沿空巷道超前深孔預裂爆破卸壓技術探索

羅勝兵 ，鄧 秘

（淮南礦業集團張集煤礦 ，安徽 淮南 232174）

0 引言

1412A工作面位于西二采區，為該采區的第二個塊段。南側為西二采區1煤系統巷道，東側1413A工作面已回采完畢，西側為尚未施工的1411A工作面，北至-470m初設回采上限。

工作面走向長1170m，傾向長180m，目前已回采460m。該面煤層厚度3.54～8.8m，平均7.1m；煤層傾角3～9°，平均5°。工作面頂板巖性從淺部到深部依次為：偽頂泥巖0～0.53m（平均0.3m）；直接頂（老頂）中細砂巖17～23.4m（平均19.7m）。

1 三帶規律分析

1.1 沿空側探查孔分析

1412A工作面運順沿空側設計、實施了采空區探查孔，以期得出西二1煤采空區“三帶”規律。

1）裂隙帶發育輪廓線。

受探查試驗手段所限，隨著頂板破碎帶向面內延深，可能存在頂板“冒落拱”或“裂隙帶”繼續向上發育但拱角較小，利用鉆機進行探查可能需要穿過頂板破碎區域，難以實現。但我們近似的認為，該輪廓線為頂板破碎或裂隙帶發育的邊緣輪廓線。根據采場覆巖移動破碎規律和礦壓“三帶理論”[1]，認為裂隙帶發育高度為38m。

2）線性擬合線。

圖1 1412A沿空側探查孔數據分析圖

對數據平均值進行線性擬合，得出一條線性擬合線，其與水平線的夾角認為即是1413A軌順側采空區頂板垮落角，為42.3°，如圖1所示。

1.2 地面防火鉆孔分析

1415A地面1#孔打鉆資料：鉆孔深度518m返水量開始減小，鉆孔深度546m時（根據剖面知距離1煤頂板10m），鉆孔打透不返水。

該位置工作面底板標高為546m、頂板標高542.5m，對應地面標高13.5m，如圖2所示。

圖2 1#鉆孔剖面示意圖

1415A地面2#孔打鉆資料：鉆孔深度525m返水量減小，鉆孔深度531m時，鉆孔打透不返水。

根據上述地面防火鉆孔資料判斷，裂隙帶范圍為31～38m，冒落帶范圍為10～20m，這與沿空側探查孔結論基本吻合。

圖3 沿空切頂鉆孔設計圖

2 預裂爆破孔設計

由于前期沒有實踐基礎，我們先后在不同范圍進行聚能管切頂、瓦斯抽采炸藥爆破卸壓等不同方式切頂，最終確定最優沿空切頂方式為：終孔間距6m、爆破高度35m、封孔高度17m，如圖3。

3 效果分析

通過礦壓觀測數據分析可知：1412A工作面動壓影響范圍為超前煤壁80～100m；巷道變形加速范圍超前煤壁15～30m；巷道變形劇烈超前煤壁5～15m，如圖4所示。

圖4 1412A工作面動壓影響范圍觀測圖

采用沿空側切頂卸壓后，兩幫位移量峰值減小1448mm、頂底板位移量峰值減小2180mm、兩幫移量峰平均值減小488mm、頂底板位移量平均值減小686，如表 1。

表1 沿空切頂后與原始巷道變形量對比

4 結 論

1）1412A工作面采動動壓影響范圍為超前煤壁80～100mm；巷道變形加速范圍超前煤壁15～30m；巷道變形劇烈超前煤壁5～15m。

2）運順沿空側實施超前預裂爆破段(包括處于爆破卸壓范圍的未爆破段)巷道變形量比原始巷道變形大大減小。

3）因瓦斯抽采炸藥對淺部離層、破碎頂板的擾動較大，在實施沿空側爆破卸壓前應提前采取加固措施。