康城煤矿火成岩坚硬顶板强制放顶技术的探析及应用
坚硬顶板定向断裂强制放顶技术研究及应用
坚硬顶板定向断裂强制放顶技术研究及应用王志光【摘要】坚硬厚顶板下安全高效采煤问题是我国煤矿开采中遇到的主要问题.为解决坚硬顶板难以垮落,容易造成顶板事故等,对霍州矿区煤层顶板K2灰岩进行了现场取样,并通过LS-DNYA程序软件,对该顶板进行了定向断裂爆破模拟研究.在理论研究与数值模拟的基础上,确定了现场实施方案,由现场试验结果可知,采用切缝药包、扇形布孔以及预先对顶板进行弱处理,可以使顶板及时垮落,避免动力学灾害的发生,不仅保障人员和设备的安全,还为其他矿井坚硬顶板的弱化处理提供了借鉴.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】坚硬顶板;定向断裂控制爆破;强制放顶;切缝药包【作者】王志光【作者单位】霍州煤电集团有限责任公司,山西霍州 031400【正文语种】中文【中图分类】TD823.20 引言随着科学技术的不断发展和社会需求的日益增多，我国煤炭已经进入深部开采阶段，在进行深部开采过程中所面临的诸多问题也日益凸显，比如高地应力就是深部开采中面临的一个比较棘手的问题，其中在煤矿事故中，巨厚砂岩顶板事故所占的比例较大。
当在坚硬顶板的下方进行长壁开采工作面作业时，以往所采用的方法通常是让其自然垮落，而随着工作面的不断推进，采空区上方悬空顶板的面积也在不断扩大。
这样的顶板状况如果不及时进行处理，将会形成很大的安全隐患，不仅会造成顶板下剪切破坏，同时还会产生拉应力造成拉伸破坏；另外一旦大面积悬顶突然垮落，岩层就会发生折断，产生强烈的动荷载作用，使得大量的工作面支架被推倒或破坏。
针对上述情况，有不少学者进行了强制放顶的实验，张胜利等[1]通过数值模拟并结合实际确定了定向断裂爆破的具体方案，验证了其可行性；刘儒侠[2]通过理论分析、数值模拟确定了水力压裂强制放顶的试验方案，并成功在大采高综采工作面实施；李琨[3]将PVC管串联药包以及炮泥加木楔封口技术成功运用在爆破强制放顶中；汪海波等[4]通过理论分析和工程检测的方法分析提出以爆破损伤为放顶爆破参数设计依据；高振俊[5]通过分析采高、基岩厚度与顶板岩石性来确定及优化强制放顶方案。
火成岩顶板工作面深孔爆破强制放顶技术的应用实践
火成岩顶板工作面深孔爆破强制放顶技术的应用实践通过对火成岩顶板工作面初采期间采空区大面积悬顶引发的安全问题进行分析研究，选择实施深孔爆破强制放顶技术。
通过实践，改进并完善深孔爆破强制放顶工艺和施工方法，解决了影响深孔爆破强制放顶效果的关键问题，实现了强制放顶的预期效果，给工作面安全回采打下了坚实基础。
同时，为开采类似工作面积累了宝贵经验。
關键词：火成岩；深孔爆破；强制放顶；导爆索Abstract：Based on the analysis of safety problems caused by large area suspended roof in goaf during the initial mining period of igneous roof face，the technology of forced roof placement by deep hole blasting is selected. Through practice，the technology and construction method of forced roof placement by deep hole blasting are improved and improved. The key problems affecting the effect of forced roof placement by deep hole blasting are solved，and the expected effect of forced roof blasting is realized，which