常村煤礦聚能預裂爆破弱化頂板技術研究

楊澤進

(1.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024；2.煤炭工業太原設計研究院集團有限公司，山西 太原 030001)

我國煤礦開采主要為厚煤層開釆，開采方法主要是放頂煤開釆，其技術關鍵是減少煤炭損失進而提高煤炭采出率[1]。綜放面初采損失是一個重要損失，當綜放面頂板較硬時，若開采前期頂板能及時垮落，既可提高煤炭初采采出率，還可防止頂板垮落形成沖擊礦壓，進而保證了初釆期的安全[2]。目前國內多采用預爆破和預注水方法弱化頂板，取得了一定的成果，但采用聚能爆破弱化頂板的研究較少[3-10]。通過對常村煤礦S2采區S206綜放面地質條件和直接裝藥預裂爆破參數分析，研究出一種簡易的聚能裝藥結構，并進行ANSYS/LS-DYNA數值模擬，對比分析直接裝藥和聚能裝藥的裂爆破效果，優化爆破方案，從而縮短S208綜放面的初次來壓步距，具有一定的工程應用價值。

1 工程概況

1.1 綜放面基本情況

常村煤礦目前開采+470m水平的S2采區，S206綜放面于2018年底回采完畢，現正回采S208綜放面。S208面與S206面相鄰，工作面參數基本一致，切眼長度300m，走向可采長度約680m。主要回采3號煤層，煤層平均厚5.8m；綜放開采，割煤高3.2m，放煤高2.6m，采放比1∶0.82，采用垮落法管理頂板。煤層直接頂為炭質泥巖，厚1.2m；基本頂為砂巖，厚7.5m。

1.2 S206面頂板爆破參數

為縮短頂板的初次來壓步距，S2采區綜放面之前一直采用直接裝藥預裂爆破來弱化頂板，沿綜放面開切眼液壓支架后方布置一排炮孔，開采前先進行頂板預裂爆破。S206面頂板預裂爆破在開切眼中設有45個炮孔，為增加預裂效果在開切眼兩端的順槽中各增設3個炮孔，共計51個炮孔。……