综采工作面坚硬顶板强制放顶工艺的实践

苗念宽，任崇鹏

（中国华电神木县隆德矿业有限责任公司，陕西 榆林 719302）

综采工作面坚硬顶板强制放顶工艺的实践

苗念宽，任崇鹏

（中国华电神木县隆德矿业有限责任公司，陕西 榆林 719302）

综采工作面初采期间，老塘顶板不能及时垮落，形成大面积空顶，当顶板跨度过大突然垮落，造成采空区空气受压缩瞬间从支架间及顺槽释放形成飓风，极易造成人员伤害及设备损坏。本文通过分析强制放顶工艺的适用条件和参数要求，介绍了强放工艺的施工方法，并结合实践经验，阐述了施工中影响强放效果的各种关键问题，为进一步完善强制放顶技术，提高综采工作面的作业效率提供了科学依据和理论指导。

综采工作面；坚硬顶板；初采；来压；强制放顶

1 工作面概况

华电煤业隆德煤矿205综采工作面是我矿2-2煤西翼首采面，面长300m，可采长度3605m。工作面南、北、西方向均为未采区，东面是2-2煤大巷及保护煤柱。工作面范围内局部有0.1-0.6m砂质泥岩伪顶，随采随落，直接顶是1.4-3.4m粉砂岩，老顶是11-18.6m细砂岩及粉砂岩。工作面整体赋存稳定，靠近切眼处含1～2层夹矸，整体成宽缓的单斜构造，平均倾角小于1°。本面煤层平均厚度4.0m，最厚4.8m，最薄3.3m，煤层在靠近切眼处较薄，靠近停采线处相对较厚。

2 强制放顶的适用条件及其原理

强制放顶需要工作面顶板满足以下要求：顶板岩性较为坚硬、完整性较好，正常推采10m后无伪顶或直接顶冒落的现象；施工环境内不存在瓦斯突出问题。

通过对老塘顶板预裂爆破，促使其及时垮落，避免老塘顶板形成大面积悬顶。尽可能使冒落的矸石基本充满采空区，以起到支持上覆岩层的作用，在实现工作面随采随落作业目标的同时，有效缓解顶板垮落的冲击强度，降低有害气体的积存，降低瓦斯涌出事故的风险性。

3 强制放顶孔技术参数确定

因205工作面切眼高3.5m，岩石碎胀系数1.3，为保证强放后顶板岩石重填满切眼空间，根据公式：1.3H=3.5+H，易得孔垂深H=11.7m，为保证后期装药时，便于装药，眼孔角度30°，这样易得炮眼斜深23.4m，205切眼炮眼深度取24m。在切眼回风侧布置6个掏槽眼，其余区段布置爆破眼，炮眼间距为8m，共计37个炮眼，具体见205切眼强制放顶炮眼布置平面示意图及205切眼强制放顶炮眼布置侧视示意图（见图1）。

图1

4 药包制作

炮眼施工应在工作面设备安装前进行，通常情况下待工作面推进4-6m后，将药包及炮泥装在长2m的PVC管内，通常情况下，PVC管应具有良好的抗静电性能、刚度和韧性，直径比炮眼直径略小，这样既可方便向顶板装药，也可防止产生静电，触发雷管。

装药系数按照岩性及顶板完整性确定，205工作面强制放顶孔装药系数为0.6，炮眼直径为90mm，PVC管直径75mm，为防止导爆索出现破损、挤压和死节，每个炮眼内分别布置两条导爆索和两发雷管，而后在炮眼底部用圆锥形木塞封口，具体见炮眼装药结构示意图（见图2）。

图2

5 井下装药、爆破

将预先制作的药包、炮泥及导爆索逐节装入炮眼内，炮眼底部用锥形木塞塞紧，导爆索沿木塞预先留设的小孔引出，导爆索应自顶板下垂至距离底板约1m高度处，以方便连线；连线时，雷管两脚线分开并做好脚线绝缘皮的保护，避免形成短路，出现拒爆现象。

205切眼强制放顶采取一次装药，自回风顺槽侧向胶运顺槽侧依次进行4次连线爆破，装药前，爆破地点500m以内及其回风侧人员必须撤离至进风流中。

6 强制放顶工艺中应注意的问题

为保证爆破安全和强制放顶的效果，放炮作业应合理安排各道工序，通常制作药包及装药时，应分4-6组同时进行，并须严格执行“一炮三检”与“三人连锁放炮”制度的落实，做好爆破作业安全。

装药前，应将PVC管壁的杂物清理干净，保证装药顺畅；PVC管与孔壁孔隙过大，或摩擦系数过小，会影响爆破效果；如PVC管质脆易折、强度过低，则无法满足设计中要求的填药量，因此相关操作人员必须重视这些影响爆破效果的重要细节。

大量炸药一次起爆时，产生强烈冲击波，在易损坏的通防设施旁设置专人，以便于及时修复。同时，工作面及回风流中CO浓度骤然升高，将严重污染井下空气，并同时导致围岩松动破坏，因此应分次爆破，并适量增加工作面风量，降低污染物浓度。

[1]杨相海，张杰.西安科技大学学报[J].西安科技大学期刊中心，2009（03）：1-2.

[2]张立辉.综采工作面强制放顶工艺及实施过程中应注意的安全问题[J].神华科技，2012（05）：1-2.

苗念宽（1983—），男，江苏徐州人，助理工程师，研究方向：采矿工程专业。