杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究.docx

杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究摘要：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1.2～1.5m上行采序风巷留巷风巷宽3.4m、高2.3m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1.6m、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0.5m孔深为采煤工作面采高的2.5～3.5倍即炮孔设计深度为4m。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1.3m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10cm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200322（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