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復雜地質條件下炮采工作面安全回采技術

文檔作者：鄧圣杰文檔來源：河南能源義煤公司		點擊數：	更新時間： 2022年04月27日
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總第193期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．09．013
復雜地質條件下炮采工作面安全回采技術
鄧圣杰
(河南能源義煤公司石壕煤礦，河南-Z門峽472123)
摘要：為了實現石壕煤礦復雜地質條件下炮采工作面安全高效回采，通過回采前對工作面地質構造條
件、異常區(qū)、含水層情況、瓦斯涌出情況以及其他影響工作面安全回采的因素進行勘探分析，掌握工作面基
本情況。并在工作面回采時制定提出了相應的安全有效的回采技術，通過現場實踐得到了良好的經濟效
益，實現了工作面安全高效回采，對類似條件下工作面安全回采具有借鑒意義。
關鍵詞：復雜地質；炮采工作面；頂板控制；安全回采
中圖分類號：TD823．89 文獻標識碼：B 文章編號：1005．2798(2015)09．0034．02
近年來，隨著我國煤炭資源持續(xù)高效的開采，煤
炭開采逐漸由淺部向深部、由低瓦斯區(qū)域向高瓦斯
區(qū)域、由地質條件簡單區(qū)域向地質條件復雜區(qū)域轉
移，這給我國煤礦開采帶來了嚴重的困難。導致了煤
炭開采成本增加、井下生產條件變差、煤礦井下事故
頻發(fā)等一系列生產問題|1 ]。針對這些影響安全生
產的問題就需要煤礦企業(yè)加大安全生產投入，制定
更加嚴密可行的安全生產技術措施[4 ]。文章以河
南大有能源股份有限公司石壕煤礦復雜地質條件下
綜采工作面開采實踐，通過制定安全可靠的工作面
安全回采技術措施，并在回采期間進行跟蹤觀測進
行效益分析，對工作面安全回采技術進行評價。
1 工作面基本情況
石壕煤礦二 12221工作面地面位置位于礦區(qū)
以南約160 m。地面標高+644一+670 m，工作面
標高+80一+128 m．井下位置位于12采區(qū)軌道下
山南翼，上部為二 12201工作面采空區(qū)，下部為F ∞
斷層，工作面位于F ∞斷層上盤，距F ∞斷層15～
52 m，其余位置未開采。該工作面開采煤層為二迭
系下統山西組所含之二 煤層，煤層賦存穩(wěn)定，煤層
厚度大，厚度1．3～10 m，平均約7．5 m，煤層傾角為
13～16。。局部含夾矸0～3層，巖性為炭質泥巖、泥
巖及砂質泥巖。直接頂為長石石英砂巖，厚度
3．7～30．16 m，平均14．52 m，淺灰色，成份以石英
為主，長石屑巖次之；堅硬厚層，泥質膠結，層面富白
云母碎屑：直接底為泥巖、炭質泥巖沙質泥巖，厚度
3～8 m，平均6．25 m，灰黑色，含植物化石，平坦狀
斷口，水平層理發(fā)育，遇水易膨脹，造成底鼓。
2 影響工作面正?；夭傻囊蛩?
2．1 地質構造
2．1．1 工作面斷層情況
在12采區(qū)軌道及膠帶下山掘進時揭露F 斷
層(265。 85。h=5 rn)。預計該斷層將進人工作面
內部，該斷層為工作面走向斷層，對工作面回采影響
較大；該工作面下部為F?！迶鄬?，工作面位于F ∞斷
層上盤，距Fio9斷層15～52 m：在工作面上巷開口以
里113 m處揭示Fllo斷層、184 m處揭示F川斷層。
2．i．2 工作面異常區(qū)分布情況
據工作面無線坑透勘探結構顯示：工作面內部
存在3處異常區(qū)，1號異常區(qū)：位于二 12221工作面
上巷300～340 m與下巷335～355 m相連接的區(qū)
域；2號異常區(qū)：位于12221工作面上巷200—250 m
與下巷229 295 m相連接的區(qū)域：分析該異常區(qū)可
能是后期河流沖蝕等原因造成煤層變薄或無煤帶所
致；3號異常區(qū)：位于二 12221工作面上巷50—
100 m區(qū)域，向工作面內延伸66 m。分析該異常區(qū)
可能是早期河流沖蝕或構造牽引等原因引起煤層變
薄所致。
2．2 水文地質
2．2．1 構造導水及含水層情況分析
影響工作面回采的構造斷層中除F川斷層為逆
斷層．其余均為張扭性正斷層．張扭性正斷層為導水
斷層。如受到采動影響，導致斷層活化，那么將有可
能導通頂、底板含水層而發(fā)生斷層滯后突水。造成水
害事故：該工作面位于l2采區(qū)最底部，該位置有利
于含水層水的匯集，回采中受采動影響對頂、底板巖
層的破壞，預計工作面涌水量較大。
收稿日期：2015-03-25
作者簡介：鄧圣杰(1981一)，男，河南新安人，助理工程師，從事煤礦生產技術及管理工作。
2015年9月 鄧圣杰：復雜地質條件下炮采工作面安全回采技術 第24卷第9期
2．2．2 其他水源的分析
據工作面瞬變電磁勘探結果顯示：目前工作面內
部存在4處富水異常區(qū)。1號異常區(qū)：位于二 12221
工作面下巷向里94～118 m范圍；2號異常區(qū)：位于
