導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 礦山安全論文>>正文

深埋藏高地壓綜采工作面安全高效回采技術(shù)研究

文檔作者：李帥文檔來(lái)源：國(guó)投新集能源股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年04月28日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大?。?257.39 KB 共3頁(yè)	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁(yè)]

本文件共3頁(yè)，如需編輯使用，請(qǐng)下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問(wèn)題，下載是正常的。

	文件大小：257.39 KB 共3頁(yè) 文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：淺談煤礦回采工作面頂板安全管理

上一篇：眼前山鐵礦轉(zhuǎn)井下深部開(kāi)采影響安全生產(chǎn)主…

文本預(yù)覽

僅提取頁(yè)面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

2015年第4O卷第2期
．
Vo1．40 No．2
能源技術(shù)與管理
Energy Technology and Management
doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．02．031
深埋藏高地壓綜采工作面安全高效回呆手文術(shù)研究
李
(國(guó)投新集能源股份有限公司
帥
口孜東礦，安徽阜陽(yáng)236153)
[摘要] 國(guó)投新集能源股份有限公司口孜東礦為千米深井，綜采工作面埋藏深，地壓大，頇
底板巖性較差，礦壓顯現(xiàn)明顯，采取有效的頇板控制措施對(duì)安全高效回采具有重要
意義。通過(guò)兩巷采取加強(qiáng)支護(hù)方式，施工錨索吊梁，過(guò)地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)根據(jù)斷層發(fā)育
情況提前措施保證不留頂煤，回采過(guò)程中切實(shí)加強(qiáng)頂板管理工作，采取降低5-作面
采高、加強(qiáng)超前架管理、采煤機(jī)割后及時(shí)用護(hù)幫板支護(hù)煤壁、加強(qiáng)支架初撐力管理
并設(shè)專(zhuān)人對(duì)支架進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)壓、頂板破碎處提前注加固材料等措施，使工作面頂板
得到較好的控制，保證了工作面安全高效回采。
[關(guān)鍵詞] 深井綜采；高地壓；頇板管理；安全高效回采
[中圖分類(lèi)號(hào)]TD823．84[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1672．9943(2015)02 077 3
1 概況
國(guó)投新集能源股份有限公司口孜東礦地表標(biāo)
高+27 m，新生界松散層平均厚度591．6 m，礦井
第一水平標(biāo)高一967 m。該礦1 1 1303工作面為礦
井首采工作面，工作面整體布置近東西走向，開(kāi)采
標(biāo)高一742．5—877．3 m，平均傾斜長(zhǎng)323．7 m，可
采長(zhǎng)度1 740 m。該礦工作面采用后退式單一走向
長(zhǎng)壁采煤方法開(kāi)采，沿煤層頂?shù)装宀捎镁C合機(jī)械
化設(shè)備，一次采全高，全部垮落法管理頂板。由于
工作面埋藏深，地壓大，且地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，局
部煤巖層破碎，回采時(shí)容易發(fā)生片漏事故，頂板控
制困難，制約了工作面安全高效生產(chǎn)。
2 煤層及頂?shù)装迩闆r
2．1 煤層
根據(jù)該礦工作面回采過(guò)程中實(shí)際揭露的地質(zhì)
資料，工作面回采的13—1煤層平均含1層夾矸，
主要為炭質(zhì)泥巖及泥巖，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；面內(nèi)煤層厚度
