建庄矿业工作面见方区段预裂爆破卸压技术研究.pdf
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1、第 卷第期中 国 煤 炭V o l N o 年 月C H I N AC O A LA u g u s t 煤矿安全移动扫码阅读引用格式:侯力建庄矿业工作面见方区段预裂爆破卸压技术研究 J中国煤炭,()D O I:/j c n k i c c m HOUL i S t u d yo np r e s p l i t t i n gb l a s t i n gp r e s s u r e r e l i e ft e c h n o l o g ya ts q u a r es e c t i o no fw o r k i n gf a c ei nJ i a n z h u a n gC
2、o a lM i n eJC h i n aC o a l,():D O I:/j c n k i c c m 作者简介:侯力(),男,陕西长安人,工程师,主要从事采矿技术方面的研究工作.E m a i l:q q c o m建庄矿业工作面见方区段预裂爆破卸压技术研究侯力(陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司,陕西省延安市,)摘要针对建庄煤矿 工作面矿压显现剧烈的问题,结合采场覆岩承压拱力学模型和煤岩钻孔柱状综合确定了爆破卸压技术应根据主关键层(厚度 m,位于号煤层上方 m)与上部个亚关键层(分别位于号煤层上方 m和 m)进行设计,并基于采场覆岩承压拱结构研究了见方区段倾向深孔预裂爆破方案和邻空巷
3、道煤柱侧聚能爆破方案,通过种爆破卸压技术现场结合应用,有效控制了 工作面矿压显现,现场应用效果良好.关键词预裂爆破;卸压;倾向深孔爆破;走向聚能爆破中图分类号T D 文献标志码AS t u d yo np r e s p l i t t i n gb l a s t i n gp r e s s u r e r e l i e f t e c h n o l o g ya t s q u a r e s e c t i o no fw o r k i n gf a c e i nJ i a n z h u a n gC o a lM i n eHOUL i(S h a a n x iC o a
4、 l I n d u s t r yG r o u pH u a n g l i n gJ i a n z h u a n gM i n i n gC o,L t d,Y a n a n,S h a a n x i ,C h i n a)A b s t r a c t A i m i n ga t t h ea c t u a lp r o b l e m so f s e v e r e r o c kp r e s s u r eb e h a v i o r s i n w o r k i n gf a c eo f J i a n z h u a n gC o a lM i n e,a
5、 n do nt h eb a s i so f t h em e c h a n i c a lm o d e l o f t h eo v e r l y i n gr o c kp r e s s u r e a r c h i nt h em i n i n ga r e aa n d t h e c o a l r o c kd r i l l i n gc o l u m n,i tw a sc o m p r e h e n s i v e l yd e t e r m i n e dt h a t t h eb l a s t i n gp r e s s u r e r e
6、l i e f t e c h n o l o g ys h o u l db ed e s i g n e db a s e do n t h em a i nk e y l a y e r a n dt w ou p p e r s u b c r i t i c a l l a y e r T h em a i nk e y l a y e rw a s l o c a t e d ma b o v e t h ec o a l s e a m,w i t ha t h i c k n e s so f m,a n dt h eu p p e r t w os u b c r i t i
