防止掉落傷人，一茬放炮后，作
業(yè)人員進(jìn)入老塘應(yīng)從上向下進(jìn)行找頂，嚴(yán)禁從已
爆破區(qū)域下方進(jìn)入；若頂板放線、斷裂嚴(yán)重或爆破
眼周圍頂板破碎，嚴(yán)禁人員進(jìn)入老塘作業(yè)。
5 初放技術(shù)分析
該工作面采用了ZZ6400—18／38型液壓支架，
支架技術(shù)參數(shù)為：初撐力為5 583 MPa，支護(hù)強(qiáng)度
為0．859 kN，工作阻力為6 400 kN[ 。
為了監(jiān)測工作面老頂初次跨落步距的大小，
工作面支架每隔1O架安設(shè)一組支架壓力表，監(jiān)測
到的礦壓數(shù)據(jù)如圖2所示。該工作面于2009年
12月21日開始生產(chǎn)，測得的支架壓力、老塘和工
作面退尺情況如表4所示。
l
／ t
＼ ／／ I ，車R日
、 ／ ＼／
、 — —一 —弋／ 一例j孚
9 12 15 18 21 24 27 30 33
進(jìn)尺／m
圖2 支架典型壓力曲線
22 能源技術(shù)與管理 2012年第3期
工作面初放期間，支架壓力值大約在l8～
38 MPa之間，回采后支架安全閥普遍泄液，工作
面出現(xiàn)悶雷聲及頂板垮落聲音。2010年1月6日
中班，工作面除上下隅角外均已全部冒落，且冒落
嚴(yán)實。
根據(jù)所測工作面支架壓力及礦壓現(xiàn)象，判斷
2010年1月7日工作面老頂已斷裂，分析得到老
頂初次來壓步距為60．3 m。
6 結(jié)論
(1)經(jīng)過強(qiáng)制性爆破，老頂出現(xiàn)了明顯的裂
隙，部分老頂矸石冒落高度達(dá)0．6 m，為后期老頂
正?？迓涮峁┝擞欣麠l件。
(2)初次來壓支架增載大、支架立柱明顯下
縮，表明堅硬頂板工作面初次來壓強(qiáng)度明顯，能量
較大，對安全生產(chǎn)具有一定的威脅。實踐中，支架
安全閥漏液現(xiàn)象較嚴(yán)重，在后期生產(chǎn)過程中要及
時更換損壞的閥件。
(3)由于底板矸石較硬，損壞大量的煤機(jī)截
齒，后期生產(chǎn)過程中要加大職工培訓(xùn)力度，加強(qiáng)機(jī)
電檢修，確保工作面正常推進(jìn)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]錢鳴高，石平五．礦山壓力與巖層控制[M]
礦業(yè)大學(xué)出版社。2003
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徐卅l：中國
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北京：煤炭工業(yè)出版社．1997
[作者簡介]
高浩(1991一)，男，山東淄博人，中國礦業(yè)大學(xué)安全工
程學(xué)院安全工程專業(yè)學(xué)生。 [收稿日期：2ol1—12—27]
(上接第19頁)巷時，卸壓帶中的部分瓦斯涌入
風(fēng)機(jī)聯(lián)巷，導(dǎo)致二路回風(fēng)巷中的瓦斯?jié)舛仍龃?，?
至超過上路回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛取?
(3)分析確定了3 13工作面前方卸壓帶的寬
度為22 m，這對合理確定巷道支護(hù)形式、保證工
作面的安全生產(chǎn)具有重要的意義。
[參考文獻(xiàn)]
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2010年湘贛皖閩蘇等多省(市)煤炭學(xué)會學(xué)術(shù)交流暨
湖南省煤炭科技論壇論文集．長沙：湖南省煤炭學(xué)會．
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射監(jiān)測技術(shù)研究[C]／／第九屆巖石力學(xué)與工程大會論
文集．2006：1-4
[7]何學(xué)秋，王恩元，聶百勝，等．煤巖流變電磁動力學(xué)[M]．
徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社．2003
[作者簡介]
廖志強(qiáng)(1969一)，男，安徽安慶人，畢業(yè)于安徽理工學(xué)
院采礦專業(yè)，現(xiàn)任安徽恒源煤電公司錢營孜礦副總工程
師，主要從事礦井通風(fēng)、瓦斯安全管理等方面的工作。
[收稿日期：2011—12—15]

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