0．20～5．03 m，平均4．35 m，煤層傾角6o15~，平均
1 1。。13一l煤層屬穩(wěn)定可采煤層，面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)
雜的區(qū)段，煤層厚度、結(jié)構(gòu)及產(chǎn)狀變化較大。
2．2 煤層頂?shù)装?
該礦工作面頂板主要是由泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂
質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖組成的復(fù)合頂板。老頂為細(xì)砂巖，
厚度2．2～5．4 m，平均3．3 m，灰白色，成分以石英
長(zhǎng)石為主，局部較松軟；直接頂為泥巖，厚度
0．3～2．7 m，平均1．2 m，灰色，塊狀，平坦斷口，滑面
發(fā)育，見(jiàn)植物化石碎片。
工作面底板主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)泥
巖組成，巖性松軟，再向下巖層由砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂
巖互層組成。底板巖層厚度3．2～5．6 m，平均4．4 m。
根據(jù)山東科技大學(xué)“口孜東礦巷道頂板離層
臨界值研究”巖石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，該礦13—1煤層
頂?shù)装鍘r性較差，一般砂巖硬度6～8，泥巖、砂質(zhì)
泥巖硬度2-6，是典型的煤礦軟巖，且頂板泥巖本
身遇空氣和水后易風(fēng)化、泥化，容易喪失完整與整
體性，自承載能力很低。
3 工作面巷道布置及支護(hù)
3．1 巷道布置
該礦工作面沿13—1煤頂板走向布置風(fēng)機(jī)巷，
采用直墻半圓拱形斷面，錨網(wǎng)索支護(hù)，凈寬X凈
高=5．8 m×4．3 m。工作面內(nèi)錯(cuò)風(fēng)巷39 m(中一中)
布置高位瓦斯抽排巷，瓦斯抽排巷底板距1 3—1煤
層頂板35 m左右，該直墻半圓拱斷面，凈寬×凈
高=4．0 m X 3．6 m，錨網(wǎng)索支護(hù)。
3．2 巷道支護(hù)參數(shù)
(1)錨桿采用 22 X 2 500 rnm高強(qiáng)螺紋鋼
錨桿，間排距700 mm X 700 mm。網(wǎng)片采用塑料網(wǎng)
片與鋼筋網(wǎng)片雙層鋪設(shè)，先鋪設(shè)塑料網(wǎng)片，再鋪設(shè)
鋼筋網(wǎng)片。
(2)錨索采用 21．8／TI／ll鋼絞線(xiàn)加工，巷道頂
部錨索間排距1．2mx 1．4m，每排7根，長(zhǎng)度6．2m；
巷道幫部錨索排距1．4 m，每排4根，長(zhǎng)度4．1 m。
(3)加強(qiáng)支護(hù)。風(fēng)機(jī)巷硐室及過(guò)斷層處均采
用間排距700 Inm×700 mill加密錨索支護(hù)。
3．3 超前支護(hù)方式
78 李帥深埋藏高地壓綜采工作面安全高效回采技術(shù)研究 2015年4月
Apr．，2015
(1)機(jī)巷超前支護(hù)距離35 m，作業(yè)時(shí)先用圓
木或工字鋼作棚梁，單體作棚腿套臨時(shí)棚，棚間距
1 m；套棚后再用半圓木架井字型木垛將套棚之上
圓弧頂接實(shí)；然后用單體配合鉸接梁沿走向打托
棚，最后撤除臨時(shí)棚的棚腿。機(jī)巷壓力較大時(shí)，轉(zhuǎn)
載機(jī)垂直傳動(dòng)部處上方頂板可采用工字鋼梁邁步
式支護(hù)。
(2)風(fēng)巷超前支護(hù)距離50 m，選用圓木或工
字鋼作棚梁，棚間距1 In，在木棚上面使用半圓木
架井字型木垛進(jìn)行接頂，接頂后使巷道成為平頂
斷面，然后用單體配合鉸接梁沿走向打4排托棚。
4 工作面主要設(shè)備及自動(dòng)化系統(tǒng)
根據(jù)礦區(qū)工作面設(shè)備配置經(jīng)驗(yàn)，充分考慮礦
井深井壓力及提高裝備先進(jìn)性的要求，工作面裝
備1臺(tái)SL500采煤機(jī)，182架ZZ13000—27／60液
壓支架(配合蒂芬巴赫ASG電液控制系統(tǒng)，且下
機(jī)頭安設(shè)1臺(tái)ZT13800／29／55端頭支架)，1部
