巷道顶板岩层 深孔预裂爆破在冲击地压防治中的应用 杨建业（江苏徐矿能源股份有限公司，江苏徐州２２１６１３） 摘要：本文通过对具有强冲击危险的９２２０６掘进工作面采用顶板深孔预裂爆破的方式进行冲击地压防治与研究， 通过数据对比，得出顶板深孔预裂爆破可有效防治冲击地压。 关键词：冲击地压；顶板深孔预裂爆破；掘进工作面 中图分类号：Ｆ４０６．３；ＴＤ３２４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８－０１５５（２０１７）１２—０１３９－０１ １工作面概况 承载７煤煤柱区集中应力。通过对工作面顶板进 ９２２０６掘进工作面位于三河尖煤矿南二９煤 行深孔预裂爆破，使顶板岩层松动，防止因顶板悬 采区，工作面上方７煤工作面已回采完毕，９煤平 顶过大产生较高的超前应力集中及破断过程中的 均煤厚２．６ｍ左右，煤层倾角１０。一１７。，直接顶为 强烈动载，从而形成冲击危险。 细砂岩，厚２４．４ｍ，同时也是７煤底板，９２２０６工作 ２．１运输巷顶板深孔预裂爆破 面设计面长１８０ｍ，走向长约５００ｍ。 运输巷顶板深孔爆破预裂钻孔布置参数见 ２深孔预裂爆破布置 表１。 由于７煤、９煤之间存在坚硬顶板，且该顶板 表１ 运输巷顶板爆破孔参数 编号 位置 巷遵夹角ｃｃ，。 水平面夹角ｐ／ｏ 孔深 装药激 装药长度／ｍ ｌ 巷道下帮 ２０．５ ｌＯ ３０ ３０ｋｇ １Ｏ ２ 巷道一匕帮 ８ １７ ３０ ３ｏｌ嘻 ｌ０ ２．２轨道巷顶板深孔爆破 表２。 轨道巷顶板深孔爆破预裂钻孔布置参数见 表２轨道巷顶板爆破孔参数 编号 位簧 巷道夹角 水平面夹角 孔深 装药避 装药长度 ｌ 巷道下帮 ８ ｌ３ ３０ ３０ｋｇ １Ｏ ２ 巷道 ｌ：帮 ８ ｌ７ ３０ ３ｏｋｇ １０ ３顶板深孔预裂爆破参数及程序 卷水泥药卷捆绑在一起；黄泥药卷长０．２ｍ，直径约 深孔预裂爆破所用炸药为煤矿许用乳化炸 ０．０４ｍ。，水泥药卷的作用为抵抗和反射爆炸应力 药，形状为筒状，采用防静电塑料壳包装，规格为 波，爆炸时产生少量位移，以缓冲和降低爆炸应力 长０．３ｍ，直径０．０６ｍ，单筒炸药重量为０．８５ｋｇ，每 波；黄泥在爆炸时通过自身产生大量位移、压缩能 简炸药之间采用连接套进行连接。起爆方式为电 够使爆炸应力波急速衰减，而爆破孔外端重复的 雷管引爆导爆索，导爆索引爆乳化炸药。为增加 刚一塑结构又再次降低爆炸应力波。经过多次试 爆破概率，在乳化炸药中布置两根导爆索，然后每 验，刚一塑一刚一塑的封孔结构相比其他封孔结 间隔３ｍ用长０．１ｍ小段导爆索连接乳化炸药和长 构效果更好，杜绝了冲孔事故的发生，爆破后，外 导爆索。电雷管选用毫秒延期电雷管，起爆器采 端黄泥封孔结构基本能完好无损，避免了爆破对 用ＭＦＢ一１００型电容式发爆器，导爆索选用煤矿许 巷道帮部吊挂的风袋、电缆造成损伤。 用防水抗拉导爆索。封孔结构为刚一塑一刚一塑 ４冲击矿压防治效果 结构的封孔方式，即水泥一黄泥一水泥一黄泥的 在工作面掘进期间，工作面附近共监测到微 封孔结构。水泥药卷长０．２５ｍ，直径约０．０４ｍ，每４ 震６００余次，实施顶板深孔爆破预裂后，未出现超 过１ Ｘ １０５Ｊ能量危险矿震，巷道掘进期间矿震时序 收稿日期：２０１７—０５—１１ 规律见图１。 作者简介：杨建业（１９８１一），男，河北石家庄市人，毕 由上图可以看出，实施顶板预裂爆破后，矿震 业于中国矿业大学，本科学历，助理工程师，现在江苏徐矿 能量维持在较低水平，除在煤柱区以及大断层区 能源股份有限公司工作。 