杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究作者：黄子明 黄光平 周军 杨旭来源：《科技创新导报》2013年第07期 摘 要：结合杉木树煤矿B4上保护层煤层地质情况，进行切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究，通过反复现场工业性试验，对聚能爆破相关参数、聚能装置安装方式等进行优化，形成了适合杉木树煤矿地质条件的沿空切顶成巷技术。通过研究，解决了杉木树煤矿万吨掘进率高、采掘接续紧张、保护层开采速度慢等问题，提高了矿井资源回收率。 关键词：聚能爆破 切顶卸压 沿空成巷 无煤柱开采技术
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-00-02
双向聚能拉张成型爆破技术主要是借助双向聚能装置实现在设定断裂方向产生拉应力集中，利用该集中应力断裂岩体。其实质是通过双向聚能装置导向和抑制作用，对爆轰产物产生双向聚能效应，使非设定方向上的围岩均匀抗压，而设定的两个方向上集中受拉，在张应力的作用下实现岩体的定向断裂。
近年来，该项爆破技术被用于煤矿井下沿空成巷无煤柱开采技术中，通过采用双向聚能爆破对采煤工作面的回采巷道顶板进行切缝，辅以其他支护手段实现沿空成巷无煤柱开采。切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术是对采煤工作面沿空巷道顶板实施超前预裂，切断沿空巷道顶板与采场直接顶、基本顶的联系，对沿空巷道顶板辅以其他支护手段，在周期来压作用下采场顶板沿预裂面切落形成巷帮，隔断采空区并支撑上位移动岩层，改善巷道围岩应力环境，将巷道围岩应力集中转移到深部，实现巷道稳定。 由中国矿业大学（北京）和川煤芙蓉公司白皎煤矿共同完成的“煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究”课题，获2011年度四川省科技进步一等奖，该技术已获发明专利3项。为加快工作面布置和提高保护层的开采速度，杉木树煤矿从2011年12月开始，进行煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术应用研究，最终形成了适合该矿地质条件的切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术。
1 试验地点概况
N3031-1工作面采高1.2～1.5 m，上行采序，风巷留巷，风巷宽3.4 m、高2.3 m，支护方式为“锚+梁+喷”；留巷后作为N3051工作面机巷，N3051工作面边切眼、风巷已形成，故
为Y型通风方式。B4上保护层煤层瓦斯含量低，煤层顶板脆性好、随采随垮，切顶成巷条件好，利于实施，但后期随开采推进、工作面漏风半径增大，可能会受被保护煤层B3+4卸压瓦斯影响。
2 工业性试验及效果分析
2.1 施工组织管理
N3031-1薄煤层综采工作面作业方式采用“三·八”作业制，早班切顶爆破及锚索张拉、施工锚索、回辙垮落稳定段的液压单体支柱及铰接顶梁和设备检修等；中、夜班施工切顶卸压炮孔、工作面割煤及推镏移架、支设工字钢点柱及挂挡矸网、支设液压单体支柱及铰接顶梁；若通风无法解决沿空巷道内的卸压瓦斯，则可按工作面推进度在早班对新形成的巷帮进行喷浆处理，否则可在下一工作面巷道整治期间视采空区串矸情况考虑是否喷浆。
2.2 切顶卸压沿空成巷支护设计
2.3 双向聚能爆破参数设计
双向聚能爆破孔布置按离巷道中线1.6 m、靠近工作面侧、铅垂顶板布置，一次起爆3个孔，使用Ф42三翼风钻头施工，间距0.5 m，孔深为采煤工作面采高的2.5～3.5倍，即炮孔设计深度为4 m。
2.4 双向聚能爆破装置制作
切顶卸压沿空成巷双向聚能爆破是通过双向聚能装置在巷道走向方向上的聚能作用实现顶板定向预裂，其实质是通过聚能装置使爆轰产物在聚能管孔壁非设定方向上产生均匀压力，而在设定的两个方向上产生集中拉力，实现顶板定向拉张断裂成线。
在进行聚能爆破管安装时，首先将长1.3 m的爆破管送入孔内，待未完全送入孔内时，用事先准备好的长10 cm的14#铅丝对穿双向聚能孔，确保两端外露长度相等且向下折弯。然后用聚能爆破管安装装置的连接段装入聚能爆破管，使装置卡口卡住铅丝，继续将聚能爆破管往孔内送，在此过程连接延长段、调节段直至将聚能爆破管送入孔底，旋转调节手柄（导向器）使其与巷道走向（切缝方向）平行，完成对双向聚能爆破管径向方向的调整，撤出爆破管安装装置进行第二段爆破管安装。
2.6 试验效果分析
3 结语
杉木树煤矿在B4上保护层成功实施切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术，增加了工作面斜长及原煤产量，减少巷道掘进、加快工作面布置速度，保障了矿井生产接续；取消区段隔离煤柱，B4上保护层得到充分回采，使被保护层B3+4煤层顶板压力、瓦斯得以有效释放，不因在B4上留有煤柱而形成压力集中区，为B3+4突出煤层的安全开采创造了条件。
参考文献
[1] 何满潮，曹伍富，单仁亮，等.双向聚能拉伸爆破新技术[J].岩石力学与工程学报，2003，22（12）：2047-2051.
[2] 魏正均，汤晓东，何满潮，等.沿空护巷设计方案正式稿[R].四川：四川芙蓉集团实业有限责任公司，2010.
[3] 石连松，宋衍昊，陈斌.聚能爆破技术的发展及研究现状[J].山西建筑，2010（36）：5.
[4] 张玉明，员永峰，张奇.切缝药包相似模型试验研究[J].西安矿业学院学报，1999（51）.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议