堅硬頂板放頂方法的分析、比較研究

范子偉

摘 要：通過建立力學模型，分析、比較采用循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式縮短和減少堅硬頂板工作面初次斷裂步距的拉槽深度與爆破工程量的差別。

關鍵詞：堅硬頂板；控制放頂；初次來壓；爆破工程量

中圖分類號：TD832；TD327 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤礦開采中，較難垮落的頂板具有巖層厚度大、裂縫少、穩定性強的特點，其抗壓強度等級高，容易造成大面積冒頂事故，對生命和財產安全存在很大威脅。為了有效解決堅硬頂板的控制問題，我國研究人員總結了近幾十年的煤礦開采經驗，得出了一套較為完善的，可以應用于堅硬頂板處理的礦山壓力控制理論，并且由最初研究的定性分析頂板可能出現的下沉發展到了定量計算頂板應力和頂板下沉量計算的階段，開辟了堅硬頂板處理的新方法。本文通過對堅硬頂板工作面初次來壓控制放頂方法的分析比較，尋找最合理的放頂方法。

1 不同放頂方式的分析

初次來壓步距較大時，因為支架很難承受初次來壓頂板斷裂時所附加的載荷，所以必須對頂板進行處理，以縮短工作面初次來壓步距，確保工作面的安全生產。通過對兩端固支巖梁下力學模型的建立，在對循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式進行拉槽深度與爆破工程量的分析，最終達到縮短工作面基本頂初次來壓步距，以確定工作面頂板在初次斷裂前應選擇怎樣的控制放頂方式。

1.1 循環淺孔拉槽控制放頂方式

循環淺孔拉槽放頂是指為了降低板巖梁的厚度，在開采時依據工作面的推進，每隔幾個循環沿切頂線全長打一排鉆孔，然后進行爆破放頂，以此來縮短垮落步距的放頂方式。根據這一方法，對于循環淺孔拉槽巖梁可建立的力學模型如圖1所示。

2 結束語

研究結果表明，采用端部拉槽方式處理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用淺孔循環拉槽方式處理深度和爆破工程量最大。由此可知，在綜采工作面堅硬頂板條件下，從初次來壓時控制放頂的三種方法中，根據拉槽深度和爆破工程量的大小，應優先選用端部拉槽控制放頂方法。

參考文獻

[1]石汝銀，李增峰，管偉明.堅硬頂板超前預爆破技術研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]楊新建，申志平.深孔爆破弱化堅硬頂板技術在大采高綜采工作面的應用[J].煤礦開采，2007（06）.

[3]高木福.堅硬頂板處理步距的數值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，2006（05）.

[4]李方立，王成，段長壽.超前深孔預爆破處理堅硬頂板的應用[J].礦山壓力與頂板管理，2001（03）.

[5]張志呈，肖正學.巖石淺孔爆破的斷裂控制方法[J].礦業研究與開發，2000（06）.

[6]胡守平，鞏文勝，柴愛芳.忻州窯礦堅硬頂板綜放工作面頂板控制方法[J].煤炭科學技術，2000（09）.

[7]吳志剛，翟明華，周廷振.徐州西部礦區堅硬頂板來壓預測預報[J].巖石力學與工程學報，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤礦采場堅硬頂板控制方法與工程效果[J].煤炭科學技術，1991（12）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering

摘 要：通過建立力學模型，分析、比較采用循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式縮短和減少堅硬頂板工作面初次斷裂步距的拉槽深度與爆破工程量的差別。

關鍵詞：堅硬頂板；控制放頂；初次來壓；爆破工程量

中圖分類號：TD832；TD327 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤礦開采中，較難垮落的頂板具有巖層厚度大、裂縫少、穩定性強的特點，其抗壓強度等級高，容易造成大面積冒頂事故，對生命和財產安全存在很大威脅。為了有效解決堅硬頂板的控制問題，我國研究人員總結了近幾十年的煤礦開采經驗，得出了一套較為完善的，可以應用于堅硬頂板處理的礦山壓力控制理論，并且由最初研究的定性分析頂板可能出現的下沉發展到了定量計算頂板應力和頂板下沉量計算的階段，開辟了堅硬頂板處理的新方法。本文通過對堅硬頂板工作面初次來壓控制放頂方法的分析比較，尋找最合理的放頂方法。

1 不同放頂方式的分析

初次來壓步距較大時，因為支架很難承受初次來壓頂板斷裂時所附加的載荷，所以必須對頂板進行處理，以縮短工作面初次來壓步距，確保工作面的安全生產。通過對兩端固支巖梁下力學模型的建立，在對循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式進行拉槽深度與爆破工程量的分析，最終達到縮短工作面基本頂初次來壓步距，以確定工作面頂板在初次斷裂前應選擇怎樣的控制放頂方式。

1.1 循環淺孔拉槽控制放頂方式

循環淺孔拉槽放頂是指為了降低板巖梁的厚度，在開采時依據工作面的推進，每隔幾個循環沿切頂線全長打一排鉆孔，然后進行爆破放頂，以此來縮短垮落步距的放頂方式。根據這一方法，對于循環淺孔拉槽巖梁可建立的力學模型如圖1所示。

2 結束語

研究結果表明，采用端部拉槽方式處理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用淺孔循環拉槽方式處理深度和爆破工程量最大。由此可知，在綜采工作面堅硬頂板條件下，從初次來壓時控制放頂的三種方法中，根據拉槽深度和爆破工程量的大小，應優先選用端部拉槽控制放頂方法。

參考文獻

[1]石汝銀，李增峰，管偉明.堅硬頂板超前預爆破技術研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]楊新建，申志平.深孔爆破弱化堅硬頂板技術在大采高綜采工作面的應用[J].煤礦開采，2007（06）.

