厚煤层综放工作面大倾角仰采和旋转开采.pdf

2 0 0 9 年 第6 期 童瞧晨 舛技 9 厚 煤层 综R ． r - ． 作 面大 倾 角仰 采和旋 转开 采 陈建文 ， 王效义， 王绪奎， 王加利 汶上义桥煤矿 有限责任公 司， 山 东 汶上2 7 2 5 1 1 摘要该文介绍了厚煤层综放工作面大倾角仰采和旋转开采的施工过程和采取的措施， 并取得了可观的经济效益， 为以后的工作积累了 经 验。 关键词厚煤 层大倾角仰采旋转开采 中图分 类号 T D 8 2 3 ． 2 1 2 文献标识码B 1 矿 井概 况及 问题提 出 汶上义桥煤矿核定 生产能力为 9 0万 t ／ a 。矿井主 采煤层 为三煤 ， 煤层平均厚度 4 ． 1 0 m 。 2 0 0 8 年 6月初 ， 义 桥煤矿 1 3 O 3 综 放工作面正常 回采 区域 已宣告结束 ， 剩余 2 0 0多米因倾 角大、 需旋转 开采 。为了多 回收煤炭 资源 ， 经 研究决定进 行综 放工 作面大倾角仰采和旋转开采。 图 1 图 1 1 3 0 3综放工作面仰采和旋转开采平面示意图 在工作面推进 过程 中 ， 片帮、 漏顶 程度 十分严重 ， 支架也由于工作面倾角增大出现了不同程度的歪斜、 挤架 、 咬架现象 ， 所 以加 强顶板 控制 ， 及 时调整 支架是 回采工作 的重点 。 2仰 采期 间工 作面 管理 1 降低采高， 确保工作面采高在 2 m左右， 严禁 出现局部支架超高或超低。 2 减少空顶时间， 及时拉移超前支架， 煤机过后 及时伸出前探架和护帮板， 并使支架达到 2 5 2 4 k N的初 撑力 。 3 加强帮顶管理， 防止片帮、 漏顶伤人。工作面 支 架 全 部 上 贴 帮 木 板， 木 板 规 格 宽 3 0 0 m m， 长 收稿 日期 2 0 0 9一 一0 8 作者简介 陈建文 1 9 6 9一 ， 1 9 9 2年参加工作， 现为汶上义桥煤矿 技术科科长。 1 5 0 0 ra m， 厚 1 0 0 m m。顶板 破碎 地点采用 打 超前锚 杆 ， 超前锚杆 自前探梁下倾斜 向上打设， 角度 l 5～ 2 O 。 ， 采 用长度 2 m， 2 0 m m的树脂锚杆。 4 减少空顶距离， 加强工作面工程质量管理， 保 持运输机平直 ， 紧靠煤壁， 降低片帮、 漏顶几率。 5 严格管理好放煤质量， 工作面在推进过程中 基本上采取一 刀一放的方式 ， 对 于断层处 顶板破 碎严 重及顶煤 减少地段 ， 采取少放或不放。 6 仰采期间支架歪斜、 挤架、 咬架的管理 仰采期间工作面倾角增大， 平均倾角在 l 7 。 。由于 支架老化部分支架侧护板不工作等原因造成支架支撑 角度不能及时调整， 而且支架底座下滑等因素的影响 使得支架不能垂直顶底板， 相邻支架出现倒台阶， 支架 尾梁下摆而不垂直于工作面的现象 。使支架不能 对顶 板全面支护 ， 造成支架 因挤架 、 咬架 而推移 困难 ， 因此 ， 必须及时调整支架。 ①仰采期间支架损坏程度较为严重， 支架管路、 油 缸损坏更为频繁， 利用早班时间， 机修工及生产班组人 员加大对支架的维修力度， 确保中、 夜班正常生产。 ②对于支架歪斜、 挤、 咬现象每班必须安排 3名架 子工负责， 利用单体支柱配合侧护板进行调整， 决不出 现支架台阶下沉现象， 确保支架顶部完全紧贴顶板。 ③移架操作严格执行带压擦顶移架 ， 严禁支架大 起大落， 移架前必须清理干净滑道及架前架问浮煤。 ④保持支架顶梁和溜子上浮幅度一致 ， 每班验收 员要跟煤机看层位， 严防浮刹程度不合理或留台阶。 ⑤对于工作面推进过程中出现溜子下滑现象， 及 时采取了加刀及单体戗柱方式进行控制。机头采取 3 1 加刀方式 ， 工作面采取 1 ． 6 m单体支柱斜戗 溜子方 式 ， 控制溜子下窜。 3 旋转 开 采期 间工 作面 管理 1 旋转开采期间下部 1 2 0 支架移动频率小， 支撑时问长， 工作面压力集中区随顶板断裂破碎 由老 塘侧逐渐前移， 煤壁压力增大后煤体变酥 ， 极易出现片 帮漏顶情况 。为 了更好 地控制 顶帮 ， 全部打 设顶 帮锚 杆， 选用 O1 6 0 0 m m树脂锚杆， 配合两卷 8 4 5 0 ra m树脂药卷， 挂金属网 0 ． 6 3 ． 0 m ， 网与网之间 用 1 4 t 丝每隔 1 5 e ra联接一扣。同时打设溜前贴帮 l 0 ．