浅谈肖家洼煤矿矿压管理与围岩控制技术.pdf

文章编号院1008-3731渊2018冤04-0078-04 Discussion on control technology of mine pressure and surrounding rock in Xiaojiawa Coal Mine SHANG Yan-hui Xiaojiawa Coal Mine袁Shanxi Jinxing Energy Co.袁Ltd.袁 L俟liang袁Shanxi袁033600 Abstract院With the continuous extension of mining level, the study and mastery of the law of rock pressure ap鄄 pearance under specific geological conditions has provided technical guarantee for roadway supporting parameter optimization, roadway surrounding rock control in fractured zone, safe and efficient mining in working face, and has realized the double promotion of safety management and economic benefits. This paper studied and analysed the field pressure management and surrounding rock control technology of mining influence roadway in Xiaojiawa Coal Mine, which has important guiding significance for safety production of Xiaojiawa Coal Mine. Keywords院mine pressure management; surrounding rock control; online monitoring CLC number院TD322Document identification code B 浅谈肖家洼煤矿矿压管理与围岩控制技术 尚延辉 渊山西锦兴能源有限公司 肖家洼煤矿袁山西 吕梁 033600冤 摘要院随着矿井开采水平不断延伸袁研究掌握特定地质条件下矿压显现规律袁为巷道支护参数 优化尧破碎带巷道围岩控制尧工作面安全高效回采等工作提供了技术保障袁实现了安全管理和经 济效益双提升遥 从肖家洼煤矿现场矿压管理方法尧 采动影响巷道围岩控制技术方面进行研究分 析袁对肖家洼煤矿安全生产有重要指导意义遥 关键词院矿压管理曰围岩控制曰在线监测 中图分类号院TD 322文献标志码院B 1肖家洼煤矿生产概况 山西锦兴能源有限公司肖家洼煤矿矿井核定 生产能力 800 万 t/a袁矿井主采山西组 8 煤和太原组 13 煤遥 目前开采750 m 水平袁投产两个采区袁该水 平分 8 煤 11 采区和 13 煤 21 采区袁11 采区采用走 向长壁综合机械化一次采全高采煤方法曰21 采区采 用走向长壁综采放顶煤采煤方法遥 11尧21 采区分别 布置一个综采综放工作面和两个掘进工作面袁掘进 工作面平巷长度平均为 3 200 m袁 切眼平均长度为 245 m袁工作面采用单翼走向长壁后退式采煤方法袁 由于 8 号煤压 13 号煤 渊平均间距为 75 m冤袁11 采 区尧21 采区采煤工作面无法实现跳采袁 因此矿井两 采区都存在单翼迎压掘进情况遥 受回采工作面采动 影响袁巷道压力显现明显遥 21 采区巷道矿压显现现 象非常明显遥 21 采区巷道布置图袁如图 1 所示遥 煤炭科技 悦韵粤蕴 杂悦陨耘晕悦耘 驭 栽耘悦匀晕韵蕴韵郧再 酝粤郧粤在陨晕耘 圆园员8 年第 4 期 晕燥援 4圆园员878 图 1KJ653煤矿顶板动态渊无线网络冤监测系统采场测点布置 2矿压管理简介 2.1矿压管理背景 由于肖家洼煤矿首采区渊11尧21 采区冤布置方式 为单翼布置袁采煤工作面按顺序交替回采袁因此备 采工作面材料平巷长期面临迎压掘进尧回采动压影 