开元矿坚硬顶板工作面深孔预裂技术研究

王 宏

(西山煤电(集团)有限责任公司 生产技术处,山西 太原 030022)

对于采煤工作面而言，煤层上方若赋存有巨厚坚硬顶板将威胁生产安全。工作面推进时，因顶板不能及时垮落，顶板悬露产生的集中应力和积聚的势能会引发煤壁片帮、支架工作阻力增高等现象，严重威胁工作面的生产安全。因此，需及时采取顶板劣化卸压技术消除风险威胁，保证采场覆岩结构的安全稳定，曾有诸多学者对此进行了研究[1-4]。

开元矿9814工作面上覆巨厚细粒砂岩基本顶，若采面回采前未采取顶板劣化措施，初采初放期间极易出现顶板悬露现象。悬露顶板的突然垮落带来的积聚能量的突然释放产生动力冲击，引起煤壁片帮、支架压死，隅角瓦斯超限等，威胁工作面生产安全。针对工作面实际条件，提出提前在开切眼采取深孔预裂技术对顶板进行劣化处理，以抑制顶板悬露引起的能量积聚现象的发生，设计了爆破炮孔布置方式与布置参数并进行了现场应用。

1 工程背景

开元矿9814工作面位于9号煤二水平八采区，工作面标高为+740～+755 m，埋深-395～-435 m，采用综合机械化大采高一次采全高采煤工艺，全部采用垮落法管理顶板。工作面沿煤层倾向布置，沿煤层走向推进，走向长度为566 m，倾斜长度为220 m。工作面北部为9711采空区，东邻正在回采的9712工作面，南靠9713设计工作面，西接9号煤八采区系统巷和9804采空区。工作面开采9号煤层，煤层赋存稳定，煤层厚度为4.9～6.1 m，平均厚度为5.3 m，煤层倾角平均为4°。工作面上覆厚达7.07 m的砂岩基本顶，顶板赋存情况见表1。……