大倾角综采工作面过逆断层安全开采实践.pdf

大倾角综采工作面过逆断层安全开采实践 新汶矿业集团潘西煤矿 张新亚 刘学征 摘 要 潘西煤矿7192工作面运输巷在开采过程中揭露一条落差4m的斜交逆断层,断层以北偏东45 方向向工作面延伸,给 工作面的安全开采带来了极大的困难,工作面通过采取特殊施工措施,已经顺利通过该断层,为今后类似大倾角煤层过逆断 层提供了现场经验。 关键词 大倾角综采工作面 特殊措施 开采实践 1 工作面地质条件 7192面位于- 740m水平后七采区第二亚阶段,南部为 7191面采空区,西部隔F7断层为5191、5192面采空区,工作 面埋深965m,煤层厚度0～5.1m,平均2.45m,条痕黑褐色,暗 煤为主,镜煤和亮煤次之,树脂或油脂光泽,层理发育,硬度 系数f1～2 ,较松散,断口参差状或贝壳状,半亮型煤。倾角 17.5～37,平均35,基本顶为浅-灰白色中砂岩,坚硬稳固 不易冒落,厚19m,f6;直接顶为灰色粉砂岩,钙泥质胶结,层 理节理发育,性脆易碎易冒落,厚6.5m,f3～4;底板为砂质粘 土岩,灰色到褐色,具有可塑性,遇水膨胀,厚3. 6m,f3～4;基 本底为细砂岩,灰色,坚硬致密,不含水,厚1.4m,f6～8。7192 工作面运输巷在导28点以东13m揭露一条斜交逆断层f1 , 落差4m,断层以北偏东45 方向向工作面延伸。示意图如图 1。 图1 7192运输巷断层情况图 2 工作面生产条件 1顶板管理方式依据采区设计采用走向长壁后退式 采煤法,全部垮落法管理顶板。 2采煤方法采用综合机械化采煤。 3割煤方式采用双滚筒采煤机双向割煤,往返一次进 两刀。 4进刀方式双滚筒采煤机自开缺口,煤机采用端头斜 切进刀方式。 5煤机牵引方式液压传动,有轨牵引。 6工艺过程割煤-移架-推溜。 7设备配备 支架ZY2800Π14Π32;工作阻力 2800 kN;初撑力 1978 kN;支架高度 1400～3200mm;支架宽度 1410～1580 mm; 支护强度 0.53～0.60 MPa; 底板平均比压3.2 MPa 采煤机MG150Π375 刮板输送机型号SG D630Π264 乳化液泵DRB200Π31. 5;额定压力31. 5MPa ,流量200LΠ min。 8循环方式一班多循环,循环进度0.6m。 9作业形式两班出煤,一班检修并出煤,采用 “三八” 制作业方式。 10劳动组织综合工种,分段作业与追机作业相结合。 11工作面支护方式液压支架。放顶步距0. 6m,最大 控顶距3.715m,最小控顶距3. 115m,上、 下巷超前支护距离 均大于50m。 3 施工措施 1断层为斜交逆断层,在工作面中部首先揭露,断层揭 用了巷道通风断面,巷道断面不会因增加架空乘人装置而增 大。 2架空乘人装置运输能力大,提高了辅助提升能力。 3对于高瓦斯或通风困难矿井,其开拓布置需设置专 用回风巷井 , 此时可将架空乘人装置布置到该巷道中,安 全性能和效果会更明显。 需要指出的是,在胶带暗斜井中布置架空乘人装置,由 于在架空乘人装置与胶带输送机之间需布置隔离网,在一定 程度上会影响皮带中部的检修。 3 结语 通过以上分析可以看出,活动吊椅架空乘人装置与胶带 输送机联合布置应用于斜井暗、 上下山合理利用了巷道通 风断面,其在技术上是可行的;推广和使用活动架空乘人装 置,可以避免钢丝绳牵引人车人员相对集中而发生的重特大 事故的弊端。 52 2006年第3期 山东煤炭科技 露后,采用逐刀卧底的方法通过。 2断层暴露后,工作面每推采一刀,断层向下揭露1m 左右,断层带卧底采用打眼放炮的方法,卧底随断层向下揭 露,随着向下延长。 3为保证顺平工作面输送机,卧底时,要根据工作面的 现场实际情况进行,保证移溜后,工作面输送机平、 直、 稳。 4由于工作面下平巷掘进时托顶煤掘进,工作面推采 时,工作面与下巷会出现错台,错台错差要控制在1. 0m,当 错差超过1. 0m时,工作面采用托顶煤开采,为便于行人方 便,工作面与下平巷连接处,采用半圆木制作人工平台,推采 时,下端头1 支架需要铺设塑料网,塑料网与下平巷的金属 网联在一起,将工作面与下平巷出现的错台檐子采用塑料网 包住,并按1.0m柱距支设戴帽单体支柱。支柱拴好防倒绳, 穿全铁鞋,初撑力不得低于90kN。