SGZ一1000／2×1000刮板輸送機(jī)，乳化泵站選用3
臺(tái)BRW一550／31．5乳化液泵(2用1備)。
工作面自動(dòng)化系統(tǒng)含工作面三機(jī)、泵站、膠帶
輸送機(jī)、采煤機(jī)控制系統(tǒng)、支架電液控制系統(tǒng)5個(gè)
子系統(tǒng)。工作面三機(jī)控制系統(tǒng)同時(shí)作為整個(gè)工作
面自動(dòng)化系統(tǒng)的集成控制主機(jī)，對(duì)工作面5個(gè)子
系統(tǒng)的監(jiān)控信息進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)5個(gè)子系統(tǒng)之間
的協(xié)調(diào)工作并與地面集控中心進(jìn)行交互，向地面
集控中心傳輸工作面相關(guān)設(shè)備參變量數(shù)據(jù)及運(yùn)行
狀況信息，同時(shí)接受集控中心的控制命令。由
Mincos控制系統(tǒng)的Miningmaster作為各子系統(tǒng)的
主控制器，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行信息檢測(cè)、集成、顯
示和上傳等功能?。
5 工作面礦壓觀測(cè)情況
工作面每9臺(tái)支架安設(shè)1個(gè)測(cè)力儀，其中液
壓支架壓力在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)1套(共l0臺(tái)KJ385一G
礦用本安型壓力傳感器，可接10臺(tái)支架)，另配
YHY60型煤礦用液壓支柱測(cè)力儀1 1臺(tái)，2種測(cè)力
儀交錯(cuò)布置。
在線(xiàn)系統(tǒng)壓力傳感器的數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)電
話(huà)線(xiàn)路傳輸?shù)降孛娴姆?wù)器，YHY60型煤礦用液
壓支柱測(cè)力儀的壓力數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)使用采集器對(duì)各
壓力表進(jìn)行人工采集，升井后把采集器和服務(wù)器
相連將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上，服務(wù)器利用軟件生
成壓力曲線(xiàn)圖。
根據(jù)礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)，工作面初次來(lái)壓步距
35．5 in，最大周期來(lái)壓步距23．5 m，最小步距6．5 m，
平均周期來(lái)壓步距l(xiāng)7．5 m，平均來(lái)壓間隔5．5 d。
該面2013年2—6月一直在斷層帶中推進(jìn)，過(guò)斷
層期間工作面的平均周期來(lái)壓步距為9．6 ITI。如果
不計(jì)入斷層影響期間的來(lái)壓步距，正?；夭善陂g
的平均周期來(lái)壓步距為1 8．6 in。
6 工作面回采遇到的問(wèn)題及解決方案
6．1 工作面兩巷壓力大，變形嚴(yán)重
1 1 1303工作面兩巷壓力大，礦壓顯現(xiàn)明顯，
工作面風(fēng)巷在安裝之前已進(jìn)行一次刷擴(kuò)。進(jìn)入回采
階段后兩巷礦壓顯現(xiàn)明顯，兩巷超前工作面80 m
受采動(dòng)影響明顯，特別是進(jìn)入距工作面50 m范圍
內(nèi)巷道變形迅速，幫部外鼓、頂板下沉、底板鼓起
等使得巷道高度、寬度不足，嚴(yán)重制約了工作面正
常生產(chǎn)。
為盡量降低兩巷圍巖變形大對(duì)生產(chǎn)的影響，
兩巷采取了加強(qiáng)支護(hù)方式。超前支護(hù)段托棚棚梁
間距由原來(lái)的i nl改為0．5 in，工字鋼、木梁交替
使用(頂板破碎處增加工字鋼密度)；一梁一柱單
體鉸接梁托棚改為一梁雙柱支護(hù)，單體鉸接梁使
用400 mm×400 mm的鐵鞋；兩巷出口向外
80—120 irl均布置3路錨索吊梁，機(jī)巷距巷道上幫
0．6m布置1路，距巷道下幫1．5 m布置1路，2路
中間再布置1路或2路，風(fēng)巷距巷道上幫0．6 1TI
布置1路，距巷道下幫1．5 m布置1路，2路中間
布置1路。錨索吊梁采用舊u型鋼或l2 工字鋼
