平顶山天安煤业股份有限公司一矿 河南平顶山 467011
摘要:平顶山天安煤业股份有限公司一矿丁6-32050采面位于三水平丁二采区东翼中部,西起三水平丁二皮带下山,东距30号勘探线以东430m,南邻丁6-32030采空区,北接丁6-32070采面(设计),该工作面平均煤厚2.1m,容重1.4t/m3,地面标高+163m~+245m;井下标高-600m~-675m。该工作面地层为一北东倾斜的单斜构造,煤层倾角15.8~21.5°/17.2°,煤(岩)层起伏不大,采面内断裂构造并不很发育。采面走向长度为1919m,倾斜长度为144-154m(99-105架),该采面采用走向长臂采煤法采煤,全部跨落法管理顶板。
根据地质说明书可知,工作面推进596m后,风巷将揭露丁6-32030机巷高抽巷,在采面第95-97架处,与采面处于同一煤层,该条巷道向外推进24m后,将由丁6煤层穿至丁5煤层(在采面上部),丁6煤层与丁5煤层间距为2-4m;然后再推进730m后该巷道将逐渐与丁6-32050风巷重叠,重叠长度为196m,故在回采期间机尾段顶板受动压及构造影响,极易发生片帮及掉顶事故,且风巷重叠巷道段受采动影响巷道将变形严重影响通风、运输和行人的安全,给我们的回采来带来了严重的威胁,如何解决这一问题将是我们研究的重点。
通过对综采工作面过高抽巷技术研究与应用,杜绝了顶板事故、杜绝了瓦斯异常现象,同时对风巷“重叠”巷道段通过架设小木垛支护巷道,解决了通风断面不足、运输路段阻塞、行人高度不够等问题,保证了采面的正规循环,实现了工作面的安全生产。
关键词:重叠巷道;顶板管理;安全高效
一、试验工作面的简介
丁6-32050采面位于三水平丁二采区东翼中部,西起三水平丁二皮带下山,东距30号勘探线以东430m,南邻丁6-32030采空区,北接丁6-32070采面(设计),该工作面平均煤厚2.1m,容重1.4t/m3,地面标高+163m~+245m;井下标高-600m~-675m。该工作面煤层倾角15.8~21.5°/17.2°,采面走向长度为1919m,倾斜长度为144-154m,该采面采用走向长臂采煤法采煤,全部跨落法管理顶板。
根据地质说明书可知,工作面推进596m后,风巷将揭露丁6-32030机巷高抽巷,在采面第95-97架处,与采面处于同一煤层,该条巷道向外推进24m后,将由丁6煤层穿至丁5煤层(在采面上部),丁6煤层与丁5煤层间距为2-4m;然后再推进730m后该巷道将逐渐与丁6-32050风巷重叠,重叠长度为196m,故在回采期间机尾段顶板受动压及构造影响,极易发生片帮及掉顶事故,且风巷重叠巷道段受采动影响巷道将变形严重影响通风、运输和行人的安全,给我们的回采来带来了严重的威胁,如何解决这一问题将是我们研究的重点。
二、主要研究内容和关键技术
1、研究了对过高抽巷区域的顶板岩性、构造特点进行分析,及时制定顶板管理、过地质构造技术措施,合理的控制采煤机割煤速度,并采取分段式移架、带压擦顶移架,先维护后移架等方式,有效的解决了顶板破碎问题,从而杜绝顶板事故发生,以及掉顶、冒顶后导致采面与高抽巷贯通形成的风流短路,所造成的瓦斯高值。在采面过地质构造前5m适当上漂或下挖运输机,并上网维护顶板,顶板破碎段联双网;并上走向工字钢挑顺山圆木或者大板维护顶板,且顶板联网、维护段随构造的延伸而延伸,从而使整个回采过程平稳进行。
2、研究了根据矿压以及瓦斯涌出规律,合理布置泄压注水钻孔,综合治理瓦斯,保证了采面的稳定生产,实现了工作面的正规循环。回采过程中遇断层期后,执行工作面过断层防突措施(泄压注水钻孔),泄压注水钻孔的位置根据断层发展方向而移动,沿回采方向垂直于煤壁,在断层面上下各15m(10架)范围内每架布置一个超前排放卸压注水钻孔,孔深不小于10m(遇矸石除外),孔径89mm,保留不少于5m卸压孔超前距,直到断层过完为止,有效的解决了瓦斯问题。
