XXX综采放顶炮眼布置方案

强制放顶方案

一、现场概况：

1301（上）综采工作面为XXX首采工作面，该工作面采煤方法为全部垮落后退式综合机械化采煤法开采，工作面倾斜长200m，可采走向长686m，本分层采高2.75米，煤层倾角0～4°，平均2°。切眼采用锚索、钢带补强支护。

顶板岩性状况：

直接顶：灰黑色泥岩，局部含粉砂和菱铁质细粒，质较致密，中部含植物化石。厚2.8～8.5m，平均5m。

老顶：灰色，细粒砂岩，成份石英、长石为主。局部达中粒，常夹泥岩和粉砂岩，交错层理发育，层面见云母片，有时见细小煤纹。厚3.3—11.4米，平均8米。

由于XXX矿属于高瓦斯矿井，工作面初采期间，由于老塘顶板垮落不充分，老空区漏风量大，容易造成瓦斯超限，影响矿井安全为产。借鉴凤矿15#煤放顶经验，并通过内部充分研讨，建议XXX在1301（上）工作面初采期间，采用下列方案进行放顶，确保顶板及时垮落。

二、初采放顶方案

工作面安装支架前，在切眼内距老塘侧巷帮1m处的顶板上打眼，并在13011巷距煤壁线20m处打向工作面机头顶板上打3个炮眼，工作面推进约2.4m后，从中部向两侧进行装药、爆破，对顶板进行预裂，切断切眼顶板，减少初次垮落步距。

1、顶板处理高度确定

工作面设计采高为2.75m，为保证冒落顶板能完全充填采空区，爆破的有效放顶深度H至少为：

H=M/（KP-1）

式中：M——采高，取2.75m；

   KP——岩石破碎后的体积膨胀系数，取1.4。

计算得，H=2.75/（1.4-1）=6.875m。

因此，为了保证放顶充填效果，初步确定工作面顶板岩层处理范围为沿工作面顶板上方7m的垂直高度。

2、切眼炮眼布置

（1）工作面设备安装前，在切眼内距老塘侧巷帮1m处的顶板上打眼。共布置12组炮孔（分别用A、B、C、D、E、F和a、b、c、d、e、f字母代表12组炮孔），A、B、C、D、E、a、b、c、d、e每组为3个炮孔， F和f组炮孔分别为2个炮孔，共布置了34个炮孔。A、a组炮孔对称，B、b组炮孔对称，C、c、组炮孔对称，D、d级炮眼对称，E、e组炮孔对称。

根据凤矿经验，爆破孔径定为75mm，封泥时将炮眼封满，径向装药不耦合系数为1.25，具体炮孔参数如表1所示。

表1  切眼炮孔参数表

在工作面推进4个循环后，即2.4m后进行装药、联线和爆破。

（3）炮孔爆破

起爆顺序是从切眼的中部向两端交替进行，每次起爆3～4个炮孔，为分组装药、分次爆破。一茬炮联线采用“局部并联，总体串联”的方式进行（即1个炮孔内并联，2～4个炮孔串联）。为了防止炮孔爆破时破坏相邻的炮孔，导致相邻炮孔不能顺利装药，因此，在爆破孔与空孔间要间隔一个装药炮孔(为保证安全，不装雷管)。起爆炸顺序为：F1、F2→f1、f2→e3、e2、e1 →E4、E3、E2、E1→D3、D2、D1→d3、d2、d1→C3、C2、C1→c3、c2、c1→B3、B2、B1→b3、b2、b1→A3、A2、A1→a3、a2、a1

见附图1：1301（上）切眼切放顶炮眼布置图。

3、机头放顶炮眼布置

（1）在机头尾支架安装时，将机头尾顶板锚杆（索）托盘退掉。在工作面切眼打放顶眼时，在13011巷距切眼煤壁20m处一并打三个机头放顶眼（分别为AA1、BB1、CC1），其中AA1孔开口位置在煤帮与与顶板的交线上，与巷道中线呈7°角， BB1、CC1与巷道中线平行，距煤柱距离分别为1000mm、500mm。具体炮孔参数见插表2所示：

