基于工作面顶板预裂爆破施工分析

陈 明

(山西长治三元晋永泰煤业有限公司，山西 长治 047100)

1 顶底板结构概况

顶底板结构为：

回采面顶板岩性依次为14#煤、泥岩和石灰岩;伪顶为黑色泥岩，厚度平均0.6 m;直接顶为14#煤，灰黑色，厚度为1 m;老顶岩体结构成分为灰色灰岩和燧石结核灰岩，岩体平均厚度7.8 m;直接底呈现为灰色到灰黑色的泥岩，厚度约为7 m，共有3层～4层煤线，上部为块状泥岩，下部为薄层状泥岩;基本底呈现灰色渐变为灰白色的中粒砂岩，上部为薄层状细砂岩，厚度约为13.6 m。

2 注水弱化坚硬顶板

顶板直接注水的目的是将工作面上方顶板中易溶于水的成分溶于水，有利于降低顶板的强度。由于岩体在形成过程中存在不同程度的节理、裂隙，在高压水的注入下，由于水的特性可以充分渗透到岩体中大部分的结构弱面，从而达到降低岩体强度，改变岩石力学特性的目的。在施工前期，施工的凹槽和深孔对顶板局部岩石也造成了破坏，也为注水降低回采面顶板强度提供了有力条件。它穿透整个表面，并在岩石中造成水力、机械、物理和化学作用。在高压下改变注水压力会导致岩石中应力的重新分布并导致塑化。该方法成为波兰和澳大利亚加工硬质顶板的主要方法，但目前在中国仍处于试验阶段。顶板静压注入增加了顶板中的水分含量，减小了工作面的放顶步距从而减轻了工作面在回采过程中的煤壁的眼里，使用此方法必须是岩石富含易溶于水的物质。为了使顶板在初次坍塌期间均匀地被水浸湿，该测试将单侧孔替换为双侧孔，并通过30 m～70 m的长短孔组合试验了良好的结果[1-2]。……