[3]高木福.堅硬頂板處理步距的數值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，2006（05）.

[4]李方立，王成，段長壽.超前深孔預爆破處理堅硬頂板的應用[J].礦山壓力與頂板管理，2001（03）.

[5]張志呈，肖正學.巖石淺孔爆破的斷裂控制方法[J].礦業研究與開發，2000（06）.

[6]胡守平，鞏文勝，柴愛芳.忻州窯礦堅硬頂板綜放工作面頂板控制方法[J].煤炭科學技術，2000（09）.

[7]吳志剛，翟明華，周廷振.徐州西部礦區堅硬頂板來壓預測預報[J].巖石力學與工程學報，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤礦采場堅硬頂板控制方法與工程效果[J].煤炭科學技術，1991（12）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering

摘 要：通過建立力學模型，分析、比較采用循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式縮短和減少堅硬頂板工作面初次斷裂步距的拉槽深度與爆破工程量的差別。

關鍵詞：堅硬頂板；控制放頂；初次來壓；爆破工程量

中圖分類號：TD832；TD327 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0048-02

在煤礦開采中，較難垮落的頂板具有巖層厚度大、裂縫少、穩定性強的特點，其抗壓強度等級高，容易造成大面積冒頂事故，對生命和財產安全存在很大威脅。為了有效解決堅硬頂板的控制問題，我國研究人員總結了近幾十年的煤礦開采經驗，得出了一套較為完善的，可以應用于堅硬頂板處理的礦山壓力控制理論，并且由最初研究的定性分析頂板可能出現的下沉發展到了定量計算頂板應力和頂板下沉量計算的階段，開辟了堅硬頂板處理的新方法。本文通過對堅硬頂板工作面初次來壓控制放頂方法的分析比較，尋找最合理的放頂方法。

1 不同放頂方式的分析

初次來壓步距較大時，因為支架很難承受初次來壓頂板斷裂時所附加的載荷，所以必須對頂板進行處理，以縮短工作面初次來壓步距，確保工作面的安全生產。通過對兩端固支巖梁下力學模型的建立，在對循環淺孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽三種爆破控制放頂方式進行拉槽深度與爆破工程量的分析，最終達到縮短工作面基本頂初次來壓步距，以確定工作面頂板在初次斷裂前應選擇怎樣的控制放頂方式。

1.1 循環淺孔拉槽控制放頂方式

循環淺孔拉槽放頂是指為了降低板巖梁的厚度，在開采時依據工作面的推進，每隔幾個循環沿切頂線全長打一排鉆孔，然后進行爆破放頂，以此來縮短垮落步距的放頂方式。根據這一方法，對于循環淺孔拉槽巖梁可建立的力學模型如圖1所示。

2 結束語

研究結果表明，采用端部拉槽方式處理深度和爆破工程量最小，中部拉槽次之，采用淺孔循環拉槽方式處理深度和爆破工程量最大。由此可知，在綜采工作面堅硬頂板條件下，從初次來壓時控制放頂的三種方法中，根據拉槽深度和爆破工程量的大小，應優先選用端部拉槽控制放頂方法。

參考文獻

[1]石汝銀，李增峰，管偉明.堅硬頂板超前預爆破技術研究[J].煤炭科技，2009（01）.

[2]楊新建，申志平.深孔爆破弱化堅硬頂板技術在大采高綜采工作面的應用[J].煤礦開采，2007（06）.

[3]高木福.堅硬頂板處理步距的數值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，2006（05）.

[4]李方立，王成，段長壽.超前深孔預爆破處理堅硬頂板的應用[J].礦山壓力與頂板管理，2001（03）.

[5]張志呈，肖正學.巖石淺孔爆破的斷裂控制方法[J].礦業研究與開發，2000（06）.

[6]胡守平，鞏文勝，柴愛芳.忻州窯礦堅硬頂板綜放工作面頂板控制方法[J].煤炭科學技術，2000（09）.

[7]吳志剛，翟明華，周廷振.徐州西部礦區堅硬頂板來壓預測預報[J].巖石力學與工程學報，1996（02）.

[8]宋永津.大同煤礦采場堅硬頂板控制方法與工程效果[J].煤炭科學技術，1991（12）.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： The mechanical model， analyze， compare cyclic shallow hole pull trough， central groove and pull the ends of pull trough three blasting control shortening and hard roof Initial Face fracture reduction step of pulling groove depth and blasting caving way the amount of difference.

Key words： hard roof； controlled caving； initial pressure； blasting engineering