王志武

(晋能控股煤业集团 四老沟矿，山西 大同 037000)

1 工程概况

同煤集团煤峪口矿81020工作面位于井下410盘区南部，工作面北部为81018工作面采空区、南接81022工作面(现掘进)、西接11号、12号层410盘区轨道巷、东隔矿界与忻州窑矿相邻；工作面开采11号、12号煤层，煤层厚度为7.4～8.9 m，平均厚度为8.1 m，平均倾角为2°，煤层硬度f为2.6，煤层顶底板岩层特征如图1所示。

图1 煤层顶底板岩层柱状

81020工作面长度为155.6 m，可回采长度为410 m，采用综合机械化放顶煤采煤方法，机采高度为2.9 m，放煤高度为5.2 m，循环进度为0.5 m，放煤采用一刀一放、单轮间隔顺序放煤法。81020工作面采用四巷布置，两回采巷均沿着11号、12号层底板掘进，工艺巷及顶回风巷沿11号、12号层顶板掘进，具体工作面平面位置如图2所示。由于煤层较为坚硬，顶板属于坚硬顶板，现为提高顶煤的回收率，拟采用深孔预裂爆破技术对顶煤进行弱化，特进行顶煤爆破弱化技术的研究与分析。

图2 工作面布置平面示意

2 顶煤爆破弱化机理分析

针对坚硬煤层综放工作面，放煤作业时顶煤由于硬度较大，易出现顶煤难以垮落，回收率较低的现象。为破坏顶煤完整性、提升顶煤回收率，采用爆破技术对顶煤进行弱化，炸药爆炸时产生的爆炸冲击波和爆生气体会联合作用在煤体中，根据相关理论研究可知[1-3]，当炸药在无限大且均质的煤体中爆破时，此时煤体中部将会形成以炸药为中心由远至近的破坏区域，根据各个区域破坏程度的不同可划分为粉碎区、裂隙区和弹性区，具体爆破后分区如图3所示。……