表2 机头炮孔参数表

炮孔

在切眼炮眼爆破完后，现进行装药、联线和爆破，三个眼一起爆破，联线方式与切眼炮眼相同。

附图2：1301（上）工作面机头放顶炮眼布置图

三、打钻及爆破

1、施工机具

钻孔施工采用K3钻机，钻头直径75mm，成孔直径75mm。

2、使用的炸药和雷管种类

爆破所用炸药为2号煤矿许用乳化炸药，药卷规格为Φ60×500mm，1.5kg/卷，所用雷管为煤矿许用8#普通瞬发电雷管，导爆索采用煤矿许用导爆索，规格为Φ7mm。

3、装药与封孔

装药采用炮棍直接将炸药装入到炮孔内。为了能使炸药完全起爆，使用两根导爆索进行起爆，先准备一药卷，把两根导爆索插入到药卷里，并用胶带缠好制成起爆药卷，再用炮棍把此药卷送入到炮孔里。

装要前先用炮棍捅炮孔，一是确定炮眼深度，二是清除孔内浮煤、浮矸。

把炸药推到孔底后，根据炮孔长度和封泥长度确定导爆索长度，导爆索只能用快刀切割，严禁冲击挤压。

确定导爆索长度后再用炮棍把炮泥装入炮孔，装实但不得过紧。炮土要充填密实，但不得损伤导爆索。封孔分两次进行，第一次先封至距孔口1m处，第二次封孔时，将雷管、导爆索捆绑牢固后塞入孔内空段再封土，直到全部封满捣实，将外露雷管脚线扭结成短路，严禁将雷管与导爆索漏出黄土外。

为了确保炮眼内药包的完全引爆，炮眼采用连续偶合方式装药，采用双雷管，双导爆索引爆，每一根导爆索均采用瞬发电雷管起爆，2个雷管在孔外采用并联连接，并在炮眼口用刻有浅槽的木塞固定，放炮母线必须绝缘良好，并且悬空吊挂。

起爆药卷见插图1：起爆药卷示意图

炮棍见插图2：炮棍示意图

装药结构见插图3：装药结构示意图

插图1  起爆药卷示意图

插图2   炮棍示意图

1-导爆索；2-炸药卷；3-炮泥；4-砂子；5-雷管；6-脚线

插图3   装药结构示意图

四、安全注意事项

1、钻机运输、安装

（1）运送钻机、设备及移钻时，要制定安全技术措施，严格执行《煤矿安全规程》、《运输操作规程》等要求，保证运输安全。

（2）钻机要安装牢固，不能晃动，以免改变钻孔方向，确定钻孔位置后时，应由地质技术人员进行标定，负责打钻人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角、深度和数量。

（3）安装、稳固钻机，要选顶板完成的地段，否则必须加强支护，同时将顶帮的活煤活矸找净。

2、打钻

（1）开工前要对钻机全面检查，确保钻机完好、稳定牢固，各种操作手把灵活、准确，同时全面检查施工地点的支护，确认无问题后方可施工。

（2）钻机要由专人操作，不得在无人看管情况下运转。必须等其他人员离开钻机后，再启动钻机。

（3）当班安全负责人要时刻注意压戗柱的稳固和巷道的安全情况，发现不安全因素，及时采取措施，保证施工安全。

（4）上、下钻具和接钻杆时，现场人员要相互配合，特别注意在接钻杆和退钻杆时，操作人员不要与钻杆成一条线，防止钻杆冲出伤人。接钻杆和退钻杆时要对上部钻杆卡紧后，方可接退钻杆。