加工，錨索間距1．6 m，頂板下沉嚴(yán)重地段錨索吊
梁由長(zhǎng)6．3 In錨索更換為長(zhǎng)9．2 1TI的錨索。工作面
兩巷在超前支護(hù)外刷擴(kuò)施工后，幫部也施工2-3
路錨索支護(hù)，有效提高了支護(hù)強(qiáng)度，并提高了施工
安全性。此外，還加大臥底刷幫力度，確保巷道高
度和寬度，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
經(jīng)過(guò)分析，兩巷壓力大與巷道掘進(jìn)時(shí)是否及
時(shí)打托棚有很大關(guān)系。1 1 1303工作面掘進(jìn)時(shí)巷中
沒(méi)有及時(shí)打托棚，而與此對(duì)照，111304工作面兩
巷在掘進(jìn)頭后方滯后不超過(guò)100 m巷中即補(bǔ)上托
棚，兩巷礦壓顯現(xiàn)相對(duì)不明顯，巷道變形量較小，
這從111304工作面下降風(fēng)巷礦壓顯現(xiàn)明顯也可
以看出，由于下降風(fēng)巷不具備打托棚條件，所以沒(méi)
有打托棚，導(dǎo)致下降風(fēng)巷內(nèi)上出口向外40 m范圍
內(nèi)巷道高度不足2 m。
6_2 構(gòu)造發(fā)育影響大
2015年第40卷第2期
．
V01．40 No．2
能源技術(shù)與管理
Energy Techn0logy and Managemem 79
111303工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶曲和層滑構(gòu)
造發(fā)育，特別是面內(nèi)發(fā)育的DF。 斷層組，實(shí)際是
由19條小斷層組成的一個(gè)斷層組，影響工作面走
向長(zhǎng)度達(dá)160 m，傾向影響范圍延伸至整個(gè)工作
面。礦技術(shù)部門(mén)雖然在工作面回采前利用巷道揭
露的地質(zhì)資料并結(jié)合所有勘探成果資料進(jìn)行了分
析，并提交了工作面回采地質(zhì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)影響工作
面回采的地質(zhì)因素提出了相關(guān)建議。在工作面回
采前對(duì)嚴(yán)重影響工作面回采的區(qū)域通過(guò)與中國(guó)礦
業(yè)大學(xué)合作采用坑透方法進(jìn)行了探查，但受現(xiàn)場(chǎng)
條件和目前技術(shù)手段限制，無(wú)法對(duì)工作面落差小
于煤厚的小斷層進(jìn)行圈定，導(dǎo)致工作面回采過(guò)程
中實(shí)際揭露的地質(zhì)資料與采前預(yù)計(jì)相差較大，給
生產(chǎn)帶來(lái)了很大困難。
工作面在過(guò)地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，接近斷層面前應(yīng)
根據(jù)斷層發(fā)育情況提前破頂確保跟上另一盤(pán)時(shí)頂
板不留頂煤，保證頂板得到較好的控制。同時(shí)應(yīng)根
據(jù)工作面情況，及時(shí)調(diào)整工作面形態(tài)，減少丟煤及
破矸量，實(shí)行煤矸分流，提高資源回收率和煤質(zhì)。
6．3 頂板條件差。控制困難
111303工作面埋藏深，地壓大，工作面煤層
頂?shù)装鍘r石屬于軟弱巖，巖層裂隙發(fā)育，且工作面
壓力較大，回采期間工作面易掉頂、片幫，給工作
面回采頂板管理帶來(lái)較大困難，所以工作面在回
采過(guò)程中切實(shí)加強(qiáng)頂板管理工作，防止工作面頂
板超前片冒。特別是斷層及其影響帶內(nèi)煤層頂?shù)?
板巖石更加破碎，導(dǎo)致工作面頂板控制極為困難。
通過(guò)采取降低工作面采高、加強(qiáng)超前架管理、采煤
機(jī)割后及時(shí)用護(hù)幫板支護(hù)煤壁、加強(qiáng)支架初撐力
管理且每班安排專(zhuān)人對(duì)支架進(jìn)行循環(huán)補(bǔ)壓、頂板
破碎處提前注加固材料等措施，使工作面頂板得
到了較好的控制。
7 深井超長(zhǎng)綜采工作面回采的思考
(1)深井工作面傾向布置長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)工作面
所處深度、地質(zhì)條件、設(shè)備條件等綜合考慮，工作
