[发明专利]综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法

说明书

本发明公开了一种综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法，属于煤矿开采坚硬顶板悬顶处理技术领域。本发明包括以下步骤：第一步：布置初采开切眼内的炮孔；第二步，在正、副巷提前布置炮孔；第三步：布置补加炮孔；第四步：设计炮孔装药和封泥参数，联线起爆；第五步：正、副巷加强支护。本发明具有较强的现场可操作性，在保证顶板预裂效果的前提下，可节约钻孔数量、降低成本、减少工期。

技术领域

本发明涉及一种综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法，属于煤矿开采坚硬顶板悬顶处理技术领域。

背景技术

由于煤炭形成时期以及后期地层活动等原因，煤层之上常赋存有坚硬、完整、自承能力强的一层至数层顶板岩层，这些岩层往往造成工作面推进长距离后仍大面积悬露不垮落。

众所周知，采空区大面积悬顶将造成工作面初次、周期来压步距大、工作面及回采巷道强矿压显现、顶板动载系数大；开采过程中还容易出现工作面顶板台阶下沉压垮压死支架等事故，对支架造成剧烈冲击；大面积悬露顶板整体垮落时还会造成飓风，冲到支架，严重威胁工作面的安全生产。因为，坚硬顶板控制一直是国内专家学者亟需破解的世界性难题。

深孔爆破预裂顶板是人为预制一系列顶板裂缝，达到减小了来压或断裂步距的目的。该技术的核心是爆破孔的布设方案，布置不合理将造成切缝效果不足，顶板弱化效果不理想、装药量大等较差的效果。

由于工作面初采阶段顶板未垮落前属于四边固支，是顶板最难垮落的阶段，因此，初采进行顶板爆破强制放顶极有必要，也为后期降低周期来压步距奠定良好的基础。为此，如何合理布置初采爆破孔、预裂方案以及爆破方案需要进一步研究，以保证爆破放顶效果。

发明内容

本发明旨在提供一种综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法，该方法实现了坚硬顶板的人工强制放顶。

本发明提供了一种综采工作面初采坚硬顶板布置预裂炮孔及联线起爆方法，包括以下步骤：

第一步：布置初采开切眼内的炮孔

为了工作面尽早垮落，工作面切眼设备安装好并试运转割煤3-4刀后，在开切眼后方产生1.8-4m的空间(目前常见的滚筒截深0.6-1m)，在此空间中立即布置两排炮孔施工。但只在两端布置，范围均约为开切眼长度的1/4左右，而且要求两排炮孔交替布置成三花眼的形式。

炮孔间距1.5m，排距0.6～0.8m（考虑顶板锚杆位置，可在此范围内调整），靠近采空侧的一排炮孔距采空侧帮0.5～0.7m（考虑顶板锚杆位置，可在此范围内调整），两排炮孔交替布置。根据矿方具备的钻机、钻具等条件，确定炮孔直径，但根据坚硬顶板厚度，要求炮孔总长度达到坚硬顶板厚度的2倍以上。

第二步，在正、副巷提前布置炮孔

沿正巷轴向方向布置一排炮孔，炮孔间距为1.0m左右，距外帮距离则考虑顶板锚杆位置进行确定。正巷内最靠近切眼采空侧的炮孔距切眼采空侧帮1.4-1.6m。

沿正巷与切眼轴向方向布置一排炮孔，炮孔距切眼采空侧帮1.4-1.6m，炮孔间距为0.6m左右。

初采期间从切眼端头至工作面煤壁前20-40m内连续布置炮孔，之后随工作面推进依次布置炮孔。

副巷爆破炮孔布置与正巷类似。

第三步：布置补加炮孔

为提高端头预裂效果，在正、副巷内距工作面煤壁前3～5m范围垂直于巷道轴向方向布置一排炮孔，具体参数根据矿井正、副巷条件确定。

第四步：设计炮孔装药和封泥参数，联线起爆。