响的困难袁巷道出现大范围顶板来压下沉袁帮部片 帮严重袁底鼓量较大的矿压显现现象袁同时回采工 作面两平巷也如此袁肖家洼煤矿受动压影响巷道接 近 12 000 m袁同时还有 11 采区 110805 等长期搁置 备采工作面袁也有矿山压力显现遥 巷道受影响范围 广尧危害大遥 同时由于矿井巷道范围广袁现场平均 20 m 布置一个点袁共需 20 个点袁观测周期为 1 次/ d袁因此需进行大量观测工作及进行数据收集整理尧 分析总结为巷道补强支护提供可靠依据遥 如果观测 不到位袁将存在较大的安全隐患遥 根据目前矿井开采情况袁每年矿井采深增加 40 耀 60 m袁矿压显现剧烈袁现场矿压管控范围广尧难度 大遥 因此开展矿压管理规律研究工作对于矿井安全 生产有着至关重要的作用遥 2.2矿压在线监测系统 目前肖家洼煤矿矿压管理利用尤洛卡 KJ653 矿压在线系统袁 实现采煤工作面矿压实时在线监 测袁CMPSES 监测分析软件综合了矿压理论数学模 型袁支持综合专业化数据分析袁包括工作面支架循 环工作阻力分析尧测线渊或上尧中尧下部冤顶板运动规 律分析尧工作面顶板压力分布分析尧支架液压系统 故障诊断尧工作面周期来压步距尧强度分析等袁为工 作面安全回采提供有力保障遥 在巷道回采尧掘进期间袁充分利用尤洛卡 KJ653 矿压在线系统尧顶板离层仪尧十字布点观测渊观测巷 道围岩变形尧分析工作面超前压力分布规律冤等进 行观测管理袁 巷道每 100 m 安设一组顶板离层仪遥 对于巷道矿压显现剧烈区域布设钻孔应力计渊工作 面超前应力分布规律冤进行观测袁每周矿压管理人 员进行总结分析袁 发现问题及时采取加固措施袁为 巷道安全建立了良好的监测基础遥 2.3工作面矿压规律 13 煤初次来压步距为 9 耀 12. 8 m袁 平均为 10. 1 m袁有明显的周期来压现象袁周期来压步距为 12. 2 m曰来压期间平均动载系数为 1. 62袁理论值与现场 实测数据较为吻合曰13 煤工作面上下平巷顶板下沉 量与两帮移近量均保持在 100 mm 以下袁 巷道围岩 稳定袁现有支护方案能够满足生产要求遥 在工作面 回采期间袁巷道超前工作面 30 m 范围内时袁变形相 对剧烈遥 采用现有锚网索联合支护方案袁围岩控制 效果较好遥 8 煤初次来压步距 28. 6 耀 41. 6 m袁 平均 35. 6 m袁 有明显的周期来压现象袁 周期来压步距平均为 25. 3 m曰8 煤工作面上下平巷顶板下沉量与两帮移 近量均保持在 180 mm 以下袁巷道围岩稳定袁现有支 护方案能够满足生产要求遥 在工作面回采期间袁巷 道超前工作面 30 m 范围内时袁变形相对剧烈遥 采用 现有锚网索联合支护方案袁围岩控制效果较好遥 3肖家洼煤矿围岩控制技术 3.1矿井巷道支护参数 3.1.111 采区渊8 煤冤支护参数 11 采区平均厚度为 3. 2 m袁工作面平巷布置在 煤层中袁采用矩形断面袁顶板岩性为砂质泥岩袁底板 岩性为泥岩袁巷道净断面为 16. 2 m2渊宽 伊 高 5.4 m 伊 3. 2 m冤袁采用锚网索W 钢带联合支护袁锚杆间 排距为 0. 8 m 伊 0. 8m袁锚索间排距为 1. 6 m 伊 1. 6 m袁每排布置 3 根袁如图 2 所示遥 根据矿井实际生产 情况及矿压总结分析袁现采用的支护方式基本满足 矿井安全生产要求遥 图 2肖家洼煤矿 8 煤巷道支护断面渊mm冤 3.1.221 采区渊13 煤冤支护参数 13 煤平均厚度为 11. 5 m袁 工作面平巷布置在 煤层底板中袁采用矩形断面袁顶板岩性为砂质泥岩 和泥岩袁基本顶为中粗粒砂岩袁常见炭质泥岩伪顶袁 底板岩性为泥岩和砂质泥岩袁有时为粉砂岩或泥灰 岩袁普遍存在着炭质泥岩伪底遥 巷道净断面为 尚延辉院浅谈肖家洼煤矿矿压管理与围岩控制技术圆园员8 年第 4 期 79 19. 98 m2渊宽 伊 高 5. 4 m 伊 3. 7 m冤袁采用锚网索 W 钢带联合支护袁锚杆间排距为 0. 8 m 伊 0. 8 m袁锚 索间排距为 1. 6 m 伊 1. 