建庄矿4-2205 综放工作面坚硬顶板弱化技术

闫嘉平

（陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司，陕西 黄陵 727307）

放顶煤开采作业过程中遇到坚硬的顶板，就会出现大面积顶板不垮落、放顶不规律的现象。随着工作面不断推进[1-5]，悬空面积加大，顶板弯沉位移不断增大。当顶板弯沉位移到达承载极限时，顶板瞬间垮落[6-11]，对工作面支架、煤壁产生剧烈冲击，形成强烈的矿压冲击现象，严重威胁矿井安全生产。

建庄煤矿4-2205 综放工作面采用综放开采，4-2号煤层顶板坚硬，不易垮落，回采过程中常出现顶板来压不规律的现象。为解决该问题，对该综放面顶板实施深孔预裂爆破顶板弱化技术。

1 概况

建庄矿隶属于陕西煤业集团，主采煤层4-2煤层，煤层厚度约5.6 m，煤质为烟煤，变质条件差。通过岩性分析，该煤层基本顶为砂岩，存在细粒长石、石英砂岩及长石砂岩，裂隙发育情况差。

基本顶顶板岩层干燥单轴抗压强度55.3 MPa，软化系数0.43，吸水性差。底板为土质沉积岩，干燥单轴抗压强度33 MPa，软化系数0.3。

4-2205 工作面走向长度约2205 m，倾斜长度约238 m，采用综合机械化放顶煤开采方式开采，采高2.5 m，放顶3.1 m。直接顶来压步长为16.8 m，基本顶来压步长56.7 m，回采过程中常出现放顶不规律的现象。具体工作面位置如图1。

图1 工作面位置图

2 顶板弱化技术

煤层顶板来压不规律，严重威胁放顶煤开采安全生产。目前比较有效的顶板弱化技术有高压注水和预裂爆破技术，本文主要使用深孔预裂爆破技术来弱化顶板。基本原理为：钻孔内装药爆破后，钻孔周围岩体裂隙发育快速提高，加速岩体破裂，爆破后的坚硬顶板可在综采机到达该位置前破裂，当到达预裂位置时，顶板可正常垮落。……