浅埋硬顶煤层深孔预裂爆破技术优化与应用

在现代煤炭开采中，面对神东煤田这种浅埋煤层、松散表土与坚硬顶板的特点，开采过程中往往面临顶板初次大面积垮落引发强烈冲击载荷的问题，这可能导致工作面安全风险增大以及机械设施损坏。针对这一挑战，本文《浅埋煤层坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究》提出了一种创新的方法。作者窦凤金，通过对神华神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿31109工作面的实际应用背景进行分析，运用岩层控制理论和爆破理论，深入探讨了深孔预裂爆破的参数选择和工艺设计。 深孔预裂爆破是一种有效的顶板管理技术，它通过在煤层下方预先钻凿深孔，然后实施精确的爆破，旨在破坏坚硬顶板的连续性，从而减缓初次来压对工作面的影响。这种技术的关键在于爆破参数的选择，如炮孔深度、直径、间距、装药量和爆破顺序等，都需要经过精心计算和调整，以确保既能有效地释放潜在的压力，又不至于引发过大的冲击波。 研究过程中，作者考虑了冲击载荷的影响，这是深孔预裂爆破过程中必须关注的重要因素。过大或不均匀的冲击载荷可能会导致煤壁破碎，增加巷道维护成本，甚至危及人员安全。因此，优化爆破参数，控制冲击能量的分布和传递，是深孔预裂爆破技术成功实施的关键。 通过实际操作，31109工作面的放顶效果显著，不仅提高了顶板稳定性，降低了初次来压带来的破坏，还节省了资源，提高了工作效率，显示出良好的技术经济效益。这项研究对于其他类似条件下的浅埋煤层开采具有重要的参考价值，为采矿工程中的顶板管理提供了新的解决方案。 总结起来，本文主要研究了在浅埋煤层坚硬顶板条件下如何有效地利用深孔预裂爆破技术，以降低开采过程中的风险和成本，通过科学的爆破参数设定和工艺优化，实现了顶板的可控破坏，保障了工作面的稳定性和安全性。这一研究成果对提升煤炭开采的可持续性和安全性具有重要意义。