糸 撼j i 斜技 2 0 0 9 年 第6 期 柱 ， 护上大板 以控 制 片帮。顶板 压力增 大造 成支架 支 撑高度降低 ， 为增加支护高度 ， 便于回撤， 需人工挑顶 并对机头处溜子 卧底 。 具体采取的措施为 ①打设顶帮锚 杆护 帮护 顶 ， 同时及 时拉移 超前 支 架， 煤机过后及时伸出前探架和护帮板， 并使支架达到 2 5 2 4 k N的初撑 力 ， 顶 部用木垛料接顶垫实控制顶板。 ②减少空顶距离 ， 加强工作 面工 程质量管理 ， 保持 运输机平直， 紧靠煤壁 ， 降低片帮、 漏顶几率。 ③严 格管理好放 煤质 量 ， 工 作 面在推 进过程 中基 本上采取一刀一放的方式， 对手断层处顶板破碎严重 及顶煤减少地段， 采取少放或不放。 ④旋 转开采期 问 ， 为 防止 溜子 、 支架下 窜 ， 在 工作 面每隔 1 0台支架利用 1 ． 6 m单体液压支柱在前溜十字 头上打设 一戗 柱 。 ⑤由于下端头的支架移动步距较小， 且移动 比较 频繁， 容易造成顶板破碎， 采用注马丽散的方法使破碎 顶 板胶结 ， 保持 顶板的完整性 。 ⑥ 由于 3下煤 层属 于 易 自燃 发火 煤层 ， 在转采 期 间对下端头采空区进行了注浆及阻燃剂防灭火。 ⑦工作 面上 端头 由于 支架下 窜 ， 出现 了倾 向长度 为 4 m的小面 ， 采 取 的支 护方式 为 3 ． 4 m n - 钢 梁交 替迈 步前移支护顶板， 确保一梁三柱， 顶部铺设菱形金属网 均匀摆设大板。为了减少劳动强度， 更改了支护形式 ， 将原来后排对 钢支护改为铰接顶梁 ， 排距 0 ． 6 m， 每 排 4根铰接顶梁配合 4棵 2 ． 8 m单体外加一颗戗柱支 护。经现场试验完全符合支护要求。小面支护关键是 要及时窜梁， 确保单体支柱 9 0 k N的初撑力， 小面的高 度要以巷道高度为准向支架顶梁方向成一定坡度， 煤 机割煤要注意观察顶板及 叮 r 钢 ， 防止出现大面 积漏顶 ， 煤机过后及时打设贴帮柱 ， 护好 大板 。 2 旋转开采期间支架歪斜、 挤架、 咬架的管理。 工作面旋转推进过程中， 支架的前进方向与工作 面的推进方向存在一定的夹角 ， 而且随着开采的深入， 夹 角会越来越大 。如不 及 时调整支 架角 度 ， 使 其垂 直 于工作面， 则会导致支架行走步距不一 ， 相邻支架形成 台阶前移的现象 。另外 ， 支架 间距 的缩 小 使得 支架 歪 斜 、 挤架、 咬架严重， 工作面推移困难 ， 支架油缸、 管路 损坏严重， 严重影响工作面的推进速度， 因此必须及时 调 整支架 。采取 的措施 如下 ①对 于支架歪斜 、 挤 、 咬现象每班必须 安排两 组人 员调架 ， 每组3名架子工负责， 利用单体配合侧护板进 行调 整 ， 保证不 出现支架 台阶下沉现象 ， 确 保支架 顶部 完 全紧贴顶板。 上接 第 8页 5巷 道群 跨采 效 果 在西大巷设 立了 A o 、 A 1 、 A 2三 个观测 站。西 翼总 回设 A o 观测站并 设立 三个 观测 点 。十三层 运煤 上 山 设 三个观测点 。六采 辅助下 山设三组 观测点。六 采排 矸 斜巷设上下组 观测站 。进行 了观测数据分析 。 1 6 1 1 0 2西综采工作面从采动到采后稳定对西 大巷及总回跨采影响变化规律， 整个跨采超前影响距 离为 6 5 m， 滞后影响距离 为 3 0 m。 2 六采 十三 层 运 煤 上 山 自设 点观 测 起到 结束 ， 由观测点数 据整 理 分 析得 出 巷 道顶 、 底 板 总移 近量 1 9 2 ． 5 m m， 移 近速度 1 ． 4 2 m m ／ d ， 底鼓量最大为 1 5 6 m n l ， 顶板下 沉 量 3 6 ． 5 n l l T l ， 巷道 水平 总 移 近量 1 0 0 ． 3 to n i ， 移近速度为 Q ． 7 3 m m ／ d ， 出现底鼓现象， 说明该巷 道支护方式、 支护参数合理。 3 六采辅助下山 自设点观测起到结束 由观测 点数据整理分析得出 巷道顶 、 底板总移近量 8 7 ． 3 m m， 移近速度 0 ． 7 5 m m ／ d ， 底鼓量最大为 4 9 ． 5 n l n l ， 顶板下 沉量 3 7 ． 8 m n l ， 巷道水平总移近量 1 1 3 ． 2 m m， 移近速度 为0 ． 