高宏伟
陕西恒源投资集团赵家梁煤矿有限责任公司 陕西省神木市 719300
摘要：在煤矿开采过程中，石灰岩厚度过大，坚硬度高，回采时往往会因为顶板不容易垮落而增大悬顶面积，如果悬顶面积过大，则势必会给煤矿开采人员的人身安全带来一系列的风险和隐患。而坚硬顶板弱化技术的出现和应用可以避免以上不良情况的发生，因此，如何将坚硬顶板弱化技术科学应用到煤矿开采中，是相关领域技术人员必须思考和解决的问题。
关键词：坚硬顶板弱化技术;煤矿开采;应用
引言
随着社会经济水平的不断提高和煤矿开采行业的不断发展，坚硬顶板弱化技术应运而生，在保证煤矿开采安全，避免安全事故发生，降低设备的损坏率等方面体现出非常重要的应用价值。在分析顶底板岩性的基础上，从技术应用的机理、爆破孔的布置方式和各个参数、施工措施3个方面入手，研究了坚硬顶板弱化技术在煤矿开采中的应用要点，最后探讨了顶板预裂爆破效果。
1顶底板岩性
顶底板作为煤矿生产开采的主要煤层，具有4m的厚度，各个煤层之间的夹角均为6°，并且将煤层顶部的石灰岩厚度控制在10m以内。而顶板主要是由泥岩和砂岩2种成分组成的，厚度均为0.6m。同时，煤层的坚固性系数为5，有效地提高了煤层的抗压性和坚固性。
2坚硬顶板弱化技术应用要点
2.1技术应用的机理
由于煤矿开采的顶板通常具有较高的坚硬度，在具体开采中，需要相关领域技术人员将工作面的垮落距离控制在40m以内。当出现断裂现象后，需要将工作面向前方移动25m，然后，采用运输顺槽的方式，对工作面的位置进行回采处理，接着利用预裂爆破的方式对煤层顶板进行相应的松动处理，充分发挥和利用钻机的应用优势，对运输巷进行相应的钻孔处理，同时，还要在钻孔内部安装相应的炸药，从而实现对松动煤层顶板的彻底炸裂，以达到有效预爆顶板的目的。此外，还要采用放炮法对煤层顶板进行切断处理，使得顺槽到煤层上方顶板之间出现一条比较宽的裂隙带。只有这样，才能为形成冒落带创造良好的条件，也为实现煤层顶板的自动垮落打下坚实的基础。此外，相关领域技术人员还要充分利用地质材料，在有效结合井下实际情况的基础上，综合考虑岩石特性、煤层参数和工作面倾角等相关因素，采用布孔的方式提高煤矿开采的安全性。
2.2爆破孔的布置方式和各参数
在煤矿开采的过程中，工作面通常具有比较大的斜长，这无疑增加了煤层顶板垮落的风险。为了提高煤层顶板的切断处理水平，相关领域技术人员需要将工作面上层与下层之间的距离控制在25m以内，以达到有效提高煤矿爆破的目的。在这个过程中，相关领域技术人员要根据煤矿开采相关标准和要求，合理设计炮孔装药的标准高度，然后以顶板冒落高度为基准，科学控制煤矿开采工作，从而确保煤矿开采工作能够正常、有序、顺利地开展。此外，由于承压层处于工作面的上方，难免会对工作面造成一定的威胁，相关领域技术人员要根据承压层的使用情况，重视对相关施工参数的科学设计，从而有效提高钻孔施工效率，同时，还要根据炮孔的填充需求，将炮孔高度设置为15m，以确保炮孔装药工作的有序开展。另外，施工时还要合理设置炮孔水平位置，尽可能提高煤矿爆破效果，科学控制炮孔与工作面之间的夹角，保证炮孔方向与工作面方向一致。
2.3施工措施
2.3.1布点和打眼
成功安装工作面相关设备后，在推进工作面的前期，相关领域技术人员要做好对工作面前方距离的控制，确保运输槽顶能够处于炮眼的位置，从而保证炮眼的施工效率和效果。
此外，还要充分利用和发挥液压钻机的应用优势，采用钻头配合的方式，确保炮眼与煤层顶板之间构成一定的夹角，并将孔距设置为2m。
2.3.2装药和放炮
在进行装药操作前，相关领域技术人员要使用吹风机对炮孔内部的灰尘进行吹扫处理，以达到有效清理孔内灰尘的目的。在制作炸药的过程中，要充分利用孔底，使用锋利刀片切割多余的导爆索，在炸药内部插入2根导爆索，并将导爆索的插入深度控制在20cm以内，用胶带缠好导爆索。同时，还要将雷管安装并固定在距离导爆索2m的位置，使用胶带做好对雷达的绑扎处理。只有这样，才能避免导爆索被水浸湿，从而提高导爆索的使用性能。此外，放炮员还要做好对放炮流程的优化和完善，避免因放炮流程不合理而引发安全事故，以进一步保证煤矿开采的安全性。
2.3.3管理措施
在坚硬顶板弱化技术的应用背景下，为了确保煤矿超前爆破实施效果，相关领域技术人员要充分利用相关生产技术，在安全监督部门的积极配合下，成立安全管理小组，不断纠正、优化和完善煤矿超前爆破方案，确保煤矿开采管理措施的科学性和合理性，尽可能避免安全风险的存在，确保相关施工人员的人身安全。
3顶板预裂爆破效果
在坚硬顶板弱化技术的应用背景下，相关领域技术人员要严格按照操作步骤对煤矿进行爆破处理。爆破处理时，在工作面煤层顶板的位置会形成一个裂缝区域，这一区域主要用于对沟槽的减震控制。当工作面向前方移动到8m位置时，煤层顶板会出现垮落现象；当工作面向前方移动到20m位置时，煤层顶板会采用冒落的方式落到煤矿开采相应位置；当工作面向前方移动到60m位置时，煤壁会出现局部片帮问题。因此，相关领域技术人员要严格按照工作面回采操作标准和要求，将实体煤支撑在上方顶板，并对实体煤施加一定的外力。最后，在有效结合采空区域相关条件的基础上，对煤层顶板大面积冒落问题进行分析和解决，尽可能避免风暴破坏现象的发生，进而推动煤矿开采工作有序进行。相关领域技术人员采用爆破的方式对煤层顶板进行相应处理后，自动形成了沟槽和相关裂缝区域，有效减弱了煤层顶板的聚集能量，为最大限度地提高煤层顶板的安全管理水平创造了良好的条件。此外，通过对老顶岩梁的力矩进行解除，形成一种新的平衡力，使简支岩梁的弯矩达到最大，在极限抗拉力的作用下，岩层会被彻底拉裂，以达到预裂爆破顶板的目的。
结束语
综上所述，坚硬顶板弱化技术的出现和应用可以避免以上不良情况的发生，因此，如何将坚硬顶板弱化技术科学应用到煤矿开采中，是相关领域技术人员必须思考和解决的问题。在坚硬顶板弱化技术的应用背景下，为了保证煤矿开采工作能够正常、有序、顺利地开展，相关领域技术人员要根据煤矿开采的实际需求，选择合适的预爆破方式，实现对坚硬顶板的弱化处理，随着社会经济水平的不断提高和煤矿开采行业的不断发展，坚硬顶板弱化技术应运而生，在保证煤矿开采安全，避免安全事故发生，降低设备的损坏率等方面体现出非常重要的应用价值。从而提高煤矿开采的稳定性和安全性，为促进煤矿开采行业的健康、可持续发展提供有力保障。
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