lays a solid foundation for safe mining of working face. At the same time，valuable experience has been accumulated for mining similar working face.Keywords：igneous rock；deep-hole blasting；forced roof caving；detonation cable1 地质概况大兴煤矿N1708工作面位于北一采区东部，本工作面煤岩形态为一单斜状，煤种为气煤，煤层倾角13°，煤层厚度在1.22～3.96m之间，一般为3.4m，煤层垂直节理发育，走向近东西，煤层呈黑色，由暗亮煤组成，条带结构。
对于坚硬顶板强制放顶技术的探讨
高， 它的密度大 ， 非常坚硬 、 冒落性较 差 ； 二 是 因为工作 面倾角
大 而 且 煤 层 相对 较 薄 ， 一些 小部 分 的伪 顶 和煤 矸 石 自动 滑 落 至
工作面下面 ， 把采空区填补起来 了 ， 所 以采空 区顶板不 易垮落 。
的径 向裂隙 内； 气体具 有尖劈 作用 ， 所 以裂隙会 继续 延伸 。裂 隙的不断延伸 ， 爆生气体膨胀 ， 气体 压力迅 速下降 ； 当压力下降 至一定程度 ， 储存在介质 里面 的弹性 能就被 释放 出来 ， 产 生卸 载波 ， 然后 向炮孔 中心进 行传播 ， 导 致介质 里面形 成环 向裂 隙
望 对 坚硬 顶 板 强 制 放 顶技 术 的发 展 起 到一 定的 指 导 作 用 。
关 键 词 ：坚硬 顶板 ；强 制放 顶 ；深 孔爆 破
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ４ ． １ １ ． ０ ６ ９
显， 采空 区顶 板 不 能 及 时 冒落 ， 可能造成大面积悬 顶的情况 ， 增 加 了支 架 的 载 荷 强度 。 当悬 顶 面 积 足 够 大 ， 支架无法承受顶板
顶 板 深 孔 爆破 是 一 种 坚 硬 顶 板 碎 化 和 弱 化 的技 术 ， 它 的 本
质是先在坚硬顶板内打孔 ， 然后装 药精 心爆破 ， 利用 爆破来 弱
碎区。在这个 区内有很 大的一部 分爆破 能量用 在 了对 介质 的 破碎上 ， 由于力度过大 ， 冲击波透射到介质里 面， 通过应力 波的 形式传送到岩石内部。受应力 波 的作 用 ， 质点 进行径 向位 移 ，
处 于 压 缩 区 边 缘 的 介 质 中进 行 径 向 压 缩 与 切 向 拉 伸 。如 果 切
煤矿强制放顶安全技术措施
煤矿强制放顶安全技术措施
煤矿强制放顶是指在开采煤矿的过程中，对于煤层顶板进行强制支护和加固以保障安全。
放顶主要是为了防止煤层顶板坍塌、岩层崩落等事故的发生，确保工作人员的人身安全。
煤矿强制放顶的安全技术措施主要包括以下几点：
1. 煤层顶板的预处理：在进行放顶之前，需要对煤层顶板进行预处理，例如加固、凿岩、喷浆等，以增加煤层顶板的稳定性和强度。
2. 放顶材料的选择：在进行强制放顶时，需要选择合适的放顶材料，如钢梁、木材、钢架等，确保放顶材料具有足够的强度和稳定性。
3. 放顶方式的确定：放顶时要根据不同的工作环境和地质条件确定合适的放顶方式，如预埋法、架设法、钻孔法等，以确保放顶效果达到预期。
4. 放顶监测和检查：在进行放顶之后，需要进行定期监测和检查，以及时发现放顶材料的变形、开裂等问题，并采取相应的补充或更换措施。
5. 培训和教育：对煤矿工作人员进行相关的培训和教育，提高他们的安全意识和技能水平，确保他们能正确使用放顶设备和措施，遵守安全操作规程。
通过以上安全技术措施的实施，可以有效地减少煤矿事故的发生，保障工作人员的生命财产安全。
煤矿1工作面强制放顶安全技术措施
煤矿1工作面强制放顶安全技术措施强制放顶的概念煤矿作业过程中，由于地质条件的不同，往往会出现煤岩结合体失稳，导致工作面顶板下移，严重时会引发冒顶事故。
