12 深孔断顶爆破技术在冲击地压危险工作面的应用.PDF

维普资讯 煤 炭 工 程 2008年第4期 深孔断顶爆破技术在冲击地压危险工作面的应用 冀贞文 (新汶矿业集网公叫，1三产技术处 ，lIj东 新泰 271219) 摘 要 ：随着矿井采深的不断加大 。煤矿冲击地压灾害日益突出。论文通过理论分析 ，结合 实例，详述 了深孔断顶爆破技术防治 中击地压的基本原理和在冲击地压危险工作面中的应用，为 类似条件下的开采提供依据 。 关键词：冲击危险工作面；上顺槽；顶板；深孔爆破 中图分类号：TD235．4 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2008)04_()064_()3 于抗压能力，故当拉应变超过破坏应变值时，就会在径 向 O 引 言 方向上产生裂隙。在不同方向 ，由于质点位移不同，各 冲击地压是井巷或周同的煤岩体由于变形能释放， 个方向的阻力也不问。因此 ，必然产生剪切应力。如果剪 产生的一种以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象， 切应力超过该处煤岩体的抗剪强度，煤岩体则产生剪切破 是矿压的一种特殊显现形式。目前关于冲击地压发生机理 坏，产生径向剪切裂隙。此外 ，爆炸是一个高温高压的过 的理论指出，发生冲击地 的本质原因是：由于煤层内积 程 ，随着温度的降低 ，原来由压缩作用引起的单元径向位 聚了大量的弹性能，在外部冈素诸如采掘中爆破 、或者顶 移，必然在冷却作用下，使该单元产生向心运动。于是， 板来压垮落的诱发下，煤体发 突然破坏，导致冲击地压 使得单元径向早拉伸状态，产生拉应力。当拉应力大于煤 的发生。从这一点上分析，在煤层中超前爆破，造成弹性 岩体的抗拉强度时，煤岩体将呈现拉伸破坏，在切 向方向 能的提前释放，是实施冲 地压解危的优选措施。但在实 上形成拉仲裂隙。 践中，一方面由于冲击危险地点应力程度较高，在煤层 中 以上径向裂隙、切向裂隙、剪切裂隙相互交叉、贯通， 实施打孔作业往往难度很大；另一方面，在煤层中爆破时 并在爆炸气体的嘭胀作用下 ，向爆破孑L周围扩展，形成一 一 旦发生拒爆，现场很难处理 ，而 会给安全生产留下很 定的裂隙区域。 大隐患。 1．2 形成卸载区域 从坚硬顶板 论 、关键层理论、冲击倾向性理论、数 炸药爆炸后，爆破孔周围一定区域内必将产生冲击波 值模拟以及现场文践等五个方面分析，煤层内能够积聚大 和弹性应力波。当爆破的动态过程结束后 ，爆破孑L周围煤 量的弹性能，除煤体本身的性质外，还跟煤层顶板性质、 体将形成三个区域：破碎区(压碎区)、裂隙区(破裂区) 结构等密切有关。尤其是 本顶对于煤层能量积聚具有重 以及非破坏扰动区(弹性 )，它们依次远离炮腔。通过爆 大影响，改善其性质 、结构等条件会诱发弹性变形能的释 破必将使煤岩体的承载能力降低，煤岩体的应力重新分布， 放 ，是减少冲击地 发生次数、减弱冲击地 发生强度的 煤岩体中能力积聚与转移规律发生改变，形成一定的卸载 一 个重要手段，对冲击地压防治具有显著的作用。改善顶 区域，减弱或消除煤岩体的冲击危险性。 板条件 日前主要的力法足实施注水或爆破，鉴于爆破工艺 2 试验工作面条件 简单 ，效果明显，一般选择人工爆破。 2．1 工作面概况 l 深孑L断顶爆破防治冲击地压的基本原理