某礦綜放工作面過(guò)斷層技術(shù)研究

史之印

兗礦集團(tuán)東灘煤礦綜采工區(qū)

某礦綜放工作面過(guò)斷層技術(shù)研究

史之印

兗礦集團(tuán)東灘煤礦綜采工區(qū)

復(fù)雜的地質(zhì)條件嚴(yán)重制約著煤礦綜放工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，通過(guò)優(yōu)化層位控制和支架操作，使工作面過(guò)斷層期間頂板始終處于受控狀態(tài)。該礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，每個(gè)工作面都要揭露幾十條以上的斷層，最大落差超過(guò)十幾米，頂板控制難度極大，對(duì)安全生產(chǎn)形成嚴(yán)重制約。

綜放工作面； 過(guò)斷層技術(shù)研究

引言

通過(guò)對(duì)深部大傾角輕放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)的綜合研究，確保回采巷道和工作面支架與圍巖體系的有效控制，防止沖擊礦壓、瓦斯、自然發(fā)火等對(duì)工作面的影響，確保該條件下工作面的安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效。為礦區(qū)和我國(guó)類(lèi)似條件下煤層的開(kāi)采提供借鑒。

1 技術(shù)方案

1.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)調(diào)研及基礎(chǔ)資料分析。

1.2 數(shù)值計(jì)算、物理模擬、理論分析。

1.3 制定技術(shù)方案并現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

1.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、控制、分析、總結(jié)不斷修改技術(shù)方案。

1.5 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究開(kāi)發(fā)出深部大傾角綜放開(kāi)采技術(shù)。具體技術(shù)內(nèi)容如下:

2 深部綜放條件下巷道和工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔應(yīng)力計(jì)和電磁輻射儀實(shí)測(cè)，獲得綜放條件下巷道制成壓力的分布規(guī)律:工作面頂煤越軟，煤體內(nèi)的塑性區(qū)范圍越大，支承壓力影響范圍也就越大。

3 深部大傾角綜放工作面高產(chǎn)高效開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)礦井煤層傾角大的特點(diǎn)，采用偽斜技術(shù)控制溜子、支架上竄下滑，省去了使用防倒防滑千斤頂，具有操作簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，技術(shù)簡(jiǎn)單，控制溜子、支架上竄下滑可靠等特點(diǎn)。

綜采放頂煤工作面回采率的高低是降低采煤成本，取得安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。通過(guò)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)管理，制定回收率考核辦法，加強(qiáng)放頂煤工藝現(xiàn)場(chǎng)管理，減少工作面上下端頭放煤損失，減少工作面過(guò)斷層放煤損失，減少工作面初采煤炭損失，放煤要控制矸石不要竄入架后阻擋煤炭放出等措施有效地提高了綜放工作面的煤炭回采率，降低了煤炭開(kāi)采成本，減少了掘進(jìn)巷道，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 工作面沖擊礦壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)

對(duì)于工作面的沖擊礦壓危險(xiǎn)，需要采用早期沖擊礦壓危險(xiǎn)程度評(píng)定、及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綜合治理及解危等相結(jié)合的方法進(jìn)行。

5 沖擊礦壓、瓦斯、自然發(fā)火綜合防治

工作面存在著沖擊礦壓、瓦斯、自然發(fā)火等多種災(zāi)害事故危險(xiǎn)，因此需要研究和探討大采深水旱交接、多巷道、多煤柱條件下，發(fā)生沖擊礦壓、瓦斯涌出以及煤自燃等三種災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理及監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)治理措施。

通過(guò)對(duì)沖擊礦壓，瓦斯事故以及煤層自燃等三種災(zāi)害影響因素的分析，建立了工作面自然災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的模型，并對(duì)工作面的自然災(zāi)害進(jìn)行了評(píng)價(jià)。工作面屬于自然災(zāi)害較危險(xiǎn)的工作面。而對(duì)沖擊礦壓、瓦斯和煤層自燃三種自然災(zāi)害防治最有效的方法是向采空區(qū)注漿和護(hù)巷煤柱煤體注水相結(jié)合的措施。

6 創(chuàng)新點(diǎn)

6.1 采用偽斜技術(shù)控制溜子、支架上竄下滑，省去了使用防倒防滑千斤頂，具有操作簡(jiǎn)單，節(jié)省時(shí)間，技術(shù)簡(jiǎn)單，控制溜子、支架上竄下滑可靠等特點(diǎn)。

