坚硬顶板爆破工作面矿压显现规律研究

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1、坚硬顶板爆破工作面矿压显现规律研究摘要：在采用顶板动态在线监测系统进行矿压观测的基础上，总结了该工作面在采用爆破弱化顶板的条件下的矿压显现规律。关键词：坚硬顶板、顶板爆破、矿压规律1工程概况（1）工作面概况：该工作面井上：古书院矿东风井以东，泽州北路以西，焦山东北，白马寺以南。地面标高在763～817.5m之间。井下：151305工作面（未采）以东，屋厦村保护煤柱以北，泽州北路保护煤柱以西，东翼盘区胶带巷，东翼盘区轨道巷，东翼盘区回风巷（三巷已掘）以南。工作面标高在611.5～627.5m之间。工作面设计长度：走向长，切眼中至设计停采线：742

2、.958m；倾斜长，180.5m（1513061巷中—1513063巷中）。（2）地质构造情况：该工作面整体呈一单斜构造，位于背斜一翼，煤层倾角1~4°，平均2.5°左右。（3）水文地质情况：该工作面涌水主要来源于上部9#煤91303、91304工作面采空区积水（预计积水4000m3/h左右）及灰岩层间裂隙水。预计该面掘进时，正常涌水量5~15m3/h，最大涌水量25m3/h；回采时，正常涌水量15~25m3/h，最大涌水量50m3/h。（4）顶底板岩性：老顶：砂质泥岩，厚2.30m，黑灰色，坚硬，细密。直接顶：K1灰岩，厚9.03m，深灰色，

3、坚硬，含方解石。直接底：泥岩，厚3.35m，深灰色，团块状，顶部有植物化石，底部含黄铁矿，坚硬。老底：灰岩，厚20.00m，灰色，有斜层理，含方解石脉，黄铁矿。（5）煤层：该面所采煤层为15#煤层，平均煤厚为1.5m，煤层倾角平均为2.5°。煤层呈黑色，含黄铁矿，煤层中含有2~3层不稳定夹矸。2工作面顶板爆破方案2.1切眼顶板爆破工作面设备安装前，在切眼内距采空区侧巷帮1m处向顶板打眼，炮眼布置如图1所示。180in长的切眼共布置10组炮孔（分别用字母A、B、C、D、E、a、b、c、d、e代表l0组炮孔），A，B，C，D，a，b，c，d每组为3

4、个炮孔，E和e组炮孔分别为4个炮孔，共布置了30个炮孔。A组炮孔与a组炮孔对称，B组炮孔与b组炮孔对称，以此类推。根据实践经验和理论计算，深孔爆破孔径定为75mm，封泥长度为炮孔长度的20％～30％，径向装药不耦合系数为1.25，具体炮孔参数见表1。图1切眼炮眼布置表1切眼炮孔参数炮眼编号炮眼长度/m仰角/°孔径/mm装药长度/m装药量/kg封泥长度/mB1、C1、D1b1、c1、d11932751228.87A1、B2、C2、D2a1、b2、c2、d22030751228.88A2、B3、C3、D3a2、b3、c3、d32227751433.

5、68E1、e12932752252.87E2、e22430751638.48E3、e318277510248E4、e410307549.66合计612//384921.62282.2回采放顶运输巷和回风巷每隔20m布置一组炮孔（第一组炮孔煤壁18m），每组为8个炮孔，分别为A、B、C、D、E，F、G、H，扇形布置，其中A、B、C、D，E与工作面平行；F、G、H与巷道中心成18°夹角。具体炮孔布置参数见表2，孔口炮孔间距如图2所示。表2炮孔布置参数炮眼编号炮眼长度/m仰角/(°)水平角/(°)装药深度/m装药量/kg封泥长度/mA15409092

6、76B22249014428C36169027819D4610903610810E46718298717F1343187216G18261811337H17161810307图2孔口炮孔间距3矿压规律3.1观测设备工作面观测设备主要采用KJ216顶板动态在线监测系统实时在线监测支架工作状况。该系统为我国第一套专用于井工开采矿井的顶板矿压综合在线实时监测系统。系统应用了传感技术、数据采集技术、总线技术、网络通讯技术、计算机软件处理技术。该系统集成了专业化矿压监测理论和方法，实现了矿压监测的数字化和网络化。KJ216顶板动态在线监测仪如图3所示。图

7、3KJ216顶板动态在线监测仪3.2观测区布置在工作面内的3#、16#、29#、42#、55#、68#、81#、94#、107#、120#液压支架上各安设一台顶板动态在线监测仪。仪器的1通道接支架的左前柱，2通道接支架的右后柱，记录工作面推进过程中支架前、后柱的压力变化情况。该设备每隔5min记录一次液压支架前、后柱的压力值，并存储起来，共10条测线，基本呈均匀分布。[1-3]其中3#、16#、29#为工作面上部监测线，42#、55#、68#、81#为工作面中部监测线，94#、107#、120#为工作面下部监测线。3.3矿压显现规律151306

8、工作面2011年1月14日试采，2011年1月17日开始正常回采。3.3.1初次来压规律至2011年1月22日晚班，151306工作面已平均推进37.