杨 伟

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 吕梁 033000）

斜沟煤矿23111 工作面回采期间，相邻23109掘进工作面（煤柱25 m）在掘进过程中承受顶板矿山压力及回采工作面采动压力的双重影响；通过技术论证，决定在23111 回采工作面顺槽（皮带巷）采用深孔切顶卸压技术，以减小采动压力对23109 掘进工作面的影响。

1 工作面概况

23111 工作面为放顶煤工作面，所采的13#煤平均煤厚15.8 m。工作面皮带巷宽5.5 m，高3.8 m，沿13#煤底板布置。直接顶为砂质泥岩，灰黑色，裂隙中含有大量黄铁矿薄膜，岩层普氏硬度为3～4，平均厚2.66 m。老顶为中细粒砂岩，灰白色，碎屑以石英为主，脉状层理发育，局部垂直裂隙发育，岩层普氏硬度为6～7，平均厚5.45 m。

因23111 工作面回采期间对相邻工作面（23109 掘进工作面）材料巷动压影响，造成相邻工作面材料巷二次维护及回采期间压力较大。为此，在23111 工作面回采期间提前对23111 工作面皮带巷采用深孔爆破方法进行切顶卸压。为防止残暴，每个孔使用2 发雷管进行爆破，孔内雷管进行串联，孔外串联连线爆破。应用该技术后，对23109工作面材料巷的影响大大减小。

2 深孔爆破技术

2.1 炮眼布置

23111 工作面顺槽（皮带巷）炮眼从机头端头支架第二根立柱位置向推进方向施工，炮眼距保护煤柱400 mm 处施工一排，眼距800 mm，炮眼深度17 m，炮眼垂直顶板施工，具体炮眼布置情况见图1、图2。工作面向前推进至炮眼与正巷超前支架第一根立柱平行时，开始装药爆破，每个炮眼装入一根提前装好火药的PVC塑料管。每次起爆2～4 个炮眼，一次连线一次起爆，依次向外进行爆破，确保工作面每天循环进尺量。

图1 23111 工作面皮带巷深孔爆破炮眼装药结构

图2 23111 工作面皮带巷深孔爆破炮眼布置

2.2 施工工艺

施工工艺流程为：交接班处理隐患→打眼→检查瓦斯→装药→连线→检查瓦斯→爆破→检查瓦斯。

深孔爆破时采用煤矿许用三级乳化炸药（直径Φ35×200 mm/卷）与瞬发电雷管进行爆破。每个炮眼装14 卷火药，第一根雷管装在第7 卷火药处，第2 根雷管装在第14 卷火药处。连线时孔内、孔外均采用串联连线方式，炮眼超前进行施工，炮眼一次装药一次起爆。

3 深孔爆破工艺

3.1 打眼

打眼施工工艺如下：

（1）深孔爆破预裂时钻孔采用锚杆机配Φ42 mm钻头打眼。

（2）为保证爆破效果，打眼前必须进行拉线，拉线距离不得小于30 m，确保炮眼孔口一条线，孔眼一个平面。

（3）必须保证炮眼的角度、直径、深度符合要求。

（4）打眼时，如遇炮眼与顶部支护重叠时，必须避开原巷道支护位置100 mm。

（5）打眼时，如遇4 m 深以上的报废眼时，必须在报废眼周边用红色油漆进行标注，同时在装药时，将报废眼用黄土进行封堵，封堵长度1.5 m。

3.2 装药

装药施工工艺如下：

（1）装药时，首先在Φ40 mm，长4 m 的PVC管一端填实300 mm 黄土，然后从另一端装6 卷火药，然后再装入一卷爆破引药，同时将雷管小脚线捋顺拉出至管口；然后再装6 卷火药，装一卷爆破引药，最后将中部放置的雷管与端部放置的雷管小脚线同一颜色的一根脚线切断至一样长度进行连接，并用防水胶布包裹严实；然后将另外两根小脚线在孔口切断至一样长度，最后分别大脚线进行连接，大脚线连接至19 m 长并扭结成短路。装火药时，火药与火药之间必须紧密对接，防止残爆。装好火药后装入一卷水泡泥，最后用黄土填满PVC管。雷管必须用同一段号的雷管。

（2）PVC管装药完成后，将PVC管整体穿入炮眼内，再用Φ36 mm、长4 m 的PVC管一节对接一节将装好火药的PVC管推入眼底，用力捣实，确保装火药的PVC 管不得下滑，然后抽出Φ36 mm、长4 m 的PVC 管。

（3）再次将炮土填入Φ40 mm×600 mm 的塑料袋内，用Φ36 mm、长4 m 的PVC 管缓慢将其穿入孔口向上13 m 位置，装炮土的塑料袋不得少于10 个，直至炮土封泥至孔口向上7 m 的位置。最后再在炮眼口填实1 m 长黄土。（PVC 管长4 m，管内火药长2.8 m，封泥长0.9 m，塑料袋封泥长6 m，共计封泥6.9 m）

4 效果分析

为验证23107 材料巷切顶卸压深孔爆破效果，爆破后在相邻两钻孔中间施工一个18.53 m 的钻孔。对该钻孔进行了窥视检查，详细分析顶板在深孔爆破后，钻孔内裂隙发育及破坏情况。

窥视结果（图3～图6）如下：

图3 0～11.46 mm 处孔内窥视图

图4 11.46～13.50 mm 处孔内窥视图

图5 14.35～16.87mm 处孔内窥视图

图6 16.87～18.88 mm 处孔内窥视图

1）在孔深0～11.46 m 范围内，钻孔内孔壁节理、裂隙相对不发育，没有明显的裂隙带，孔壁完整。

2）在孔深11.46～13.50 m 范围内，钻孔内孔壁节理、裂隙较为发育，有明显的裂隙，孔壁相对完整。

3）在孔深13.50～16.80 m 范围内，钻孔内孔壁节理、裂隙不发育，孔壁相对完整。

4）在孔深16.80～18.09 m 范围内，钻孔内孔壁节理、裂隙较为发育，岩层成松散状。

采用切顶卸压深孔爆破后，通过上述窥视，其效果如下：

1）在孔深11.46～13.50 m 范围内爆破有一定的效果，钻孔内孔壁节理、裂隙发育，孔壁相对完整，导通处裂隙宽度。

2）在孔深16.80～18.09 m 范围内爆破效果最好，钻孔内孔壁节理裂隙发育充分，岩层被爆破冲击波挤压成松散体。

3）在孔深0～11.46 m、13.50～16.80 m 范围内，孔壁没有明显的裂隙带，孔壁相对完整。

通过以上对该钻孔窥视分析可知，采用切顶卸压深孔爆破后，两爆破孔影响半径均大于0.5 m，相邻炮孔之间的裂隙导通，在距离顶板11～14 m及16～18 m 形成了导通裂隙带，其中11～14 m 处导通裂隙宽度为1～3 mm，16～18 m 处顶板岩层成松散状，切顶卸压效果较为理想。

5 结语

深孔预裂爆破切顶卸压技术现场实践表明，能明显减轻了临近工作面采掘期间的矿压显现。但该项技术在井下现场实践过程中，炮眼施工深度、角度、装药量、封泥长度等参数还有待进一步优化。炮眼施工中由于锚杆钻机的钻杆较细，钻进过程中存在漂钻现象，且施工困难，工人劳动强度大，作业环境差；需要进一步在技术上优化切顶卸压工艺中的参数；在设备上探索更适合现场的专用机具，以增加钻孔钻进精度，降低工人劳动强度，确保爆破切顶效果。