（5）钻场要求以钻机为中心10m范围内，顶板支护完好，保证施工安全。

（6）钻进过程中，要掌握好钻进深度，孔内压力要适当，避免损坏钻具，同时工作人员要注意衣服和袖子不要被转动部分缠绕，钻进中采用清水钻进，禁止干钻。

（7）钻探结束后，各操作手柄必须复位，以免发生意外事故。

（8）打钻过程中压戗柱必须连锁，如果出现泄、漏夜现象必须及时更换单体柱。

（9）打钻过程中严禁无关人员进行钻机10米范围内。

（10）打钻过程中要有专人负责钻孔质量，确保孔深、角度符合设计要求，出现特殊情况要有记录。

3、放顶时CO管理措施

（1）矿井要根据通风系统，确定一氧化碳的流经区域。

（2）放顶期间的警戒设置：矿井要在放顶期间制定专项一氧化碳管理方案，根据一氧化碳的流经区域，在通往该区域的所有巷口派人设警戒，监测人员要携带一氧化碳便携仪，严禁任何人员进入一氧化碳流经区域。每次爆破至少30min后及一氧化碳浓度符合煤矿安全规程时，人员方可进行回风流区域。

4、爆破安全技术措施

（1）爆破工必须由责任心强，爆破经验丰富，熟悉通风、瓦斯和爆破材料管理及爆破技术，经过培训并经考试合格，持有爆破工合格证的专职人员担任。

（2）放炮、火工品管理、通风、瓦斯要严格按《煤矿安全规程》和《操作规程》中有关规定执行，严格执行“一炮四检制”和“三人连锁爆破制”。

（3）爆破前，详细检查工作面及爆破地点及附近20米范围内风流中瓦斯浓度，只有当瓦斯浓度不超过1.0％时方可起爆。

（4）爆破母线用铜芯绝缘线，长度不小于300米。禁止使用钢轨，金属管等当作回路或母线使用。爆破母线与电缆、电线、信号线应分别悬挂在巷道两侧，如遇到特殊情况必须挂在同一侧时，必须挂在电缆或信号线下方300mm处。

（5）在联线爆破前，必须在爆破地点20米范围内进行第二次瓦斯检查，在瓦斯浓度小于1.0％时，方可进行连线爆破，否则必须采取措施处理。

（6）工作面每次装药前、爆破前及爆破后，爆破工必须携带便携式瓦斯检测报警仪，检查装药及爆破地点附近20米范围内的瓦斯浓度。当瓦斯浓度达到1.0%时，不准装药爆破，必须立即汇报，采取措施处理。爆破后瓦斯浓度达到1.0%时不准开动电气设备。

（7）在放炮前要保证支架后方顶板支护完好，确保作业安全。每次放炮前工作面所有支架必须处于完好工作状态，各种阀组、乳化液管接头等必须完好，支架拉成一条直线，并要接顶良好，支架要有一定初撑力，超前支护必须符合作业规程要求，否则不得放炮。

（8）装药前必须清理炮眼内煤、岩粉，用木炮棍轻轻推，不得冲撞或捣实，炮眼内的各药卷必须彼此密接，杜绝孔底、孔内有空段。

（9）放顶前，必须设专人在可能通向爆破地点的所有通路担任警戒，爆破点下风侧至北回风井不得留人。

（10）爆破工躲避距离不得小于300m的上风侧，并避开直线方向。工作面不得有人工作和停留，工作面的人员撤至距工作面300m以外。爆破前，所有人员必须全部撤到警戒以外，警戒区内严禁有人。

（11）放炮前，必须停掉工作面及进、回风巷所有电源，且用皮带把放炮地点附近20m范围内的各种电缆、管线、风机、风筒、支架活柱进行遮盖保护，防止崩坏、崩伤电缆、管线、风机、风筒和支架活柱表面。

（12）放炮前，必须把机组放至距离放炮地点大于30m；在机尾爆破时，机尾的照明灯及电缆必须撤离到距机尾50m以外的地方；机尾的瓦斯探头必须撤离到距机尾50m以外的安全地方。

（13）爆破完毕，待炮烟完全吹散后（至少15分钟），爆破工、班长、安检工首先进入爆破地点，由外向里检查通风、瓦斯、煤尘、支护、顶板、拒爆及残爆情况（尤其要重点检查支架完好情况），发现问题及时处理。

（14）检查处理拒爆或重新联线爆破前，必须进行敲帮问顶，处理活煤(矸)，确认安全的条件下方可操作。

（15）无论顶板状况如何，所有人员都不得进入已爆破区域。

5、整个施工过程中，若出现其它特殊情况，及时补充安全技术措施。