6.2 深部大傾角輕放工作面巷道支護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工作面兩道、切眼錨網(wǎng)支護(hù)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了巷道材料費(fèi)用，適用深部礦壓大的采煤工作面巷道支護(hù)，加快了掘進(jìn)速度。

6.3 深部工作面防治煤炭自燃技術(shù)向采空區(qū)注漿或壓注阻化劑、加強(qiáng)工作面上隅角防火檢查、工作面兩道每隔10米設(shè)一道高分子材料墻。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，投資少，避免了采空區(qū)煤炭自燃，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

6.4 深部大傾角開(kāi)采瓦斯防治技術(shù)包括工作面上隅角安裝壓入式風(fēng)機(jī)、抽出式風(fēng)機(jī)和安裝壓風(fēng)管，在壓風(fēng)管上鉆上小孔排出壓風(fēng)釋放瓦斯；工作面機(jī)巷老塘側(cè)刮風(fēng)帳。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，技術(shù)可靠，投資少，避免了瓦斯積聚，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

6.5 礦井深部采用大傾角工作面沖擊地壓防治技術(shù)采用磁輻射儀和鉆屑法對(duì)工作面沖擊地壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，防治沖擊地壓技術(shù)，有效避免了深部綜放面發(fā)生沖擊地壓，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效，實(shí)現(xiàn)了工作面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

7 應(yīng)用情況

該項(xiàng)目已在礦井深部煤層綜放工作面應(yīng)用深部大傾角綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)并在其礦推廣應(yīng)用。

該礦地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層多，煤層傾，多種自然災(zāi)害并存（包括沖擊地壓、瓦斯、自燃發(fā)火、火區(qū)等），開(kāi)采難度大，采用該技術(shù)項(xiàng)目后，近四年共采出煤炭400多萬(wàn)，比高檔放頂煤每月多采出2萬(wàn)多噸煤，每月創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益400多萬(wàn)元。提高了煤炭產(chǎn)量，節(jié)約了大量的材料費(fèi)用，提高了煤炭回收率，少掘進(jìn)巷道，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低噸煤成本。

7.1 采用大傾角綜采復(fù)雜技術(shù)后，材料道減小了變形量，避免了因修復(fù)材料道造成的材料、工資浪費(fèi)；工作面上下兩道不用回棚，減少了鋼材丟失率；

7.2 采用大傾角綜采復(fù)雜技術(shù)后，工作面上下兩道不用回棚，每班少用3人；

7.3 采用大傾角綜采復(fù)雜技術(shù)后，避免了輕放綜采工作面沖擊地壓、瓦斯、煤層自燃等事故的發(fā)生，有明顯的安全經(jīng)濟(jì)效益；

7.4 減輕了巷修工作量。采用大傾角復(fù)雜綜采技術(shù)后，巷道支護(hù)技術(shù)先進(jìn)，減少了巷道變形量，改善了工作面的環(huán)境，從而減少了對(duì)工作面的維護(hù)工作，減少了大量的維護(hù)人力、材料的投入，每年可節(jié)省材料、維護(hù)費(fèi)用20多萬(wàn)元；

7.5 采用窄煤柱，減少了煤炭丟失，一般情況下，小煤柱或沿空掘巷可使巷道掘進(jìn)率降低5%～10%，可降低噸煤成本12～40元。

該項(xiàng)目既可在上海大屯能源股份有限公司直接應(yīng)用，也可在國(guó)內(nèi)類(lèi)似賦存條件下的綜放工作面開(kāi)采提供技術(shù)指導(dǎo)，豐富綜放開(kāi)采技術(shù)理論。

該項(xiàng)技術(shù)成果通過(guò)鑒定后，必將有更廣泛的市場(chǎng)和遠(yuǎn)大的推廣前景。該技術(shù)向國(guó)內(nèi)同類(lèi)型煤礦推廣后，將解決煤礦深部煤層開(kāi)采技術(shù)難題，解決斷層多、巷道地壓顯現(xiàn)大、有沖擊地壓、瓦斯危害等自然災(zāi)害礦并存的開(kāi)采技術(shù)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，社會(huì)效益明顯。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.029