深部“孤岛”初采预裂顶板开采工艺的应用.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 7 年第5 期 总第1 4 0 期 深部“ 孤岛“ 初采预裂顶板开采工艺的应用 王常利 山西省大同市左云县 小京 庄 乡东古城煤矿 ，山西 大同 0 3 7 0 0 0 摘要通过对 9 3 0 3工作面矿压观测， 初步掌握 了深部“ 孤 岛” 开采综放工作面矿压显现规律 关键词深部开采； “ 孤 岛” 综放 工作面； 预裂顶板 中图分类号 T D 8 2 3 ． 4 9 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 7 0 5 0 0 4 2 0 2 The Ap pl i c a t i o n o f M i ni n g Te c hn o l o g y o f Pr e - - s p l i t t i ng Ro o f i n t h e Fi r s t M i n i n g o f De e p I s l a nd W a l l g Ct l a ng l i X i a o j i n g z h m mg 、 ’ i l l a g e o f Z u o y u n C o u n l y o f 1 o n g a ll [ ‘ i m I t c i t y c o a l i n d u s t r ’ f ． I JI 【{ o f S h a n x i l a l i mp o r t a n d e x p o tc o q ml a t i o n ． S h a n x i Da t o n g 0 3 7 0 0 0 Abs t r a c t Ry ob s e p , a t i { m ‘ l I I t h e g r ． un d．-； t r e g g, o f 03 r d 1 e y c m { 93 w‘ ki n g f a P a n d e l e men t a l ’y fin d t h e I ll i l l lpIe S S UI P} eh a v i o r o f d ee p i da n d I u l b I l 1 ‘ I 1 | l I fi z e d mi n i n g f a c e ． Ke y wo r d s d e t 1 ’ mi ri n g i s l a n d f u l l 一 n l l f ’ h a n i z e d mi n i l l g I I 。 P l n P s p l i t t i n g r o o f 综 放开采技术经过十多年的试验研 究摊广 ， 日 前已成 为我 国煤 炭机械 化开 采高 产高效 的 主要 方 法之一 。 日前我矿 的采 煤面接续 比较 紧张 ， 煤炭资 源逐 步匮乏 ， 矿井生 产逐 步向纵深发 展 ， 随着 开采 深度 的增大 ， 在各种应力的作用 下， “ 孤岛” 开采增加 诱发 冲i缶地压的因素 在我矿显的尤为重要 。 1 概况 图 1 9 3 0 3综 放 工 作 面 平 面 布 置 示 意 图 南电煤矿 9 3． 0 3一 l 作 面位 于九采二 分区东北 部 ， 卜部为 9 3 0 5工作 面 采空区 相邻 ， 下部 为 9 3 。0 l I 怍面 采空区 相邻 ， 东北 【作面切眼处 为九 果断I X ,l J ． 西南靠近 3 风氰化露头处 该面地 而标 高 5 0 ． 5 2～5 7 ． 0 6 m ，平 均 5 4 ． 5 2 m T 作 面标 高 一 4 l 0． 一 5 1 0 m ， 平均 一 4 6 0 Il l 、 该面走 向长度宽而 6 5 0 I n ， 窄 面 2 3 0 I l l ， 倾 斜 长度 宽面 1 2 2 I l l ， 窄 而 4 2 1 1 1煤层厚度 1 ． 5 0～5 ． 7 0 m ， 平均 5 ． O m。 煤 倾 4一 角 4～2 6 。 ，平均 l 3 。。老顶为粉细砂岩互层 ， 灰 ～深灰 色 ， 含植物化石碎 片 ， 夹薄层炭 质泥岩 ， 岩 层较硬。 厚度 1 4 ． 1 9～6 ． 8 4 m ， 平均． 1 0 ． 5 2 m 直接顶 为粉砂岩 ， 灰 黑色 ， 水平层理 ， 层间 夹菱铁 矿晶体 ， 含植物化 石碎 片 ， 普 氏硬 度 f 4～5 。厚度 5 ． 0 9～ 3 ． 1 l m 。 平均 3 ． 9 m。直接底 为粉砂岩 ， 灰黑色 ， 含植 物根部化石 ， 呈 团块状构造 ， 普氏硬度 f 4～6 。 厚度 6 ． 1 9 ～ 2 ． 3 2 m ， 平均 4 ． 2 6 m 2 解 围措 施 根据 我矿的生产实际以及地质条件 、 生 产条件 的影响 ， 为 _ r减缓初 次放顶期 间， 大面积顶板垮落时 对 丁作面的冲击影响 、经矿 及有关技术部门研究决 定 主要采取 了以下几项措施 。 2 ． 1 顺槽两帮深孔卸压 在 上下顺槽 两帮实体侧及 中间巷两帮每隔 3 m 各打孔深 1 5 m，孑 L 径 0 ． 1 5 m 的卸压孑 L 。卸 孔是利 用钻孔方 法消除或减缓 冲击地压危险的解 嗣措施 ， 尽管钻孔 直径 不大 ，但钻 孑 L 冲 击时煤 粉量 显著增 多。