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煤礦綜放工作面末采貫通技術(shù)分析

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煤礦綜放工作面末采貫通技術(shù)分析

摘要:以煤礦綜放工作面末采快速貫通技術(shù)為對(duì)象開(kāi)展探究。結(jié)合具體工程實(shí)際,在分析末采貫通前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上,對(duì)貫通作業(yè)階段控制措施開(kāi)展全面總結(jié),確保綜放作業(yè)末采快速安全貫通,希望為其他礦井相似工程的開(kāi)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:煤礦;綜放工作面;末采貫通;控制措施

對(duì)于煤礦井下綜放工作面而言,其末采階段的貫通回撤是確保整個(gè)作業(yè)面生產(chǎn)安全的關(guān)鍵工序,確保相關(guān)作業(yè)的快速安全,對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦井順利接續(xù)意義重大[1]。鑒于此,針對(duì)綜放工作面貫通前后各項(xiàng)作業(yè)工序進(jìn)行深入分析研究,特別是巷道支護(hù)和貫通測(cè)量作業(yè),對(duì)于提升礦井回采作業(yè)的有效性意義重大。

1工程概述

A礦井下3302綜放工作面為礦井現(xiàn)階段開(kāi)采工作面,該工作面主采煤層為3#煤層,位于井下第三采區(qū),工作面北側(cè)為井田邊界,南側(cè)為采區(qū)運(yùn)輸巷,東側(cè)為上階段回采面,西側(cè)為未開(kāi)采煤層。整個(gè)工作面傾向長(zhǎng)度350m,走向長(zhǎng)度1130m,設(shè)計(jì)使用低位放頂煤工藝,設(shè)計(jì)采放比1∶0.7(采高4m,放頂煤高度3.3m)。該工作面上部直接頂為黑色泥巖層,厚度均值5.1m,局部含有砂質(zhì)泥巖;老頂為灰色中粒砂巖,厚度均值7.3m。3#煤層頂板巖層屬于中等堅(jiān)硬煤層,抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別為15.2MPa、2.71MPa和1.16MPa,普氏系數(shù)1.53?,F(xiàn)階段,3302綜放工作面即將進(jìn)入末采貫通作業(yè)期,為確保末采貫通作業(yè)的有效性,實(shí)現(xiàn)設(shè)備及時(shí)回撤,為下階段開(kāi)采提供有力前提,特開(kāi)展針對(duì)性分析探究。

2末采貫通前期準(zhǔn)備分析

2.1貫通通道支護(hù)分析

對(duì)于綜放工作面而言,其老頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)整個(gè)采場(chǎng)的安全穩(wěn)定有著直接影響,這就要求在末采貫通回撤期間,巷道支護(hù)設(shè)計(jì)必須可靠、穩(wěn)定。設(shè)計(jì)回撤巷道尺寸為5600mm×3400mm(長(zhǎng)×高),巷道初始支護(hù)選用直徑18mm、長(zhǎng)度2200mm的錨桿,布設(shè)排間距為1500mm×1000mm。同時(shí)在與巷道邊緣間隔300m處開(kāi)展巷道二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),其中,頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用“錨索+W型鋼帶+鐵絲網(wǎng)”的支護(hù)方式,錨索布設(shè)排間距為1500mm×2100mm,單排布設(shè)錨索數(shù)量為3根,錨索選用直徑18.9mm、長(zhǎng)度8000mm的鋼絞絲錨索。W型鋼帶尺寸為4800mm×230mm×3mm(長(zhǎng)×寬×厚);網(wǎng)片由8#鉛絲制成,網(wǎng)孔尺寸為45mm×45mm。圖1所示即為頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)示意圖?;爻废锏老飵脱a(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用“錨索+W型鋼帶”的支護(hù)方式,錨索布設(shè)排間距為2000mm×1000mm,單排布設(shè)錨索數(shù)量為3根,錨索選用直徑18.9mm、長(zhǎng)度8000mm的鋼絞絲錨索;W型鋼帶選型與頂板補(bǔ)強(qiáng)相同[2-3]。圖2所示即為巷幫補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)示意圖。同時(shí)選用作業(yè)阻力11000kN的垛架對(duì)巷道進(jìn)行支撐,實(shí)現(xiàn)與錨索的聯(lián)合支護(hù)。通過(guò)上述支護(hù)工藝,巷道支護(hù)強(qiáng)度可達(dá)1.35MPa。

2.2注漿加固分析

在綜放工作面末采貫通回撤作業(yè)中,其周邊煤層的完整性及強(qiáng)度對(duì)整個(gè)回采作業(yè)空間的穩(wěn)定性有著十分顯著的影響。一般來(lái)說(shuō),在工作面貫通階段,受到超前支撐壓力的影響,工作面煤體強(qiáng)度通常會(huì)明顯降低,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)煤體破碎現(xiàn)象。鑒于此,為增強(qiáng)煤體強(qiáng)度及完整性,設(shè)計(jì)在回撤巷道貫通側(cè)全長(zhǎng)及兩側(cè)巷道回采側(cè)20m范圍對(duì)煤體進(jìn)行預(yù)注漿,提升煤體強(qiáng)度,從而確保貫通安全。注漿所用漿液為型號(hào)GRT-101的專(zhuān)用加固漿液,注漿孔鉆設(shè)深度結(jié)合回撤通道上部所留設(shè)頂煤厚度決定,一般要求注漿孔必須達(dá)到煤巖交互界面[4]。