7、 c a l l a y e r sw e r e ma n d ma b o v e t h ec o a l s e a m,r e s p e c t i v e l y B a s e do nt h ep r e s s u r ea r c hs t r u c t u r eo ft h eo v e r l y i n gr o c ki nt h em i n i n ga r e a,t h ei n c l i n e dd e e ph o l ep r e s p l i t t i n gb l a s t i n gs c h e m ea ts q u a r
8、es e c t i o na n d t h ee n e r g ya c c u m u l a t i o nb l a s t i n gs c h e m eo n t h e s i d eo f c o a l p i l l a r a t t h eg o b s i d e r o a d w a yw e r e s t u d i e d B yc o m b i n i n gt w ot y p e so fb l a s t i n gp r e s s u r er e l i e ft e c h n i q u e so n s i t e,t h er
9、o c kp r e s s u r eb e h a v i o r si nt h e w o r k i n gf a c ew a se f f e c t i v e l yc o n t r o l l e d,a n dt h ep r a c t i c a l a p p l i c a t i o ne f f e c tw a sg o o d K e y w o r d s p r e s p l i t t i n gb l a s t i n g;p r e s s u r er e l i e f;i n c l i n e dd e e ph o l eb l
10、a s t i n g;s t r i k ee n e r g ya c c u m u l a t i o nb l a s t i n g引言矿压治理是煤矿开采中的一个重要研究内容,其中顶板管理尤为关键,由于地质、开采等因素的变化和复杂性,顶板管理变得更加复杂和困难.巷道支护模式在不同阶段有不同的处理方法.原有的巷道支护模式主要采用“被动抗压”的方法,通过超前支护等措施对巷道围岩进行控制;现在更多采用“超前加固”“主动减压”的方法,通过超前加固巷道和预裂爆破技术破坏工作面上方的“悬臂梁”结构,通过爆破作用预制裂缝“主动减压”,有效降低超前支承应力的影响,减少工作面前方巷道应力集中程度,优
11、化回采巷道围岩应力,进而提高巷道围岩稳定性.何满潮等利用聚能爆破技术的预制切缝,成功实现了对巷道顶板结构的优化;刘衍利等根据预裂爆破切顶卸压的工作原理,采用理论与实际相结合的方法,研究了薄煤层下沿空留巷围岩变形成因,并采用数值仿真与相似模拟实验相结合的方法,分析了预裂爆破切顶卸压工艺参数对围岩变形与应力集中的影响;张自政等在已有基础上,进行了预裂爆破技术理论和实验研究,建立了预裂爆破切顶卸压施工的简化力学模型,制定了相应的矿压治理措施,确保了该矿区围岩的稳定;来兴平等利用L SD YNA模拟不同装药半径和装药量条件下,爆破后产生的压碎区和裂隙区特征,得出装药半径增大,压碎区和裂隙区半径随之等比
12、例增大.针对上述问题,相关领域科研工作者都有一定程度的研究,并取得了显著成效,对矿压治理、安全开采打下了坚实基础.然而,不同矿区、矿井、工作面因生产地质条件的差异,实际矿压问题都有所不同.建庄煤矿 工作面 区段煤柱 留设 m,邻空巷道变形严重,煤柱内部应力集中积蓄较大弹性能而存在冲击地压危险,且工作面上方的厚硬岩层不易垮落,造成超前支承应力过大,见方区域矿压显现程度剧烈.为减少见方区域矿压显现现象,降低超前支承应力及顶板垮断产生的冲击动载荷,避免煤柱失稳、液压支架压架和冲击地压等灾害发生,采用深孔爆破和聚能爆破技术相结合的方法,深孔爆破主要用于预裂工作面上方厚硬顶板,降低见方区域矿压显现程度,
13、聚能爆破用于切断大煤柱上方应力传播途径,防止采空区悬顶引起的应力集中在煤柱中积蓄过大的弹性能.工作面概况建庄煤矿 工作面位于三盘区西北部边界处,工作面东侧为三盘区准备巷道,北侧为四盘区,西侧为矿井边界,南侧为 工作面采空区,其与 工 作 面 之 间 留 有 m煤 柱.工作面煤层厚度 m,平均煤厚 m.工 作 面 走 向 长 m,倾 斜 宽 m(工作面存在扩面情况,缩面处宽 m,扩面 处 宽 m).工 作 面 井 下 标 高 m,地表标高 m,工作面埋深 m,工作面靠近开切眼区域埋深相对较大,靠终采线位置埋深相对较小.采用走向长壁式综合机械化放顶煤开采工艺,全部垮落法管理顶板.工作面布置如图所示
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