一、研究背景
某煤礦15306工作面埋深大，頂板厚硬，其覆巖運(yùn)動(dòng)易受到二者的疊加影響，工作面開(kāi)采過(guò)程中易形成懸頂，懸頂破斷后易造成切落式垮落，工作面出現(xiàn)強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)的現(xiàn)象，對(duì)安全生產(chǎn)造成不利影響。為減少巖石爆破弱化作業(yè)對(duì)工作面正常及綜采設(shè)備安全的影響，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用地面深孔預(yù)裂爆破方案，確?；夭善陂g的安全生產(chǎn)。
二、研究?jī)?nèi)容
深入分析地面深孔預(yù)裂爆破技術(shù)在處理堅(jiān)硬頂板條件下的應(yīng)用成效。將對(duì)15306工作面的地質(zhì)條件及頂板特性進(jìn)行詳盡分析，以評(píng)估其對(duì)工作面開(kāi)采活動(dòng)的潛在影響。設(shè)計(jì)了地面深孔預(yù)裂爆破方案，涉及爆破參數(shù)的精確設(shè)定、爆破孔的合理布置、爆破順序的科學(xué)安排以及時(shí)間控制的策略制定。研究將借助數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，深入探討爆破作業(yè)對(duì)頂板運(yùn)動(dòng)規(guī)律的作用，以及其對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)的控制效果。
將評(píng)估地面深孔預(yù)裂爆破技術(shù)對(duì)綜采設(shè)備安全性和工作面正常推進(jìn)的影響，以確保技術(shù)實(shí)施過(guò)程中的安全性。將對(duì)比分析采用地面深孔預(yù)裂爆破技術(shù)前后的經(jīng)濟(jì)效益，重點(diǎn)考察資源回收率的提升以及生產(chǎn)成本的降低，并據(jù)此提出在類似條件下的技術(shù)推廣和應(yīng)用建議。
三、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
針對(duì)特定礦區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)條件，首次實(shí)施了地面與井下相結(jié)合的深孔預(yù)裂爆破技術(shù)方案。該方案通過(guò)地面深孔預(yù)裂爆破預(yù)先破壞目標(biāo)區(qū)域上部頂板的結(jié)構(gòu)完整性，有效縮短了頂板懸空距離，從而降低了巖石爆破弱化作業(yè)對(duì)工作面綜合設(shè)備安全及正常推進(jìn)的潛在影響。
在此次爆破工程中，選用了BZC400ZYII型車載式水井鉆機(jī)。鉆孔直徑確定為200毫米。鉆孔深度的設(shè)定以采區(qū)頂部保留的安全厚度為依據(jù)，確保即便在巖石受到爆破作用而發(fā)生壓縮性破壞時(shí)，其抗剪切和抗壓能力喪失，同時(shí)避免巖石炸裂，防止對(duì)采區(qū)造成爆炸沖擊波的損害。為確保爆破效果，并防止爆破能量沖擊煤層引發(fā)安全隱患和能量泄漏，實(shí)際保留的頂板厚度定為8米（巖石厚度）。
四、推廣價(jià)值
采用地面爆破治理堅(jiān)硬頂板后，有效避免了工作面初次放頂期間大面積懸頂，杜絕了工作面頂板大面積垮落而造成頂板事故，增加了資源回收率。同時(shí)提供了多層不連續(xù)厚砂巖堅(jiān)硬頂板條件下回采的高效處置方案，為華昱礦區(qū)相似條件下的礦井提供了成熟技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，具有很好的推廣和應(yīng)用前景。
采用地面爆破治理堅(jiān)硬頂板后，工作面初次來(lái)壓步距由50米減少至15米，工作面提前放煤多回收煤炭資源約4.6萬(wàn)噸，按噸煤利潤(rùn)150元計(jì)算，新增利潤(rùn)684.3萬(wàn)元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，提高了安全系數(shù)，保證了工人的安全，增加了資源回收率。
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