9 7 m m ／ d ， 上覆工作面跨采对六采辅助下山超前 影响距离确定为 5 5 m， 滞后稳定距离为 5 0 ‘ m。 4 六采排矸斜巷 自设点观测起到结束 由观测 站 数 据 整 理 分 析 得 出 巷 道 顶 、 底 板 总 移 近 量 1 3 1 ． 9 m m， 移近速度 1 ． 0 5 m m ／ d ， 底 鼓 量最 大 为 1 0 4 ． 7 n l l ／ l ， 顶 板下沉量 2 7 ． 2 m m， 巷道水平总移 近量 7 0 ． 7 m m， 移 近速度为 0 ． 5 7 m m ／ d 。受跨采 压力 影 响 以后 ， 巷 道 所受压力由底板 无支护 释放出， 出现底鼓现象。 6跨采主 要 结论 1 6 1 1 0 2综采工作面跨采始 测到停 采后 观测 ， 较 好地 反映 了受跨 采 影 响 一6 5 0 m西 大 巷 、 西 翼 总 回风 巷 、 六采十三层运煤上山、 十三层辅助下 山、 六采排矸 斜 巷的破坏现状 。从跨 采 巷道现 场宏 观及 观 测分 析 ， 观测结果可信度高， 巷道情况处于良好状态 ， 跨采取得 了 圆满成功 ， 取得 了一劳永逸的效果。 2 巷道加 固支护参数符合现场施工的要求， 根 据跨采各条巷道的围岩岩性、 垂高等不同地点进行观 测分析， 及时采取加固措施， 更好的减少巷道近距离变 形影响， 通过三班现场观察和对矿压观测数据的分析， 确定选择合理的支护参数， 大大降低了巷道变形量。 3 实现巷道卸压， 减少了巷道维修费用。 4 多回收煤柱 3 0万 t ， 提高了煤炭回收率。 5 杜绝了巷道变形和修复时的各种安全隐患。 6 跨采巷道上覆工作面采煤 3 0万 t ， 按 3 0 0 d ／ t 算 ， 可增加 收入 9 0 0 0万元 。 7 达到了安全生产的需要， 杜绝了巷道 冒顶、 片 帮事故 的发生 ， 达到 了预期 目标 。 2 0 0 9 年 第6 期 童 扭爰 斜技 煤矿 生产 中微 地震监测技 术的应 用 沈明 同煤大唐塔 山煤矿有限公 司综采队 ， 山西 大同0 3 7 0 0 1 摘要该文介绍了微震监测技术原理， 对井下使用的高精度防爆微震监测系统进行予说明， 阐述了井下测区布置、 钻孔参数、 检波器安装、 监 测系统标定 、 数据采集与处理的要点。微震监测技术 已经在多个煤矿应用 ， 并取得 了很好的效果。 关键词微震监测测 区布置检波器数据处理 中图分类号 P 6 3 1 ． 4 文献标识码B Ap pl i c a t i o n o f M i c r o s e i s mi c M o n i t o r i n g Te c h no l o g y i n Co a l M i ne Sh a h Mi n T a S h a n T e c h n o l o g y D e p a r t m e n t ， D a t o n g C o a l Mi n e C o o p e r a t i o n， D a T o n g ， S h a n x i p r o v i n c e ， 0 3 7 0 0 1 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r ，t h e p rin c i p l e o f e a r t h qu a k e mo n i t o r i n g t e c h n o l o g y o f u n d e r g r o u n d e x p l o s i o n s e i s mi c mo n i to rin g s y s t e m p r e c i s i o n e x p o u n d s t h e d o wn h o l e d ri l l in g p a r a me t e r s me a s u r e d a r e a a r r a n g e me n t ，i n s t a l l a t i o n，d e t e c t o r s，a mo n i t o rin g s y s t e m c a l ib r a t i o n，d a t a a c q u i s i t i o n a n d p r o c e s s i n g ．