6 m袁每排布置 3 根袁如图 3 所示遥 根据矿井实际生产情况及矿压总结分析袁现 采用的支护方式基本满足矿井安全生产要求遥 图 3肖家洼煤矿 13 煤平巷支护断面渊mm冤 3.2矿井巷道围岩控制技术 3.2.1工作面采动影响范围 受工作面采动影响袁在工作面临近巷道布设十 字观测点袁巷道每隔 10 m 布设一个十字点袁用于观 测巷道变形情况袁汇总收集尧整理分析后得出观测 结果遥 如图 4 所示遥 图 4围岩变形数据 依据上述数据结合工作面推进距离与巷道围 岩变形实际情况得出以下结论院 8 煤工作面回采动压对相邻掘进巷道影响范围 为院超前综采工作面 100 耀 150 m袁滞后综采工作面 200 耀 300 m袁邻近回采工作面回采巷道顶板尧非采 煤帮稳定袁 采煤帮局部出现玻璃钢锚杆断裂现象袁 底板局部出现施工地坪破坏现象遥 13 煤工作面回采动压对相邻掘进巷道影响范 围为院超前掘进工作面 150 耀 200 m袁滞后掘进工作 面 400 耀 500 m袁邻近回采工作面回采巷道顶板尧非 采煤帮稳定袁 采煤帮局部出现玻璃钢锚杆断裂现 象袁底板局部出现施工地坪破坏现象遥 3.2.2破碎带巷道围岩控制技术 根据肖家洼煤矿现场实际支护情况与矿压显 现规律袁现有锚网索野W冶形钢带支护基本可满足巷 道支护要求遥 该围岩控制技术平面尧断面补强支护 参数如图 5 所示遥 图 5围岩支护 mm 渊1冤 区域巷道进行锚索梁加固袁 控制巷道横向 变形袁锚索梁采用 11 号矿用工字钢加工袁长度为 5 000 mm袁使用 3 根锚索吊挂袁锚索采用锚索规格 21. 6 mm 伊 L12 000 mm袁 托盘 150 mm 伊 150 mm 伊 10 mmQ235 拱形钢板袁锚索抗拔力不小于 15 t袁如 图 6 所示遥 渊2冤 对压力显现剧烈段巷道采取锚索组加固袁 控制巷道纵向变形袁锚索组托盘采用 15 mm 钢板加 工袁规格为长 伊 宽 500 mm 伊 500 mm袁采用 5 根 锚索吊挂袁 锚索长度分别为院15 m 渊下转第 86 页冤 圆园员8 年第 4 期煤炭科技 80 渊上接第 80 页冤渊布置在锚索托盘中间冤及 14尧14. 5尧 12. 5尧12 m渊12. 5 与 14. 5m 锚索对角布置尧12 m 与 14 m 锚索对角布置冤袁如图 7 所示遥 图 6锚索梁示意 mm 图 7锚索组示意mm 渊3冤 帮部采用螺纹钢锚杆钢筋梯支护袁钢筋梯 采用14 mm 圆钢加工袁长度 3 000 mm袁排距 800 mm袁每根钢筋梯使用 4 根螺纹钢锚杆挂扣袁挂扣间 距为 800 mm袁如图 8 所示遥 图 8 钢筋梯示意mm 渊4冤 顶板破碎带采用高水速凝材料进行注浆造 顶袁使破碎带形成整体遥 渊5冤 受二次采动影响袁 巷道主要采用单体补强 支护控制顶板下沉袁 底鼓部分卧底保证超前架尧前 溜尧煤机尧排头架安全通过遥 3.3结 语 肖家洼煤矿结合国内先进巷道支护工艺袁创立 了矿压管理与围岩控制技术研究管理体系袁为矿井 下一开采水平延伸奠定了良好的技术基础袁保障了 矿井安全高效生产袁同时为国内同类型地质条件矿 井积累了宝贵的经验遥 渊收稿日期院2017-09-16冤 作者简介院尚延辉1990要 袁男袁内蒙古包头人袁2013 年 毕业于内蒙古科技大学采矿工程专业袁 山西锦兴能源有限 公司肖家洼煤矿助理工程师遥 渊2冤 加强支架的支护强度袁确保支架支护质量袁 支架初撑力不低于 24 MPa遥 渊3冤 采煤机割煤后袁要及时移架袁移架与煤机后 滚筒的距离不得超过 6 m袁防止长时间空顶遥 渊4冤 工作面冒顶危险时袁及时用木料接顶袁并支 好支架或及时拉超前架遥 渊5冤 端面距控制在 489 耀 1 289 mm袁 煤机割完 后袁及时拉移超前架袁端面距不大于 1 289 mm遥 4结语 通过对 7130 工作面顶板稳定性控制存在问题 进行分析袁提出了在生产过程中工作面设备的防倒 防滑技术和顶板稳定性控制措施袁包括工作面煤壁 防片帮冒顶技术袁 保证了 7130 工作面安全高效生 产遥 参考文献院 [员]李文树,房局,曹树刚,等.俯伪斜工作面支架稳定性分析及控 制技术[J].中国矿业,2017,265132 - 136. [2]解鹏涛.大倾角工作面复合顶板开采冒顶原因及处理措施研究. 煤炭科技,2017375 - 76. [3]申海龙袁万首成.沿空留巷联系加强支护技术在综采工作面的应 用[J].煤炭科技袁2018渊3冤院81 - 83. 渊收稿日期院2018-08-07冤 作者简介院韩永亮渊1984要冤袁男袁河北石家庄人袁2012 年毕业于中国矿业大学采矿工程专业袁 徐州矿务集团有限 公司三河尖煤矿工程师遥 圆园员8 年第 4 期煤炭科技 86