域震动个数较多外， （下转第１５０页） １３９ 综合以上分析，虽然方案一初期开拓工程量 为监测巷道变形情况，共布置测点１９个，历经 稍大，工业场地分成两块，管理分散，但矿井平硐 １年６个月，观测３０余次。以测点３为代表，顶板 开拓比斜井开拓在排水、提升、运输及作为安全通 共计下沉２８ｍｍ，底鼓量７５ｍｌｎ；其余点观测数据， 道方面优势更突出，系统更简单。因此，设计推荐 顶板下沉为０～３０ｒａｍ，底鼓量０～８０ｒａｍ。 方案一井田开拓方案。 ４结论 文章通过分析影响井口及工业场地位置选择 的主要因素，提出了四个井位及工业场址方案，经 过综合分析，初选了林家田南侧场地和偏箐村东 侧场地两个备选方案，再结合井Ｆ开拓及可比基 建投资、可比运营费用等详细比选，最终确定偏箐 村东侧场地主、副平硐＋林家田场地进、回风斜井 图４巷道２米深处注浆前后效果比对图 开拓方案。 从矿压观测曲线及巷道注浆效果对比图可以 看出，巷道治理范围内顶板下沉、底鼓已得到有效 参考文献： ［１］ＧＢ５０２１５—２０１５．煤炭工业矿井设计规范［Ｓ］． 控制，降低了巷道的变形速度，满足了矿井安全生 ［２］张荣立，等．采矿工程设计手册［Ｍ］．北京：煤炭工 产需要。 业出版社，２００３． ３．２经营效益分析 ［３］郭俊生．龙固矿井设计综述［Ｊ］．煤炭工程，２０１１， 巷道采用锚锚注复合支护，合计成本为１８０００ ４３（７）：１—３． 元／ｍ，其中：锚锚带网注成本１５０００元／ｍ，底板注 ［４］阳泽平．小回沟煤矿工业场地位置及井田开拓方 浆加同成本３０００ ｍ，较前期采用架棚支护（含 式选择［Ｊ］．煤炭工程，２０１４，４６（８）：８—１１． 修复）减少了材料投入５０００元／ｍ以上；同时巷道 ［５］郭志伟．龙山煤矿工业场地位置选择及井田开拓 变形量小，可减少维修人员４Ｏ人。 方案设计［Ｊ］．煤炭工程，２０１４，４６（９）：ｌ５一ｌ６，１９． ４结论 （责任编辑：陈文明） （１）动压破碎围岩巷道采用“顶帮锚锚带网注 ＋底板锚注加固”复合支护，能够改变 岩力学性 能，提高罔岩承载能力，整体支护效果较好，节约 了成本，促进了矿井安全高效生产。 （２）动压破碎围岩巷道采用“顶帮锚锚带网注 ＋底板锚注加固”复合支护，施工工艺流程简单， 施工设备均为常用设备，操作方便，具有可复制 性，可在类似巷道进行推广。 （责任编辑：陈文明） （上接第１３９页） 其他区域矿震个数维持在较低水平。说明巷道顶 ０ ３０ ６Ｏ∞ｌ２。１５０ Ｉ８０ ２１０ ２４０ ２７０ ３００ ３３０ ３６０ ３９０ ４２０ ４５０ 时问＜天） 板集聚的应力通过顶板深孔预裂卸压得到有效释 图３巷道表面位移监测（测点３） 放，减小了巷道围岩冲击危险性。 三酒尖｛ 搿按计时瓣区障冲ｉ５ 母｜伽 卿琶 撒５，…０ 僻 ・崩ｔ 戈黩・懿漂髓露 日期 图Ｉ 巷道掘进期间矿震时序规律 工作面掘进期间，未进行顶板预裂爆破前，运 对防冲起到了较为明显的作用，降低了工作面冲 输巷钻屑检测最大值为８．６ｋｇ，预裂爆破后，同样 击危险性。进行顶板预裂爆破后，现场煤炮个数 位置进行钻屑检测复检时，钻屑检测最大值为 明显减少，侧面反映出巷道应力集中程度进一步 ３．４ｋｇ，通过前后数据对比可以看出，顶板预裂爆破 降低。 （责任编辑：陈文明） １５０