S e i s ‘ mi c mo n i t o rin g t ec h no l o gy h a s b e e n a p p l i e d i n ma n y mi n e s，a n d g o o d r e s u l t s h a v e b e e n a c h i e v ed ． Ke y wo r d s Mi e r o s e is mi c mo n i t o rin g S u r v e y i n g a r e a a r r a n g e me n t T h e d e t e c t o r Th e d a t a a c qu i s i t i o n a n d p r o c e s s i n g 1 高精 度微 震监测 技术 简介 微地 震 监 测 技 术 Mi c r o s e i s m i c M o n i t o r i n g T e c h n i q u e ， 简称 MS 基于声发 射学和地震 学 ， 它 的基 本原 理是 当地下岩石 由于人为 因素或 自然 因素发生 破坏 时， 产生微震和声波， 通过在破裂区周围的空间内布置 多组检波器并 实时采集微震数据 ， 经过数 据处理后 ， 采 用震动定位原 理 ， 可确定破裂发生的位置 ， 并在三 维空 间上显示 出来。 ‘ 高精度微 震监测技术充分考虑了影 响煤矿井 下定 位精度的主要 因素 ， 通过 研究煤 矿采煤工作 面尺 度与 微地震监测控制尺度的关系， 提出了提高小尺度监测 精度的传感器布置方法、 平均速度结构以及多点“ 四一 四复合” 定位等观点和实现技术， 并研制了“ 四一四复 合” 定位软件， 将定位精度控制在 l O m以内。 1 ． 1 硬 件 组成 1 防爆计算机 ； 2 前置放大器； 3 数据采集板 卡 ； 4 三分量微地震传感器与电缆； 5 数据通讯 收稿 E l 期 2 0 0 9一 o 91 5 作者简介 沈明 1 9 6 9一 ， 男 ， 山西大 同人 ， 工程师 ， 同煤 大唐塔 山 煤矿有限公司综采队从事技术工作。 调制解调器； 6 专用发爆器； 7 电源； 8 通讯电缆。 硬件系统的特点是集成度高、 防爆， 可以实现井下和地 面的通信。主要技术指标和参数如下接收道数 6 4 道 ； 最小采样间隔 0 ． 1 2 5 2 I n s ； 记录精度 1 6位 ； 最 大 记录长度 5 1 2 4 0 9 6样点 ， 根据需要 可扩展 ； 前放 固定 增益 1 1 0 0倍； 程控增益 1 、 2 、 4 、 8倍 ； 前放静态工作 电流每道小于 1 5 m A； 最大交流输入、 输 出信号 电压 I O V； 前放输 出直流漂移小于 1 0 0 m V； 前放通 频带宽 度 1 0～ 1 5 0 0 H z ； 记录时间一致性误 差 -4 - 1 m s ； 记录振 幅 一 致性误差小于3 ％； 前放功耗小于 2 0 W； 可以在有爆 炸危险的环境应用 。 1 ． 2 软 件配 置 1 操作系统； 2 数据采集卡驱动程序库； 3 微 地震监测数据采集软件系统； 4 数据通讯程序。 高精度定位软件和系列工程应用软件是监测系统 的重要组成部分， 通过研究煤矿采煤工作面尺度与微 地震监测控制尺度 的关 系 ， 提 出 了提 高小尺度监 测精 度的传感器布置方法、 平均速度结构以及多点“ 四 一四 复合” 定位等观点和实现技术。并研制了“ 四 一四复 合” 定位软件。为了将微地震监测的结果转化成采矿 工程师能够直接应用的产品， 开发了系列应用软件。 ②移架操作严格执行带压擦顶移架， 做到少降快 移， 严禁出现支架大起大落， 移架前必须清理干净滑道 及架前架间浮煤。 ③改变后溜联接方式。后溜的旋转圆周和支架的 圆周不重合， 在支架前移过程中溜子相对支架下移， 拉 架油缸拉移后溜困难， 因此必须附加一个斜 向上的力 矩。用链子斜联后溜， 配合直联共同作用 ， 很好地解决 了这一难题 。 4 经 济效益 及 其他 经过 3个月的艰苦工作， 1 3 O 3综放工作面仰斜 开采上下顺槽平均推进 2 2 0 m， 工作面长度为 1 5 4 m 斜 长 ， 两顺槽平均倾角为 2 7 。 ； 旋转式开采旋转角度为 5 8 。 。此次大倾角仰采及旋转开采的试验成功， 从技术 上解决了矿井生产中的难题 ， 取得了良好的经济效益， 多回收煤炭资源2 0 ． 6 万 t ， 创造价值 1 ． 8 亿元之多。