二，12221工作面下巷向里227～322 m范圍；3號異常
區(qū)：位于二 12221工作面下巷向里340—382 m范圍；
4號異常區(qū)：位于二，12221工作面下巷向里143～
183 m范圍，處于工作面內部。3號異常區(qū)已留設防
隔水煤柱，1號、2號和4號異常區(qū)已進行了鉆探驗
證，鉆孔水量為0．37～11．67 m ／h，鉆孔水壓最高為
2．3 MPa，已進行評價可安全回采。
2．2．3 工作面涌水量分析
依據工作面回采過程中水情觀測資料，結合工
作面地質及水文地質情況。預計工作面正常用水量
75 m。／h
， 最大涌水量150 m ／h。
2．3 影響回采的其他因素
工作面絕對瓦斯涌出量0．9～1．8 m ／min。一
般情況下1．5 m ／min，瓦斯梯度每100 m增加
0．62 m ／t；煤塵具有爆炸危險性；煤層屬于Ⅲ類不
易自燃煤層；無沖擊地壓現象。
3 工作面安全回采技術
3．1 工作面上下巷及端頭的頂板控制
3．1．1 上下巷的超前支護、加強支護
工作面上巷超前20 m抬棚，采用DW25—250／
100單體柱配合3．6 m或5．0 m訂型梁抬棚加強支
護。工作面煤墻側距煤墻200 mm打設雙排抬棚，
采用DW25—250／100單體柱配合3．6 m或5．0 m訂
型梁打設抬棚；另一側距巷幫200 mm打設單排抬
棚。采用DW25—250／100單體柱配合3．6 m或
5．0 m1T型梁打設抬棚。在巷道中沿溜子沿用DW25
— 250／100單體柱配合3．6 m或5．0 m 型梁打設
一排單抬棚加強支護：要求超前支護抬棚打設成直
線，一梁不得少于三柱，抬棚梁間隙不超過100 mm，
并使用防倒繩連接。支柱下穿直徑為300 mm的圓
形鐵柱鞋。抬棚梁必須接頂，若不接頂，必須使用木
楔背實、楔牢。20～46 m采用液壓門式支架和輕便
式門式支架打設三道抬棚加強支護，液壓門式支架
距巷幫400 m各打設一排。輕便式抬棚在人行道側
距刮板輸送機200 mm處，沿巷道走向進行打設。
液壓支架打設成直線，支架梁問隙不超過100 mm。
工作面下巷超前12 m抬棚采用DW一2．5單體
柱配合2．8 m或3．6 m1T型梁抬棚加強支護。工作
面煤墻側距煤墻500 mm采用DW25—250／100單
體柱配合2．8 In或3．6 m1T型梁打設雙排抬棚，要
求超前支護抬棚打設成直線。一梁三柱，抬棚梁間隙
不超過100 mm。并使用防倒繩連接。支柱下穿直徑
為300 mm的圓形鐵柱鞋。抬棚梁必須接頂，若不
接頂，必須使用木楔背實、楔牢。另一側距巷幫
500 mm采用1 1號工字鋼打設一排工字鋼點桿．點桿
間距500 mln。12～45 ITI聯絡巷采用液壓門式支架打
設一道抬棚加強支護，人行道側距煤墻700 mm，打設
一排門式液壓支架進行加固。
3．1．2 工作面端頭支護
上、下端頭采用5 m長盯型梁配合單體液壓支
柱打設抬棚，沿著安全出口老塘切頂線與出口第一
架支架間隔0．2 m向外打設一對抬棚，然后每隔
0．8 in打設對子抬棚，抬棚采用DW25—250／100單
體柱配合5．0 m1T型梁打設，對子抬棚間距不超過
0．1 ITI，對子抬棚長度與安全出口寬度同等，支柱初
撐力不小于90 kN。
3．2 初采初放安全技術措施
初采前，按規(guī)定支護好懸移支架，達到“三直一
平兩暢通”，卡口時的支架直，煤壁直，刮板輸送機
直，刮板輸送機平，上下出口必須暢通，上下巷超前
支護不得小于50 in；將上下巷超前支護維護好，經
檢查驗收合格后方可放炮回采。初采初放期間，工
作面采高不得大于2．2 in、小于1．8 m，并保持沿底
開采，嚴格控制支架間距，嚴禁出現失效支柱；初采
初放時，移架間距不小于6 In，發(fā)現問題立刻停止作
業(yè)；初采初放期間，每班開工前必須檢查工作面的支
護情況，支護不全或不穩(wěn)固支架，必須立即整改，否
則嚴禁開工生產，失效或泄壓支柱嚴禁使用，并立即
更換。
3．3 防治水措施
進行瞬變電磁及無線坑透勘探，查明奧灰水賦
水情況和工作面內構造狀況．對勘探查出的富水異
常區(qū)及時進行鉆探驗證；加強老塘積水疏排工作，防
止積水涌出不暢，造成突水淹巷事故：完善排水系
統，保證工作面排水能力不低于300 in ／h。并且定
期對設備進行檢修，對水倉進行清挖；回采過程中加
強水文地質觀測，尤其是接近斷層(帶)和富水異常
區(qū)時，發(fā)現水響、水叫、發(fā)涼、煤壁發(fā)暗發(fā)潮、掛汗、出
現霧氣，異常底鼓及片幫等透水征兆時，迅速撤出人
員并將情況上報調度室，待隱患解除后再進行生產：
對工作面避災路線及出口及時進行清理和維護，保
證暢通。
3．4 防塵措施
各轉載點應設置噴霧，并設專人負責，在上下巷
各設置兩道凈化水幕，上下巷必須定期清掃或沖洗
煤塵，并清除堆積浮煤；由于煤塵具有爆炸危險性。
在距切眼60～200 m的地方 (下轉第61頁)
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