面斜長(zhǎng)大對(duì)工作面推進(jìn)速度影響大，正常生產(chǎn)時(shí)
難以通過(guò)加快推進(jìn)速度來(lái)減少周期來(lái)壓對(duì)工作面
的影響，特別是在過(guò)斷層及生產(chǎn)不正常期間影響
更大。因此，工作面長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際情況合理
優(yōu)化確定。
(2)工作面巷道掘進(jìn)期間要加強(qiáng)地質(zhì)觀測(cè)工
作，及時(shí)探明煤層賦存情況，合理確定巷道坡度和
層位，為工作面安全順利回采創(chuàng)造條件。特別是過(guò)
大斷層或斷層組時(shí)更應(yīng)注意，兩巷布置情況將對(duì)
工作面能否順利通過(guò)斷層等構(gòu)造帶造成重大影
響。工作面過(guò)構(gòu)造帶時(shí)要加強(qiáng)地質(zhì)探測(cè)工作，各項(xiàng)
安全生產(chǎn)措施要落實(shí)到位。
(3)合理進(jìn)行設(shè)備選型。采用重型綜采裝備
將對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)積極影響，但也要綜合考慮工作面
實(shí)際睛況和經(jīng)濟(jì)效益。例如1 1 1303工作面刮板輸
送機(jī)回采之初使用三驅(qū)，由于輸送機(jī)功率大，拉矸
石時(shí)經(jīng)常壓車(chē)斷鏈，改用兩驅(qū)后功率下降，貨多時(shí)
輸送機(jī)跳電使斷鏈?zhǔn)鹿蚀蟠蠼档停?．7 m滾筒太
大，頂板條件差時(shí)，工作面普遍片漏導(dǎo)致支架一級(jí)
護(hù)幫板不能收，采高大導(dǎo)致幫頂控制困難，采高低
無(wú)法過(guò)機(jī)，所以應(yīng)將滾筒直徑由2．7 m改為
2．0—2．4 m更為合適。
(4)深井工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與淺埋煤層回
采不同，需加強(qiáng)探索，掌握壓力在兩巷及工作面前
方顯現(xiàn)規(guī)律，摸清“三帶”發(fā)育規(guī)律，為指導(dǎo)生產(chǎn)提
供基礎(chǔ)依據(jù)。并做好工作面及兩巷礦壓觀測(cè)工作，
及時(shí)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)周期來(lái)壓。
(5)過(guò)斷層構(gòu)造帶期間，應(yīng)及時(shí)采取注氮、灌
漿、三相泡沫、注液態(tài)CO 、上下隅角堵漏和減風(fēng)
等防火措施，有效抑制采空區(qū)遺煤氧化。
(6)合理確定兩巷超前支護(hù)方式及刷擴(kuò)時(shí)
間、范圍等，并加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，保證支護(hù)質(zhì)量，
及時(shí)支護(hù)到底，保證超前支護(hù)斷面滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。
(7)加強(qiáng)機(jī)巷排水管理，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，部分地段
巷道礦壓顯現(xiàn)明顯與巷道底板積水有很大關(guān)系，
所以必須保證及時(shí)排水。
[參考文獻(xiàn)]
[1]李帥，黃仁屏，李沖，等．自動(dòng)化綜采工作面裝備技
術(shù)[c]，／煤礦綜合自動(dòng)化與機(jī)電技術(shù)匯編．徐州：中國(guó)
礦業(yè)大學(xué)出版社，2012．
[2]魯軍，張進(jìn)忠，馬立強(qiáng)．大傾角綜采工作面設(shè)備快速安
裝技術(shù)[J]．能源技術(shù)與管理，2011(1)：10—12．
[作者簡(jiǎn)介]
李帥(1980一)，男，高級(jí)工程師，畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
(北京)采礦工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事采礦技術(shù)管理工作。
[收稿日期：2014—12—17]

網(wǎng)友評(píng)論 more

礦山安全論文最新內(nèi)容

10-05