復雜水文地質條件下含薄煤帶煤層開采工藝探析

常顯東（河南能源大有能源股份公司新安煤礦， 河南 洛陽 471842）

復雜水文地質條件下含薄煤帶煤層開采工藝探析

常顯東（河南能源大有能源股份公司新安煤礦， 河南 洛陽 471842）

為解決復雜水文地質條件下綜采工作面過薄煤層諸多問題，采取排水、破底等一系列措施，改進采煤工藝，并取得顯著效果。

晶硅；應用

新安煤礦15110工作面位于15采區上山東翼下部，上鄰15090工作面（已回采），下鄰15130工作面；西鄰軌道上山保護煤柱，東鄰井田邊界保護煤柱；地面無水體及建筑物；地面標高平均+320m，工作面標高平均+56m，平均埋深264m。平均走向可采長度665.5m，傾向長190.5m，工作面處于無突出危險區，為無突出危險工作面。

1　概述

15110工作面位于15采區上山東翼下部，工作面二1煤層底板起伏較大，工作面存在兩處薄煤帶：①工作面200m至400m處（煤厚0.4～2.5m）；②上切眼附近C11點前52m至窩頭44m段煤層底板可能處在背斜構造，其影響范圍上切眼口向西約30m，向下約50m，對回采造成一定的影響。該面水文地質條件較復雜，直接充水水源為頂板砂巖裂隙水，潛在突水水源為奧灰承壓水。預算底板隔水層承受奧灰水壓最大2.7MPa，突水系數最大0.057MPa/m，掘進期間已查明19#地質鉆孔不存在導水性，三維地震勘探預測斷層F2未揭露。

2　回采工藝

15110工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法開采。落煤方式為MG200/530-WD型割煤機落煤、自動裝煤配合人工清煤，SGZ764/630刮板輸送機運煤。工作面支護采用ZF5500/16/28液壓支架配合ZFG7200/20/30H端頭支架支護頂板，采空區處理采用全部垮落法管理頂板。采煤工藝采用綜合機械化采煤工藝，采煤機下端頭進刀→采煤機上行割煤→伸伸縮梁→移架→推移輸送機；頂板破碎時，移架→采煤機割煤→伸伸縮梁→推移輸送機。

3　井下水防治

工作面回采時，上巷涌水主要為頂板砂巖裂隙水、15090工作面老空水，采用水溝自然排水配合低洼處排水泵機械排水的方式排水。在下巷挖掘矩形水倉，建立以矩形水倉為主排水站，泵坑為輔的排水系統，下巷及工作面涌水，均通過下巷排出，以在下巷水倉配備的2套300 m3/h排水設施為主，水溝自然排水配合低洼處排水泵機械排水為輔的方式進行排水。

由于新安煤礦位于小浪底庫區，每班安排專人排水、檢修和維護，保證順利排水和回采面的水情觀測。

4　過薄煤層的開采工藝

15110工作面76 #架～機尾煤層較薄，煤墻渣厚0.2m～全巖（111 #架～5 #端頭架全巖），采煤機截割破底困難，嚴重影響工作面正?；夭桑捎昧似频缀蠡夭?。所謂破底是在水、瓦斯、頂板無異常的條件下采用以松動炮為主的爆破方法，將煤層中的堅硬巖石進行破碎后清理。

（1）組織措施：開工前，施工人員必須認真學好安全措施；施工時，由帶班隊長負責統一指揮及協調工作，并進行現場安全監督，發現問題及時處理；班長對施工人員要分工明確，各負其責；所有工具在使用前必須檢查，符合要求后方可使用；跟班隊長必須親自對施工地點進行巡查，發現不安全隱患，及時組織人員處理，特別是水、瓦斯、頂板出現異常必須采取應急措施。

（2）施工方法：1）打眼機具：采用YT28氣腿式鑿巖機巖石風鉆打眼。2）降塵方法：采用濕式打眼、煤體注水、水炮泥、放炮噴霧、架間噴霧等方法綜合防塵。3）爆破作業：①使用毫秒延期電雷管1～5段，總延期不能超過130ms，安全等級不低于三級的煤礦許用含水炸藥，每眼裝藥量≤2節，FMB—200型隔爆電容式發爆器起爆。②正向裝藥結構，炮眼內的各類藥卷必須彼此密接，裝藥后，嚴禁電雷管腳線、爆破母線與電氣設備以及采煤機械等導電體相接觸。③爆破網絡采用串聯聯線方式，一次起爆或分次起爆，嚴禁一次裝藥、分次起爆。一次起爆個數不超過25個。

（3）煤質管理：放炮期間，加強頂板管理，嚴格工程質量，防止冒頂后矸石混入煤中，影響煤質；放炮后，設專人清理矸石。

5　安全措施

破底回采工藝由于存在一定的風險，所以安全技術措施就必須嚴格執行。

（1）打眼前，必須認真檢查煤壁、頂板、支架等情況，確認安全后，方可進行打眼工作；打眼期間，必須設專人監護和安全確認，若發現煤墻片幫、頂板來壓等不安隱患，立即停止工作撤出人員，待處理好后，方可進行打眼工作。

（2）在煤墻側工作人員，必須在可靠支護下作業；放炮前后對放炮地點20m范圍內進行灑水降塵。

（3）聯線、放炮工作必須由專職放炮員擔任；裝藥放炮前，必須用廢舊皮帶妥善遮蓋放炮地點及其前后20m范圍內的支架、大立柱活柱、電纜、照明線路、水管、照明燈、膠管、閥組等易損件，大立柱活柱必須用舊皮帶纏繞并上下用鐵絲扎緊，爆破地點距采煤機不得小于20m，此項工作必須由班長、安檢員、放炮員等共同勘查確認，嚴防損壞設備；裝藥和放炮前，跟班隊干必須親自設專人警戒，拉警戒繩，掛警戒牌，并落實警戒設置情況。要求工作人員全部撤到安全處并設專人進行把口。

（4）放炮前，工作面及上巷所有電氣設備全部停電，上巷、工作面所有地點瓦斯電閉鎖必須可靠有效；嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度，放炮地點20m范圍內以及上巷瓦斯探頭達到0.4%時，嚴禁打眼、裝藥和放炮；放炮結束后30分鐘，放炮員、瓦檢員、當班班長首先巡視放炮地點，檢查瓦斯、頂板、支架及爆破情況，如有危險情況，必須立即處理，然后方可繼續施工。

（文章題目：復雜水文地質條件下含薄煤帶煤層開采工藝探析）

6　結語

破底回采與分裝分運是在薄煤層采煤過程中，提高煤炭質量的有效方法。在煤炭滯銷和環保要求嚴的大環境下，破底回采工藝更需不斷豐富和完善。

薄煤層中巖石大多是硬度較大的巖石，采煤機截割時截齒磨損較嚴重，采用破底回采即延長了采煤機使用年限也間接的降低了成本。