爆破装药结构对切顶卸压沿空留巷切缝效果研究

成升升,糜瑞杰

(晋能控股煤业集团东瑞煤矿,山西 临汾 042400)

切顶卸压留巷以煤炭回收率高、重大灾害事故低等优势[1-2],已在我国多个煤矿推广应用[3-7]。张赛一[8]等人对顶板破碎出现伪顶情况下的切顶参数进行了研究,但是目前的研究主要是针对切顶高度、切顶角度以及切顶间距等参数的研究,关于切缝爆破方式以及装药结构的研究比较少。本文对山西某煤矿初采工作面的切顶卸压爆破方式及装药结构对切顶缝的影响进行了分析研究,可为类似工程切顶卸压爆破方式选取，以及装药结构选择提供参考。

1 工程概况

东瑞煤业2101首采工作面位于山西组2#煤层,煤层厚0.80～1.00 m,平均0.89 m,顶板为泥岩或砂质泥岩,底板为泥岩。工作面综合柱状图如图1所示。2101工作面长度180 m,其待留巷顺槽是辅运顺槽,辅运顺槽切顶钻孔爆破后,落矸成巷,

图1 工作面综合柱状图Fig.1 Comprehensive histogram of working face

采用U型钢+钢筋网进行联合挡矸支护和喷涂高分子材料密闭巷道,可为下一个工作面服务。断面为矩形,掘宽×掘高=4 000 mm×3 000 mm。

2 爆破方案

2.1 钻孔方案

通过理论计算和工程经验可以得出能够确保切缝效果的可靠钻孔方案,具体方案如表1所示。

表1 可靠钻孔方案的关键参数Table 1 Key parameters for a reliable drilling plan

在顺槽内与竖直方向呈20°夹角,打设深度为4.5 m,直径为50 mm的切顶孔,爆破使用3节1.0 m的PVC聚能管装药,封堵不小于1.5 m。钻孔示意图如图2所示。

图2 钻孔示意图Fig.2 Drilling diagram

2.2 爆破方式

为了确保实现预裂顶板的同时能够对巷道顶板进行保护,故采取定向聚能切顶爆破技术。该技术只需要在切缝线上施工放炮,仅产生贯通裂缝,具有爆破炸药单耗低与对周围岩石损失小的优点。……