2.3標(biāo)識(shí)孔施工分析

完成對(duì)回撤通道的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)及注漿加固后,需要在貫通側(cè)煤壁施工標(biāo)識(shí)孔,以便為作業(yè)人員順平底板提供標(biāo)記參考。標(biāo)識(shí)孔高度依照采煤機(jī)滾筒直徑予以確定,單個(gè)鉆孔深度15m,鉆孔布設(shè)間隔15m,在變坡處間隔縮短為10m。所有標(biāo)識(shí)孔均為水平鉆孔,鉆設(shè)角度不超過(guò)1°。完成標(biāo)識(shí)孔的施工后,應(yīng)在鉆孔內(nèi)插入存在色差的PVC管,以便于對(duì)工作面進(jìn)行控制,確保各個(gè)部門(mén)可以同步進(jìn)行貫通作業(yè)。

3貫通作業(yè)階段控制措施分析

3.1頂?shù)装寮安筛哒{(diào)控分析

在距離貫通點(diǎn)100m時(shí),開(kāi)始對(duì)工作面和回撤通道底板標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定,以5臺(tái)支架為間隔布設(shè)測(cè)點(diǎn)1個(gè),結(jié)合測(cè)量所得結(jié)果繪制工作面底板素描圖,以便于作業(yè)人員可以精準(zhǔn)地進(jìn)行抬臥刀操作。在距離貫通點(diǎn)50m時(shí),開(kāi)始每天進(jìn)行一次頂?shù)装鍦y(cè)量作業(yè),同時(shí)對(duì)采高進(jìn)行逐步控制,并進(jìn)行放頂作業(yè),以便縮小煤層頂板回轉(zhuǎn)空間,從而降低來(lái)壓強(qiáng)度。在距離貫通點(diǎn)15m時(shí),依照標(biāo)識(shí)孔對(duì)頂板進(jìn)行調(diào)控,確保工作面在與回撤巷道平行的區(qū)間內(nèi)向前推行。

3.2等壓距離計(jì)算

在貫通作業(yè)時(shí),工作面最后一次來(lái)壓位置的確定十分重要,若其與回撤通道距離過(guò)小,則剩余煤柱難以承受工作面超前壓力,容易發(fā)生垮塌,從而造成頂板沖擊,引起壓架事故。等壓技術(shù)便是借由對(duì)工作面推移速度的調(diào)控,結(jié)合采場(chǎng)來(lái)壓特征,實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)壓位置及持續(xù)時(shí)間的調(diào)控。一般來(lái)說(shuō),等壓位置的選擇應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備兩個(gè)條件:a)確保剩余煤柱能夠提供足夠的支撐力;b)確?;爻吠ǖ篮凸ぷ髅尕炌ㄆ陂g不出現(xiàn)頂板來(lái)壓現(xiàn)象[5]。具體煤柱留設(shè)寬度可參照?qǐng)D3(停采讓壓位置示意圖)。結(jié)合3302綜放工作面實(shí)際狀況和煤柱留設(shè)寬度D的計(jì)算公式,計(jì)算可知合理的煤柱留設(shè)寬度為6.45m。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),實(shí)際距離貫通通道為6.8m時(shí),工作面出現(xiàn)來(lái)壓征兆,停機(jī)等壓8h后,中部支架來(lái)壓安全閥全部開(kāi)啟,并擴(kuò)展至整個(gè)作業(yè)面,隨后開(kāi)始回采作業(yè)。在最終貫通時(shí)頂板保持完好,工作面無(wú)來(lái)壓現(xiàn)象。

3.3掛網(wǎng)與挑梁分析

在距離回撤巷道12m時(shí),調(diào)整工作面使其與停采線平行,整個(gè)工作面支架排成一條直線,并開(kāi)始鋪設(shè)纖維網(wǎng)。完整的末采工序?yàn)椋焊蠲骸啪W(wǎng)→移架→推移運(yùn)輸機(jī)→撩網(wǎng),循環(huán)直至完成貫通為止[6]。完成貫通后要及時(shí)挑梁、清煤并將作業(yè)面網(wǎng)片與回撤巷道網(wǎng)片平整搭接。隨后對(duì)作業(yè)支架進(jìn)行調(diào)整,確保支架頂梁與回撤巷道工字鋼有效挑接,從而便于支架高效撤出。

4結(jié)語(yǔ)

綜放回采末期貫通作業(yè)的安全有效對(duì)于確保整個(gè)回采安全有著極大的影響,因此管理者應(yīng)當(dāng)高度重視相關(guān)問(wèn)題,在生產(chǎn)實(shí)際中積極開(kāi)展針對(duì)性研究?jī)?yōu)化,通過(guò)對(duì)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有效總結(jié),探索高效的末采貫通技術(shù),保證貫通作業(yè)的快速、安全,為礦井綜合效益的增加提供幫助。

參考文獻(xiàn):

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作者:韓衛(wèi)平 單位:同煤集團(tuán)煤峪口礦調(diào)度室