为保证下端头支架稳定 性,下端头六架支架加全防倒防滑装置,支架初撑力保证达 到24MPa。 4 安全技术措施 1断层处的采高控制在2.4～2.6m,过断层段采取卧底 推过,当断层面揭露后,自断层面向下8～10m进行卧底,每 次卧底高度为自断层面0.5～0.2m,随工作面推采,断层随向 下揭露,卧底段随向下延长相应长度,依次类推,断层揭露 处,推采8刀工作面完全进入断层下盘煤,卧底段上、 下两头 要保证底板不出现大于0.2m的台阶,要使底板平缓,以防支 架错茬,断层处的支架拉移超前架,确保初撑力不低于 24MPa。 2工作面过断层带,顶板不平、 破碎机道掉顶时,必须 及时用木料穿顶过实。 3卧底段采用风钻打眼,炮眼布置在岩石中,随工作面 逐刀推进,破岩石高度不断增加,当破岩高度达到0. 8m及以 上时,炮眼采用双排眼布置,在0. 8m以下时,采用单排眼布 置,眼深为1.0m,眼距为0.8m,装药量为0.3kgΠ 眼。 4打眼时三人一组,两人操作打眼,一人负责监护安 全,发现不安全隐患,及时停止工作进行处理。 5打眼前,必须将支架移到位,打开护帮板,护住煤壁。 6打完眼后方可开始定炮,必须采用正向定炮,一次定 炮一次放炮,严禁一次定炮分次放炮,定炮时必须使用好水 炮泥,炮眼剩余部分用粘土炮泥填满封实。 7放炮前必须将放炮地点的支架进行二次注液,确保 支架初撑力不低于24MPa。为防止放炮崩坏支架、 机组,放炮 前,必须将放炮地点及上、 下15m范围内的支架立柱活柱段 全部用防矸皮带包好,机组要放在放炮地点以下,距离不得 低于30m。放炮时放炮段在溜子电缆槽位置吊挂挡矸皮带, 防止矸石崩入人行道。 8工作面定炮时,必须将雷管脚线扭结并悬空,严禁搭 落在溜子内,人员进入机道联炮时,必须停止溜子运转。 9工作面必须安设专用洒水防尘软管,放炮前后必须 对放炮地点30m范围内进行洒水降尘,严格执行 “一炮三 检” 、“三人联锁” 、“三保险” 和 “放炮时控卡” 放炮制度。放炮 时采用上拉线,拉线距离 ≥50m。 10每次放炮前,班组长必须安排撤人布岗,安排专人 分别在放炮地点上、 下50m支护完整处站岗,严禁人员通过。 11、 每次放炮后,班组长与放炮员必须详细检查爆破 情况及放炮地点的支架情况,放炮挑顶后,必须保证采高达 到2.0m,由于断层造成采高变化,而且变化点随工作面推采 而移动,所以要及时延缩支架的机械加长段,使支架立柱活 柱伸出量始终保持在400～600mm之间。 12如果出现拒爆,必须严格按 煤矿安全技术操作规 程 处理拒爆的方法进行处理,拒爆不处理,严禁进行其它工 作。 13因断层向下揭露较快,可能造成断层以下局部托顶 煤,托顶煤时,要及时对留顶煤段支架进行注液,保证初撑力 符合规程规定。工作面顶板破碎或不平时,必须在支架顶梁 上方用木料将顶板穿实过平,使支架顶梁充分接顶。如果顶 梁端面距超过340mm,打眼时,必须拉移超前架。 14托顶煤时,托顶煤段的支架顶梁上方铺设塑料网, 网与网之间用螺旋丝连接牢固,每刀要在支架顶梁上沿工作 面的倾斜方向使用半圆木进行护顶,半圆木长1. 5m,分别搭 接在相邻两支架的顶梁上,防止移架时顶煤冒落。 15进入机道作业必须停止机组、 溜子运转并停电闭 锁,严禁开机、 开溜与打眼、 定炮、 支卸柱等工序平行作业,施 工前,必须在有效支护的保护下用长把工具敲帮问顶,摘除 危岩悬矸和松动的煤帮。 16进入机道打眼时,打眼段上方5m处,必须在溜子两 侧各支设一棵单体支柱,用1.5m长的半园木设好遮挡,遮挡 高度 ≥0.5m。 17放炮后要检查有无大块矸石,有大块矸石要进行破 碎处理,严禁长度 20cm的矸石进入运输系统。 18安监员要盯放炮的全过程,监督放炮员按照规定进 行放炮,并按规定在爆破时控卡上签字。 19施工过程中必须由盯班副队长和班组长现场指挥、 监护,确保施工安全。 5 结 论 7192面通过以上措施的严格落实,已经顺利通过该断 层,并且每天推进度在4. 8m左右,实现了安全高效,为今后 大倾角煤层过逆断层积累了丰富的现场经验。 作者简介 张新亚 1964年生,男,高级工程师,大学文化, 现任新汶矿业集团潘西煤矿生产矿长,曾发表文章多篇。 62 山东煤炭科技 2006年第3期