3、生产期间,严格控制采高,并根据采高的及时拔、缩加长杆,防止支架超高或死架,通过对高抽巷处液压支架、运输机的检修,隐患的排查等手段,做到有问题的设备决不凑合,将机电事故消灭在萌芽状态,使设备正常运转,为工作面的安全生产提供了有力保证。
4、由于高抽巷影响的风巷“重叠”巷道段,通过架设连锁小木垛进行支护巷道,有效的加强了围岩支护强度,解决了由于巷道压力大造成的通风断面不足、运输路段阻塞、行人高度不够等问题,实现了工作面的安全生产。
通过精心组织,确保了工作面的正规循环;杜绝了瓦斯事故;解决了由于巷道受压变形造成的通风断面不足、运输路段阻塞、行人高度不够等问题;采取综合性顶板控制措施,杜绝顶板事故发生,杜绝了二级及以上非伤亡事故、杜绝了三违事故的发生,实现了采面的安全生产。
三、研究的目的及意义
1、解决了采面生产期间由于顶板破碎,维护顶板投入的人力和物力。对过高抽巷区域的顶板岩性、构造特点进行分析,及时制定顶板管理、过地质构造技术措施,合理的控制采煤机割煤速度,并采取分段式移架、带压擦顶移架,先维护后移架等方式,有效的解决了顶板破碎问题,从而杜绝顶板事故发生,以及掉顶、冒顶后导致采面与高抽巷贯通形成的风流短路,所造成的瓦斯高值。在采面过地质构造前5m适当上漂或下挖运输机,并上网维护顶板,顶板破碎段联双网;并上走向工字钢挑顺山圆木或者大板维护顶板,且顶板联网、维护段随构造的延伸而延伸,从而使整个回采过程平稳进行。
2、杜绝了风流短路及瓦斯“高值”事故。通过采取增加围岩的支护和支架的检修等有效措施,杜绝了由于高抽巷处漏顶造成的瓦斯“高值”事故。
3、通过对风巷“重叠”巷道段架设“小木垛”支护巷道顶板,解决了风巷受采动影响造成的通风断面不足、运输路段阻塞、行人高度不够等问题,保证了采面的稳定生产,实现了工作面的正规循环。
4、通过该项目的深入研究,相比以往的回采方式共产生效益如下:
1)按风巷运输物料投入的计时工计算,每天5个计时,累计390天,130元/工,计390×5×130=25.4万元。
2)由于顶板破碎,每天过机尾维护顶板影响出煤0.5刀,按每刀煤252t计算,累计影响出煤195刀,吨煤单价按350元/t计算,195×252×350=1720万元。
3)合计:25.4+1720=1745.4万元。
项目研究费用20万元(科研投入8万元,设备及工程材料费用12万元)
故纯经济效益: 25.4+1720-20=1725.4万元
四、结 论
通过对综采工作面过高抽巷技术研究与应用,杜绝了顶板事故、杜绝了瓦斯 “高值”事故,同时风巷“重叠”巷道段通过架设小木垛加强对围岩的支护,有效解决了巷道通风断面不足、运输路段阻塞、行人高度不够等问题,保证了采面正规循环,实现了工作面的安全生产,取得了极大的社会效益和经济效益。
参考文献:
【1】张恒.孤岛工作面覆岩运动破坏规律研究【D】.山东科技大学,2004.
【2】陈宇. 孤岛煤柱安全开采及巷道维护技术研究【D】.安徽理工大学,2007.
【3】田振清.煤矿残采采区的开采方案设计研究【J】.内蒙古煤炭经济,2007(6):99-100.
作者简介:
方志远(1984-),河南省禹州市人,工程师,河南理工大学工程硕士,长期从事矿井开采和安全生产管理工作,现任平顶山天安煤业股份有限公司一矿三级业务主管。
张耀富(1977-),河南省邓州市人,工程师,河南理工大学煤矿开采技术,长期从事矿井开采和安全生产管理工作,现任平顶山天安煤业股份有限公司一矿安装区区长。