大采高厚层坚硬石灰岩顶板安全弱化技术研究

"大采高厚层坚硬石灰岩顶板弱化技术" 在煤炭开采中，大采高无直接顶的厚层坚硬顶板是煤矿安全高效生产的重大挑战。这种条件下，矿山压力显现明显，长时间未垮落的顶板可能导致大面积垮塌，甚至引发动力灾害，对井下作业人员构成极大威胁。游仙山煤矿的首采工作面就面临着这样的问题，其15#煤层上方的K2石灰岩顶板厚度大且坚硬，属于IVb级顶板，需要采取有效的弱化技术来确保安全开采。 针对这种情况，研究人员采用了工程类比法，提出了两种技术方案：一是“开切眼内深孔爆破拉槽弱化顶板”，二是“超前工作面深孔爆破预裂顶板”。这两种技术都涉及到深孔爆破，这是一种通过在顶板中钻孔并填充炸药，然后引爆，以此来创造弱化面，引导顶板有序垮落的方法。 深孔爆破的关键在于优化爆破参数，包括孔径、孔深、装药量和起爆顺序等，这些都需要根据地质条件进行精确计算。同时，选用合适的爆破材料和钻孔设备也是保证爆破效果的重要因素。在游仙山煤矿的实践中，这些参数的合理设定使得大采高下的坚硬石灰岩顶板得到了有效弱化，首采工作面得以安全高效地进行，同时也带来了显著的技术经济效益。 此外，对于石灰岩层的硬度和稳定性，需要通过钻孔取样进行测试，以确定其物理特性。在游仙山煤矿，测试结果显示该石灰岩层属于硬-坚硬岩层，这就要求弱化技术具有更高的针对性和效果。 大采高厚层坚硬石灰岩顶板弱化技术的应用，不仅解决了煤矿安全生产的问题，还为类似地质条件下的其他矿井提供了借鉴。通过科学合理的技术手段，可以改变顶板的垮落性能，促进顶板在可控范围内垮落，从而降低灾害风险，提高煤炭开采效率。这是一项关乎煤矿安全与经济效益的重要技术进步。