摘 要：煤炭作為人們生活、生產(chǎn)的重要資源，為了滿足人們的需求，煤礦開采得到了廣泛的關(guān)注，放頂煤采煤法具有常見性，在實(shí)際開采過程中，極易存在安全隱患，進(jìn)而嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。在放頂煤工作面運(yùn)用預(yù)裂爆破技術(shù)，不僅能夠增加頂煤的破碎程度，還能夠保證礦井生產(chǎn)的安全性，因此，預(yù)裂爆破技術(shù)的運(yùn)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。文章主要探討了預(yù)裂爆破在煤層堅(jiān)硬頂板放頂煤工作面的運(yùn)用，介紹了實(shí)施方案、注意事項(xiàng)及運(yùn)用效果，旨在提高放頂煤開采的經(jīng)濟(jì)性、安全性與可靠性。

關(guān)鍵詞：預(yù)裂爆破；堅(jiān)硬頂板；放頂煤；工作面

引言

隨著煤礦開采規(guī)模的日漸擴(kuò)大，為日常的生活與生產(chǎn)提供了充足的煤炭資源，在實(shí)際開采過程中，放頂煤開采法扮演著重要的角色，它的應(yīng)用雖然提高了煤炭開采的效率，但開采過程中極易出現(xiàn)頂板或頂煤大面積垮落問題，為了保證放頂煤開采的安全性，急需控制頂板和頂煤，通過實(shí)踐，提出了預(yù)裂爆破方法，此方法有效解決了堅(jiān)硬頂板采煤工作面頂板不能隨采隨落的安全問題，進(jìn)而提高了煤礦開采的安全性，保證了開采工作的有效性，文章以某礦井的工作面為研究對(duì)象，實(shí)施了預(yù)裂爆破，其運(yùn)用效果十分顯著。

1 工作面概況

某省采煤工作面，其標(biāo)高為-274～-341m，煤層平均煤厚7.6m，煤厚變異系數(shù)為15%，可采指數(shù)為1，屬于穩(wěn)定煤層。根據(jù)實(shí)地考察可知，煤層具有一定的自燃性，發(fā)火期為7～12個(gè)月，煤塵爆炸指數(shù)為15%。工作面無瓦斯突發(fā)隱患，具體的采煤方法為俯斜開采、傾斜長(zhǎng)壁、全層綜放，其為150m，煤層厚為8.0m，其偽頂為黑色泥巖，隨采隨落，厚度約0.5m，直接頂為褐色砂質(zhì)泥巖，厚度約3.4m，基本頂為灰色中粒砂巖，厚度約14m，其具有較強(qiáng)的整體性，堅(jiān)硬不易垮落，充填采礦區(qū)高度<采放煤高度。

堅(jiān)硬頂板是指煤層頂板巖層擁有較大的強(qiáng)度及較好的完整性，在實(shí)際開采過程中，堅(jiān)硬頂板大面積懸露，難以自然垮落，在垮落后多為大面積垮落，其影響范圍較大，嚴(yán)重情況下會(huì)造成礦震，此時(shí)的突發(fā)性災(zāi)害事故直接影響著礦區(qū)的正常與安全生產(chǎn)[1]。

放頂煤采煤法是指在厚煤層沿底部布置長(zhǎng)壁工作面，回采時(shí)采用常規(guī)方法，同時(shí)發(fā)揮礦山壓力的作用，并且借助松動(dòng)爆破方法等，在此基礎(chǔ)上，支架上方的煤將破碎成為散體，再由放煤窗口放出，并經(jīng)刮板輸送機(jī)運(yùn)出工作面[2]。此方法對(duì)工作面有著較為嚴(yán)格的要求，第一點(diǎn)，工作面不能存在瓦斯突出危險(xiǎn)，第二點(diǎn)，頂板需隨采隨落。但在實(shí)際開采過程中，工作面難以同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，工作面與頂板極易出現(xiàn)不垮落或者大面積垮落，自然垮落難以達(dá)成，在此情況下，礦井的生產(chǎn)將存在嚴(yán)重的安全隱患。

面對(duì)礦井生產(chǎn)存在的一系列安全問題，為了有效解決，各個(gè)礦區(qū)均積極探索，提出了豐富的處理方法與建議。文章研究的礦井屬于高瓦斯礦井，為了避免煤層堅(jiān)硬頂板出現(xiàn)大面積垮落問題與瓦斯安全隱患，運(yùn)用了預(yù)裂爆破法，旨在有效處理工作面基本頂?shù)南嚓P(guān)問題。

2 預(yù)裂爆破在工作面的運(yùn)用

2.1 實(shí)施方案

工作面布置三條巷道，分別為工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷與頂板措施巷，前兩條巷屬于煤層底板巷，利用工字鋼梯形棚進(jìn)行支護(hù)，后一條巷屬于煤層頂板巷，利用錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)[3]。預(yù)裂爆破在頂板措施巷施工，在運(yùn)用前，制定了實(shí)施方案，在此方案內(nèi)要考慮以下幾點(diǎn)：

第一點(diǎn)，在鉆機(jī)方面。根據(jù)施工的實(shí)際情況，掌握了鉆孔設(shè)計(jì)深度及直徑，在此基礎(chǔ)上，選擇適合的鉆機(jī)。文章選用了MYZ-150。

第二點(diǎn)，在炸藥方面。根據(jù)礦井的具體情況，主要為瓦斯情況，并結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，選擇煤礦許用炸藥，為了滿足預(yù)裂爆破的需求，要求炸藥應(yīng)高于二級(jí)煤礦許用炸藥。文章選用了三級(jí)煤礦許用炸藥。

