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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)為對象開展探究。結(jié)合具體工程實際,在分析末采貫通前期準備的基礎(chǔ)上,對貫通作業(yè)階段控制措施開展全面總結(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,對于實現(xiàn)礦井順利接續(xù)意義重大[1]。鑒于此,針對綜放工作面貫通前后各項作業(yè)工序進行深入分析研究,特別是巷道支護和貫通測量作業(yè),對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)運輸巷,東側(cè)為上階段回采面,西側(cè)為未開采煤層。整個工作面傾向長度350m,走向長度1130m,設計使用低位放頂煤工藝,設計采放比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硬煤層,抗壓強度、抗剪強度和抗拉強度分別為15.2MPa、2.71MPa和1.16MPa,普氏系數(shù)1.53?,F(xiàn)階段,3302綜放工作面即將進入末采貫通作業(yè)期,為確保末采貫通作業(yè)的有效性,實現(xiàn)設備及時回撤,為下階段開采提供有力前提,特開展針對性分析探究。

2末采貫通前期準備分析

2.1貫通通道支護分析

對于綜放工作面而言,其老頂?shù)姆€(wěn)定性對整個采場的安全穩(wěn)定有著直接影響,這就要求在末采貫通回撤期間,巷道支護設計必須可靠、穩(wěn)定。設計回撤巷道尺寸為5600mm×3400mm(長×高),巷道初始支護選用直徑18mm、長度2200mm的錨桿,布設排間距為1500mm×1000mm。同時在與巷道邊緣間隔300m處開展巷道二次補強支護,其中,頂板補強支護采用“錨索+W型鋼帶+鐵絲網(wǎng)”的支護方式,錨索布設排間距為1500mm×2100mm,單排布設錨索數(shù)量為3根,錨索選用直徑18.9mm、長度8000mm的鋼絞絲錨索。W型鋼帶尺寸為4800mm×230mm×3mm(長×寬×厚);網(wǎng)片由8#鉛絲制成,網(wǎng)孔尺寸為45mm×45mm。圖1所示即為頂板補強支護示意圖。回撤巷道巷幫補強支護采用“錨索+W型鋼帶”的支護方式,錨索布設排間距為2000mm×1000mm,單排布設錨索數(shù)量為3根,錨索選用直徑18.9mm、長度8000mm的鋼絞絲錨索;W型鋼帶選型與頂板補強相同[2-3]。圖2所示即為巷幫補強支護示意圖。同時選用作業(yè)阻力11000kN的垛架對巷道進行支撐,實現(xiàn)與錨索的聯(lián)合支護。通過上述支護工藝,巷道支護強度可達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度對整個回采作業(yè)空間的穩(wěn)定性有著十分顯著的影響。一般來說,在工作面貫通階段,受到超前支撐壓力的影響,工作面煤體強度通常會明顯降低,嚴重時還會出現(xiàn)煤體破碎現(xiàn)象。鑒于此,為增強煤體強度及完整性,設計在回撤巷道貫通側(cè)全長及兩側(cè)巷道回采側(cè)20m范圍對煤體進行預注漿,提升煤體強度,從而確保貫通安全。注漿所用漿液為型號GRT-101的專用加固漿液,注漿孔鉆設深度結(jié)合回撤通道上部所留設頂煤厚度決定,一般要求注漿孔必須達到煤巖交互界面[4]。

2.3標識孔施工分析

完成對回撤通道的補強支護及注漿加固后,需要在貫通側(cè)煤壁施工標識孔,以便為作業(yè)人員順平底板提供標記參考。標識孔高度依照采煤機滾筒直徑予以確定,單個鉆孔深度15m,鉆孔布設間隔15m,在變坡處間隔縮短為10m。所有標識孔均為水平鉆孔,鉆設角度不超過1°。完成標識孔的施工后,應在鉆孔內(nèi)插入存在色差的PVC管,以便于對工作面進行控制,確保各個部門可以同步進行貫通作業(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100m時,開始對工作面和回撤通道底板標高進行測定,以5臺支架為間隔布設測點1個,結(jié)合測量所得結(jié)果繪制工作面底板素描圖,以便于作業(yè)人員可以精準地進行抬臥刀操作。在距離貫通點50m時,開始每天進行一次頂?shù)装鍦y量作業(yè),同時對采高進行逐步控制,并進行放頂作業(yè),以便縮小煤層頂板回轉(zhuǎn)空間,從而降低來壓強度。在距離貫通點15m時,依照標識孔對頂板進行調(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等壓距離計算

在貫通作業(yè)時,工作面最后一次來壓位置的確定十分重要,若其與回撤通道距離過小,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)便是借由對工作面推移速度的調(diào)控,結(jié)合采場來壓特征,實現(xiàn)對來壓位置及持續(xù)時間的調(diào)控。一般來說,等壓位置的選擇應當同時具備兩個條件:a)確保剩余煤柱能夠提供足夠的支撐力;b)確保回撤通道和工作面貫通期間不出現(xiàn)頂板來壓現(xiàn)象[5]。具體煤柱留設寬度可參照圖3(停采讓壓位置示意圖)。結(jié)合3302綜放工作面實際狀況和煤柱留設寬度D的計算公式,計算可知合理的煤柱留設寬度為6.45m。在作業(yè)現(xiàn)場,實際距離貫通通道為6.8m時,工作面出現(xiàn)來壓征兆,停機等壓8h后,中部支架來壓安全閥全部開啟,并擴展至整個作業(yè)面,隨后開始回采作業(yè)。在最終貫通時頂板保持完好,工作面無來壓現(xiàn)象。

3.3掛網(wǎng)與挑梁分析

在距離回撤巷道12m時,調(diào)整工作面使其與停采線平行,整個工作面支架排成一條直線,并開始鋪設纖維網(wǎng)。完整的末采工序為:割煤→放網(wǎng)→移架→推移運輸機→撩網(wǎng),循環(huán)直至完成貫通為止[6]。完成貫通后要及時挑梁、清煤并將作業(yè)面網(wǎng)片與回撤巷道網(wǎng)片平整搭接。隨后對作業(yè)支架進行調(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

綜放回采末期貫通作業(yè)的安全有效對于確保整個回采安全有著極大的影響,因此管理者應當高度重視相關(guān)問題,在生產(chǎn)實際中積極開展針對性研究優(yōu)化,通過對以往實踐經(jīng)驗的有效總結(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:

[1]魏恒征.綜放工作面預留回撤通道末采工藝實踐[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2019(17):147.

[2]孫長凱.綜放工作面集中縮減支架技術(shù)[J].煤炭與化工,2017,40(9):143-145.

[3]孫磊.柔性網(wǎng)整體鋪網(wǎng)護頂技術(shù)在綜放面末采貫通中的應用[J].煤炭工程,2016,48(增刊1):47-49.

[4]徐波,賈猛,梁斌.10301綜放工作面貫通測量方案設計[J].煤礦現(xiàn)代化,2016(6):28-30.

[5]賈圓.陳家山煤礦425綜放工作面貫通控制測量淺析[J].價值工程,2015,34(19):91-93.

[6]楊曉強.厚松散層特厚煤層綜放末采貫通層位調(diào)節(jié)技術(shù)探索[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2013(8):118-119.

作者:韓衛(wèi)平 單位:同煤集團煤峪口礦調(diào)度室