为了防止冒顶事故的发生，必须在工作面进行顶板控制，其中强制放顶是一种安全技术措施，通过采用强制层间割帮、放顶和加固等方式，使顶板与底板之间的约束力降到最小，从而达到安全控制的目的。
强制放顶的目的在于降低工作面顶板与底板之间的约束力，从而减少顶板失稳的危险，保证工作面的安全生产。
煤矿1工作面的强制放顶技术措施煤矿1工作面是一个典型的复杂地质条件下的煤矿工作面，属于井下采煤工作面，其采高较大，矿压较大，具有一定的危险性。
为了保证煤矿1工作面的安全生产，必须采用一系列的安全技术措施，其中强制放顶是关键措施之一。
1. 层间割帮技术层间割帮技术是强制放顶的一种主要技术手段，通过将顶板分层进行割帮，使各个层之间失稳互不影响，从而降低了煤层体的矿压力，并减少了工作面的冒顶危险。
煤矿1工作面采用多次割帮的方式，即在采完一层薄煤层后，再进行一次层间割帮。
这种方式能够使煤层体的应力释放更彻底，进一步提高了工作面的安全生产水平。
2. 强制放顶技术强制放顶是指对采出煤层的矿山构造进行强制层间割帮，将顶板层间的约束力削弱，从而使顶板自由下沉，减少压力集中程度，增强了顶板的稳定性。
在煤矿1工作面中，强制放顶技术是保证顶板稳定的重要手段，通过加强一些分区间、分段措施，同时实现控制岩层移动及避免了工作面顶板突出，确保了工作面的安全生产。
3. 松散帮加固技术松散帮加固技术是一种加强工作面支护结构的技术手段。
煤矿1工作面使用松散帮杆的方式进行加固，这种方式可以很好地解决工作面围岩松散、支护不力等问题，同时也可以改善围岩稳定性，保证工作面的安全生产。
此外，该技术的灵活性也非常高，可以根据工作面地质条件进行定制，从而达到较好的效果。
结语煤矿1工作面是一个典型的井下采煤工作面，采高大，危险系数也相对较高。
坚硬顶板工作面强制放顶技术试验
ห้องสมุดไป่ตู้
山西义 棠煤 矿 ０ ９ ０ １ ０ ２工 作面位 于 下组煤 东 翼 大 巷 以南 ， 南 沟 煤 矿 以北 ， ０ ９ ０ １ ０ １工 作 面采 空 区 以西 ，
０ ９ ０ １ ０ ３工作 面 （ 未采 ） 以东。工作 面平 均埋深 ４ ３ ８ ｍ， 走 向长 度为 ７ ５ ２ ｍ， 倾斜 长 度为 １ ８ ０ ｍ， 采高为 ２ ． ４
增 刊 ２ ０ １ ５年 ８月
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｓ ｕｐ ｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ５
试验研究 ・
坚硬顶板工作面强制放顶技术试验
式 中：
一
作 用于悬 梁上 的岩 石厚 度 系数 ， 取６ ；
ｍ； 主采煤 层 为 ９ 煤层 ， 呈黑色， 平 均厚 度为 ２ ． ４ ｍ， 煤 层 中含 有 ０～１ 层夹矸 ， 倾角 ５ 。 ～ ９ 。 ， 平均 ７ 。 左右 ； 煤 层 无 直接顶 ， 老 顶为 Ｋ ２灰 岩 ， 厚９ ｍ， 灰色 ， 坚硬 厂 ＝
措施 。
关 键词 坚硬 项板 ；综采 工作 面 ；强制 放 顶
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ２ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２— ０ ６ ５ ２ （ ２ ０ １ ５ ） 增刊 一 ０ ０ ４ ６— ０ ２
１ 地 质条 件
根据 材料 力学 计算 岩梁 的极 限跨距 ： 岩梁 所承 受 的荷载 ；
１ ８ 。 夹 角 。具体 炮 眼布 置见 图 ２ ， 炮 眼参 数见 表 １ ．
坚硬顶板深孔爆破初次强制放顶技术研究
582020年第12期坚硬顶板深孔爆破初次强制放顶技术研究王成飞(山西潞安集团潞宁孟家窑煤业公司，山西忻州036000)摘要为解决坚硬顶板下初次放顶对工作面带来的冲击灾害，以孟家窑矿井11505综放面为工程背景，研究了深孔预裂爆破的作用机理和强制放顶的顶板破断特征，确定了11505综放面深孔预裂爆破的参数与工艺流程。