因此 ， 在每一个钻孑 L 周围形成一定的破碎 区， 当 这些破碎 相互接近后 。便能使煤层破裂卸 压。钻 孔卸压的实质是利用高应力条件下 ， 煤层 中积聚的 弹性能来 破坏钻 孔周 围的煤体 ， 使煤层 卸压 ， 释放 能量 予以消除危险。 2 ． 2切 眼及 中 间巷 顶板 爆 破 预 列 裂 煤矿 现代化 2 0 1 7 年第5 期 总第1 4 0 期 2 ． 2 ． 1 钻 孔 位 置 『 1 1 I 1 】 巷内距 1 作面切眼 l 5 0 m ㈨I ～，采H j z I J 一 6 5 0 J 机施 I 3组爆破卸J t 4 L 第一组存距 4 0 m， 啪J 仇置 l 1 个爆破卸 I i T L ， 孔深 4 0 n ， ， 孔 f 0 ． 0 8 n 1 ， l 作面 力 向打至 切叭化 ， 实现 硬 顶 板部化手 惜 ； 第 组在距 切Ⅱ 良9 0 m． 粥 7 个爆 做卸 』 孔 ， 孔 4 0 m， 向 f 作 而方 打至 切眼 5 0 m 化 ， 现 老顶 『 欠来 之前的趟f j 仃 卸 第 一 i 组 l 』 J U 1 5 0 t I ，粥 伽置 7个爆做卸 J i 4 L ，孔 深 6 m， ⋯ 作丽 力 向打至距切眼 l O O m佗 ， 实现 l 作而第一 次 ‘ 来 之 前的超前卸 2 ． 2 ． 2 爆 破要 求 【 l 】 炸约 采用 S M 1 1 1犁二 绒煤矿汁川 小直 水胶炸药 ， 水H 交 炸药的规格 为 2 7 mm X 4 l l I I 1 1 ， Jj 签 - I旦 t 3 0 0 g ／ 卷 ，按照每孔装药 3 0 k g汁算 ， 2 5个爆 破孔总汁 7 5 0 k g 2 1 j 煤f 1 ’ _ { 1 用毫秒延 馁 3J HL 为保证封孔 质 ，果川 6 0 n 1 I 1 1 X 5 0 0 m n的水泥锚 剂 代替黄炮 泥 ， 将雷管币 所有药 苍送 入孔 后 ， { 将水泥锚 l 占 1 剂波泡 l O m i ／ ， 待完 伞 浸 后J l八实杆逐渐送入孔 底分实 ， ,J 4 L K度 小 于 1 0 1 I I 顶部 裂顶板 ， 为避免 t 艇 顶板大面积怂 媒 灾然垮落造成事故 ， 爆破卸 J 怂彳 丁 控 制地 释放 内部集 t ， } 力的有效手段 ． 煤 岩层 深部形 断 裂带 ， 提 前 r裂顶板 ， 防 止应 力过渡集『 f 】 以改 变- 艘 顶板垮 落性 能 ， 促 使其增 J J I J 弱 而 ． 改 变 结 芷恹 条什 ， 使j I 住较小的面积 f 较 加、『 『 f IJ I ～就能 垮 ， 他 戈端 成为 简支悬臂 ， 从m 缩 硬 岩层 的 次垮落步 ， 减小 顶板移动f j 、 j 对 _芰架 煤 施 n l J 的{ 持 J 阿“ ， J 及冲止 力 ． 图 一-1 9 3 0 3工 作面切眼及 中间巷顶板深 孔爆破 图 2 ． 3 电磁 辐射 、 钻屑监测及爆破卸压 “ 过 【 { 】 ． 利刖 K B D 5电磁甜 t{ 射仪 ， 分圳埘 } 苘1 “ J 安 体侧 及中 间巷 1 2 0 m范 I J 、 J ，饵 隔 ⋯ n进 f 定点 测 ， 对异 ’ 部似 ， 埂f 1 、 f 通 I 防 冲队 采取钻 髑法 检验 ， 川 1 现翘 现 象， 、 埘 陔地 点进行爆破卸 3 效 果与评 价 经 过 以 卜各坝 f 的j ．f { ， 过 观删 ， I 作而 【 口 l 采过 程 [ } 1 ． 作 f 葵顶 } J J 次垮 落 、 琶顶 初次来 ，支圈划米 步 1 I； I5 仃所减小 ， 来 强 瞍大 幅度减弱 ， 减 缓 J I 作 的超 前』 ／ J ， 改善 _r顶饭 镑理条件 为 的发个 、 快速 、 高效， 起到 J 积极 推动作用 ～ 我们对这利 t 汞煤 i 艺的 I 作而 ， 实施 整 个过程 的临测 ， 收僻 r 0 i 的观场 资料 ， 很好的指 1广I 作面安 伞 的 利逊 ， 今后深部类 似 f 作而开采技术的f f i 广 川f 累 J 一卜 寓的经验 表 】 经济和社 会效益对照 表 4 经济效 益和社会 效益 深部 “ 孤 岛 ”l 作 趟 颅 裂爆破 ”采 I 艺的 应川 ， 为我矿取褂 rf f 脱n 勺 济效 i 干 礼 会效益 I 9 3． 0 3 】 竹； 【 f 1 f j 卡 l j 5 f n 9 3 1 0 5 I 作旧 同 期卡 I i 比 ． 根据统 汁 I 1J 】 n 作 { 』 J 次放顺期 Ii l J ． 顶 板事敝率明显降f E 7 【 1 ％， J t 饥 提高 7 ， 多采煤 炭 8 ． 3万 1 ，按 吨 7 0 0儿 汁钟 ，增 『 J l1 经 济效 5 8 l 0 0 万 元 2 ⋯于 顶板 ‘ J { lf 改 的降低 ， 减 ， _ r， I ， 1 ， 降低 了生产材料的投 入，人火减 少 r 时费刖 ， 提 高 J 生 产效率干 一 炭质 ， 潲除 r 奠令隐患 ， 儿有 良好地社会币 Ⅱ 经济效 作者简 介 王常利 1 9 8 4 一 ． 男． 山西 肖瑚 州市应县 ， 2 1 4年毕 业 于 东北大 学， 本科 ， 采 矿X - 杜专 止， 助理 工程 师， 研 究方向 矿 井 通 风 j￡稿 日期 2 01 7 - 3 一l 2 43