神木汇森凉水井矿业有限责任公司 陕西神木 719319
摘要：目前,崩落开采厚煤层开采技术在早期的早期和放顶煤开采顶煤和顶板采取把性别差异,导致采空区大面积悬顶,在放顶煤开采过程的早期恢复矿业面临的安全开采埋藏的隐患,同时,早期恢复间隔较大,在煤炭资源损失,降低产量。斜沟煤矿23111综放开采发生条件和生产技术的脸,面对顶煤和顶板开始切深孔预裂爆破,减少初始开采采空区在早期把过剩面积,缩短压力的第一步距离,从而提高采矿工作面初屈服面在早期把煤炭资源的开采速度,以确保矿山的安全早期早期的屋顶。
关键词：特厚煤层；综放工作面；开切眼深孔；预裂爆破技术
一、工程概况
23111综放工作面位于21采区回风、带式输送机、辅运上山北侧，西部为实煤区，东部为23113采空区。工作面两巷均沿煤层底板掘进，煤层平均厚度为14.79m，倾角平均8°，直接顶为砂质泥岩，平均厚度2.66m，基本顶为中细粒砂岩，平均厚度5.45m，工作面倾斜长度122.25m，工作面机头三架和机尾四架不放煤，工作面共73台低位放顶煤液压支架。
二、开切眼深孔预裂弱化顶板机理分析
综放工作面在开切眼顶板采取深孔预裂爆破后，在顶板岩层中形成一条裂隙，初采初放期间基本顶岩梁初次破断的力学模型由“两端固支梁”结构变为“一边固支一边简支梁”结构，使得初采初放期间基本顶岩梁结构变为周期来压期间的岩梁结构，从而减小基本顶初次破断步距，降低工作面冲击和飓风灾害的可能性，基本顶岩梁破断模型如图1所示。
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图1基本顶破断模型图
根据经典矿压理论和最大拉应力准则可知，不采取强制放顶时，基本顶的初次断裂步距L可表示为
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式中：h为基本顶厚度，m；σ为抗拉强度，MPa；η为安全系数；q为基本顶承受的载荷，MPa。开切眼顶板采取预裂爆破后，顶板岩层受到爆破应力波和爆生气体的损伤破坏作用，根据损伤理论可知，损伤后岩体的强度为
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式中：Ds为损伤变量（Ds=1表示破碎区，0<Ds<1表示损伤区，Ds=0表示弹性区）；[σ]为未损伤岩体强度
根据上面的公式可知，顶板岩层爆破后岩体强度[σ]s小于岩体的原有强度[σ]s，从而使得放顶煤工作面初采初期间基本顶初次破断步距减小，降低工作面初次来压时的来压强度。
基本顶岩梁初次破断步距减小，工作面顶煤受到支承压力作用以及顶煤压缩变形区及拉剪破裂区前移，顶煤的冒放性增强，使得工作面初次放煤步距减小，增加初采初放期间煤炭资源的回收率。
三、开切眼深孔爆破方案
1、爆破孔参数
爆破孔的垂直深度按工作面顶板垮落带的高度确定，按如下公式计算：
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式中：M为采高，3.8m；Kp为爆破后顶板岩石碎涨系数，取1.23。
由公式计算可知爆破孔垂直深度应为16.5m，考虑到地质条件变化和钻孔残眼存在的可能性，将钻孔垂直深度确定为17m。
式中：l0为爆破孔长度，m；H为钻孔垂深，m；θ为煤层倾角8°。
根据钻孔垂深17m，仰角70°可得爆破孔长l0度为17.4m。
2、炮眼布置方式
工作面支架安装前，在开切眼内距离采空区帮部1m处采用锚杆钻机每隔1.75m，施工一排孔径42mm，深度17.4m的炮眼，炮眼均与顶板呈70°夹角，炮眼布置图如图2所示。
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图2开切眼炮眼布置图
3、装药方式
开切眼深孔预裂爆破采用煤矿许用二级乳化炸药爆破。每个炮眼装药时，首先在直径为40mm,长4m的PVC管一端填实300mm黄土，然后从另一端装16卷火药，然后再装入一卷爆破引药与一卷水泡泥（在装入爆破引药时，首先将雷管脚线用炮线连接至19m长，脚线连接处用防水胶布包裹严实），最后将黄土装入PVC管内，封泥封满PVC管。PVC管内装好火药后，将PVC管整体穿入炮眼内，再用φ36mm,长4m的PVC管一节对接一节将装好火药的PVC管推入眼底，用力捣实，直至在抽出空PVC管时，装好火药的PVC管不下滑。最后再在炮眼口填实2000mm长黄土。炮眼装药结构如图3所示。
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图3炮眼装药结构图
4、爆破方式
（1）爆破顺序。
工作面每安装两个液压支架，进行一次放炮作业，放炮时每次起爆一到两个炮孔，最多不能超过3个炮孔，放炮前应将液压支架升紧。起爆顺序从切眼的皮带顺槽向轨道顺槽方向。
（2）连线方式（见图4）。
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图4雷管联线方式
放炮时每2~3个炮眼为一组，一组爆破钻孔采用并联的联线方式，组内每个钻孔装一个雷管，并联联线，钻孔了联线方式如图4所示。
四、开切眼深孔预裂爆破效果分析
23111综放工作面自2017年12月11日开始回采，截至2018年1月8日共推进74.7m，在此期间工作面共计来压3次，1次初次来压，2次周期来压，来压期间工作面来压步距，动载系数和来压期间工作面支架最大载荷如表1所示。
表123111初采初放期间矿压显现参数
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23111工作面与邻近的23107综放工作面初采初放期间初次放煤步距、初次来压步距、来压期间最大载荷及动载系数对比如表2所示。
表223111与23107初采初放期间对比表
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由表1和表2可知，由于23111工作面采取预裂爆破方式对开切眼处顶板进行预裂，23111工作面初次来压步距为40.8m，相比于23107工作面提前11.1m，动载系数从1.96降低为1.62，初次放煤步距由32m降低为18m。
23111综放工作面开切眼深孔预裂爆破切顶技术现场应用表明开切眼内深孔预裂爆破切顶技术降低了工作面来压的强度，增加了初采初放期间顶煤的冒放性，提高了煤炭资源的采出率，确保了初采初放期间的顶板安全。
结束语
开切眼内深孔预裂爆破后，基本顶岩梁初次破断的力学模型由“两端固支梁”结构变为“一边固支一边简支梁”结构，使得放顶煤初采初放期间基本顶岩梁结构变为周期来压期间的岩梁结构，从而将23111工作面的初次来压步距相比于23107工作面缩短了11.1m。
参考文献
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[2]郭周克.综放工作面开切眼深孔预爆防坚硬顶板冲击[J].2009,9（5）:93-95.
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