结果显示：采用爆破强制放顶后，初次来压过程中工作面未出现压架、冲去灾害或人员设备损失，开采安全得到了保障'关键词采煤；初次；爆破；放顶中图分类号TD327.2S文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2020.12.022Study on the First Forced Caving Technology of Deep Hole Blasting in Hard RoofWang Chengfei(Luning Mengjiayao Coal Industry Company,Shanxi Lu'an Group,Shanxi Xinzhou036000)Abstract:In order to solve the impact of the first caving under the hard roof on the working face,this paper studies the mechanism of the deep hole presplitting blasting and the roof breaking characteristics of the forced caving based on the engineering background of the11505fully mechanized caving face in Mengjiayao Mine,and determines the parameters and technological process of the deep hole presplitling blasting in the11505fully mechanized caving face.The results show that:after forced roof caving by blasting,there is no pressure frame,impact disaster or loss of personnel and equipment in the first weighting process,and the mining safety is guaranteed.Key words:coal mining;the first time;blasting;roof caving1工程概况潞宁孟家窑煤业为资源整合型矿井，设定生产能力1.2Mt/a。
强制放顶技术在硬岩顶板条件下的应用
合， 强制放顶 工作必 须单独 进行 ， 面上及 出 口附 近 ， ［＝ 二 如确 需Ｉ 同时作 业 的 ， 须确 保 安全 ， 且要 错 开 １ ５ｍ。 。 ｏ （ ） 打 完 一 个 眼 后 ， 须用 炮 棍 塞 进炮 眼 ５ 每 必
中， 防止炮 眼在 回料 时发 生 堵塞 现象 。
３２ 方 案 二 ．
炮 眼呈 “ ” 型布 置 ， 深 ２５ｍ， 水 平 方 八 字 眼 ． 与
向夹 角 ８ 。 与垂 直 方 向夹 角 ８ 。 每 隔 一 棚 打 一 ０， ０，
图 １ ３７ ３ １工 作 面 布 置 示 意 图
个眼， 间距 为 １ ， 底 间 距 为 ０６ｒ， 眼装 药 ．ｉ 眼 ２ｎ ． ｎ每
（ ） 眼前 ， 须 对施 工 区域支 护 、 板 及 瓦 ３打 必 顶
斯 浓 度进行 检 查 ， 现 问题必 须先 处 理再工 作 。 发 （ ） 眼 时 必 须 保证 退 路 畅 通 ， 水 管路 必 ４ 打 风
坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨
坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨摘要:以广安煤矿某工作面的火成岩坚硬顶板初次放顶工作为研究对象,针对悬顶面积大、不易垮落等特征进行研究,摸索出一套在初次放顶过程中利用特殊支护“强支”及人工“强放”的安全技术措施,取得了较好的效果,为开采类似顶板的采煤工作面实现高产高效及安全生产提供了成功经验。
关键词:火成岩顶板初次放顶技术特殊支护“强支” 强制放顶高效广安煤矿五二采区在回采过程中,初次放顶悬顶面积达6000多平方米实现安全放顶,在坚硬、难放顶板的管理方向摸索出一条可行的途径,取得了较好的效果。
1 工作面地质条件广安煤矿坐落在淮北市烈山区烈山镇,是淮北市地方小煤矿,所采煤层属杨庄井田,是淮矿集团杨庄煤矿弃采的五七采区块段。
火成岩为该井田的主要构造之一。
矿井主采煤层5煤位于下石盒子组下部,下距K2一般20m,该煤层结构简单,煤层顶板为砂页岩、火成岩。
煤层底板为黑色、灰色泥岩、层状页岩。
在本井田施工的7个钻孔中有4个钻孔见火成岩,其中见煤孔4个中全部揭露火成岩,岩性以闪长岩为主,厚度为13.53～17.78m,火成岩厚度大,主要沿5煤层中上部侵蚀。
由于火成岩厚度大,煤层绝大部分被焦化成为天然焦。
广安煤矿五煤至今已回采至-280M标高,沿煤层倾斜方向从上到下共布置了七个走向工作面。
其中522、524、526、528已采完,均为炮采工作面,初放顶悬顶面积分别为4600m2、5300m2、4800m2、5600m2,顶板初次垮落时由于下部泥岩遇水变软、造成支柱钻底,虽然采取了支柱下穿鞋,沿工作面倾向加打挑棚、木垛、密集等措施,但顶板垮落时还是出现了扑倒支柱、煤帮侧顶板切断现象,影响了正常生产并丢失支柱造成了经济损失。
本工作面在作业规程编制过程中充分借鉴了以上四个工作面回采过程中的经验和存在的不足,使该面初放达到了安全生产的目的。
2 工作面概况本采煤面工作面走向长580m,倾斜长150m,煤层厚度为 1.8～2.8m,煤层倾角10～15°左右,采煤方法采用走向长臂式开采、单体配合铰接顶梁支护,排距1m,柱距0.6m,炮采落煤,420/40T型刮板机运输。
采煤工作面强制放顶的安全技术措施
采煤工作面强制放顶的安全技术措施摘要：在煤矿开采过程中，采煤工作面存在很大的安全风险。
为了保障工人的安全和生产的顺利进行，实施采煤工作面的强制放顶技术是必要的。
本文将探讨采煤工作面强制放顶的安全技术措施，并分析其应用效果。
引言：随着煤炭资源的日益减少和采矿技术的不断进步，矿井开采工作面的安全问题受到了广泛关注。
强制放顶技术被广泛应用于采煤工作面，目的是为了防止地质灾害事故的发生，保护工人的生命安全。
一、强制放顶的定义和原理强制放顶是指在采煤工作面上采取各种技术手段，强制加固顶板的一种安全技术措施。
其主要原理是通过增加顶板的抗压能力，提高顶板的稳定性，防止地质灾害的发生。
二、强制放顶的技术手段1. 确定强制放顶位置：根据矿层结构和地质条件，确定强制放顶的位置和范围。
2. 预先安装锚杆：在强制放顶位置插入锚杆，增加锚杆数量和密度，提高顶板的承载能力。
3. 喷射支护：对采煤工作面的顶板进行喷射支护，结合工作面的具体情况选择合适的喷射材料。
4. 安装钢拱架：在工作面进行钢拱架的安装，增加顶板的支撑能力。
5. 加厚支架：对支架进行加固，提高支架的稳定性和承载能力。
三、强制放顶的应用效果1. 提高工作面的安全性：强制放顶技术可以有效防止地质灾害的发生，保护工人的生命安全。
2. 提高生产效率：强制放顶技术可以增加顶板的稳定性，减少顶板的塌落和断裂，提高采煤工作的连续性和效率。
3. 减少地质灾害事故的发生：强制放顶技术通过加强顶板的支撑能力，减少地质灾害事故的发生概率，降低事故对生产造成的影响。
结论：采煤工作面的强制放顶技术是保障煤矿安全和提高生产效率的重要手段。
通过在工作面上采取预先安装锚杆、喷射支护、安装钢拱架和加厚支架等技术措施，可以有效提高顶板的稳定性和承载能力，减少地质灾害的发生。
进一步研究和应用强制放顶技术，将有助于提高煤矿的安全生产水平和经济效益。