第三點(diǎn)，在預(yù)裂爆破參數(shù)方面。此時(shí)的參數(shù)較多，如：預(yù)裂爆破垂深、每孔預(yù)裂爆破破壞巖石直徑、每組孔間距及炮孔角度等[4]。文章確定的參數(shù)為預(yù)裂爆破基本頂高度為9m，破壞巖石直徑為2.5m，每組空間距離為130mm左右。

第四點(diǎn)，在裝藥與爆破網(wǎng)路方面。裝藥利用人工實(shí)現(xiàn)，藥包和孔壁利用耦合裝藥；爆破網(wǎng)路利用并串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，即：每個(gè)孔的2個(gè)雷管為并聯(lián)，孔與孔間為串聯(lián)，同時(shí)使用導(dǎo)爆索起爆炸藥，此時(shí)的起爆裝置為發(fā)爆器。

第五點(diǎn)，礦井構(gòu)建了預(yù)裂爆破小組，鉆機(jī)操作組共12人，分為3個(gè)班，每班4人，其中1人為隊(duì)長(zhǎng)、1人為技術(shù)員。

2.2 注意事項(xiàng)

在實(shí)際作業(yè)過程中，要注意其中存在的問題，根據(jù)作業(yè)的需求，采取有效的措施，以此保證預(yù)裂爆破的規(guī)范性、高效性與安全性。

在打眼過程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，保證其深度與角度均與設(shè)計(jì)圖紙一致，同時(shí)，要結(jié)合《煤礦安全規(guī)程》，嚴(yán)格要求鉆機(jī)操作，保證各項(xiàng)操作的規(guī)范性與安全性；在裝藥過程中，無論是人工裝藥，還是耦合裝藥，均要搗實(shí)炸藥，可利用木棍進(jìn)行裝藥，并且要符合《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于裝藥的相關(guān)規(guī)定；在封孔過程中，可利用黃土進(jìn)行封孔，并用木棍搗實(shí)，同時(shí)要利用木楔頂死；在聯(lián)炮過程中，要落實(shí)一炮三檢、三人連鎖制度，聯(lián)炮前要全面、仔細(xì)檢查工作面的電源，確保其處于斷開狀態(tài)，同時(shí)，要系統(tǒng)、詳細(xì)地檢查抽排巷內(nèi)的氣體，確保有害氣體濃度未超出限定值，如果檢查結(jié)果顯示有害氣體濃度超標(biāo)，則應(yīng)停止作業(yè)，對(duì)其進(jìn)行有效處理，在其達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行聯(lián)炮；在起爆過程中，預(yù)裂爆破的起爆裝置僅為發(fā)爆器，嚴(yán)禁使用其他起爆方式；在放炮前，要保證工作面的所有人員均位于安全區(qū)域，此時(shí)放炮警戒范圍的設(shè)置應(yīng)結(jié)合《預(yù)裂爆破作業(yè)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，避免因放炮而造成的不必要的人員損傷；在放炮后30min，礦通防科與檢查科等對(duì)巷道口、工作面等進(jìn)行檢查，確保其中的有害氣體濃度符合要求值，此后告知預(yù)裂爆破小組，由相關(guān)的負(fù)責(zé)人通知生產(chǎn)小組，此后礦區(qū)生產(chǎn)便可以恢復(fù)。

2.3 運(yùn)用效果

文章對(duì)放頂煤工作面實(shí)施了預(yù)裂爆破，其結(jié)果為頂板隨采隨落并充滿采空區(qū)，在此基礎(chǔ)上，放頂煤工作面的生產(chǎn)具有了安全性、可靠性與高效性。預(yù)裂爆破方法的運(yùn)用，不僅有效解決了頂板不垮落或者大面積垮落的問題，還增加了頂煤的破碎程度，進(jìn)而工作面的產(chǎn)量得到了可靠的保障，同時(shí)礦區(qū)開采的經(jīng)濟(jì)效益也更加顯著。因此，在日后礦區(qū)生產(chǎn)過程中，面對(duì)此類問題，應(yīng)積極運(yùn)用預(yù)裂爆破。

3 結(jié)束語

綜上所述，文章探討了預(yù)裂爆破在煤層堅(jiān)硬頂板放頂煤工作面中的運(yùn)用，放頂煤采煤法在眾多礦區(qū)生產(chǎn)中均有著廣泛的運(yùn)用，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，面對(duì)著嚴(yán)峻的問題，即：頂板與頂煤難以自然垮落，同時(shí)礦井生產(chǎn)存在一定的安全隱患，為了保證煤礦開采的安全性與有效性，文章制定了預(yù)裂爆破方案，并介紹了其中的注意事項(xiàng)及其運(yùn)用效果，通過預(yù)裂爆破，放頂煤工作面的頂板、頂煤均實(shí)現(xiàn)了隨采隨落，不僅保證了生產(chǎn)的安全，還提高了生產(chǎn)的效率，在此基礎(chǔ)上，礦井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益、綜合效益更加顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]劉健，劉澤功，高魁，等.深孔爆破在綜放開采堅(jiān)硬頂煤預(yù)先弱化和瓦斯抽采中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，S1：3361-3367.

[2]楊海波.預(yù)裂爆破在煤層堅(jiān)硬頂板放頂煤工作面的應(yīng)用[J].中州煤炭，2014，9：20-21+29.

[3]南存全，商佳新.興泰煤礦二1煤層堅(jiān)硬頂煤預(yù)裂爆破技術(shù)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2012，27：54-57.

[4]張立其，李志軍.堅(jiān)硬厚煤層綜采放頂煤工藝巷預(yù)裂爆破開采技術(shù)[J].中國(guó)煤炭，2011，10：50-52.