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《煤礦現(xiàn)代化雜志》2014年第四期
1工作面快速推進(jìn)面臨的難題
通過三維地震勘探技術(shù)對(duì)8203大采高綜放工作面進(jìn)行了探測(cè),結(jié)果表明,影響5號(hào)煤層的斷層58條斷層,其中大于5m的斷層34條,控制程度較差斷層4條,異常斷層24條。8203工作面總體上為一走向近東西、傾向北的單斜構(gòu)造,在單斜構(gòu)造的基礎(chǔ)上發(fā)育有次一級(jí)的褶曲,幅度局部大于5m。工作面共有斷層8條,DF325大斷層和DF56大斷層對(duì)工作面回采影響較大。二者導(dǎo)致整個(gè)工作面小斷裂及裂隙發(fā)育,滑面較多,斷層處煤巖松軟破碎。其中DF325斷層(如圖1所示)為正斷層,走向東西向,傾向南,斷層傾角50°~60°,落差30~100m。錯(cuò)斷層位5號(hào)~8號(hào)煤層,區(qū)內(nèi)最大延展長(zhǎng)度3009m。DF56斷層(如圖2所示)為正斷層,走向近東西向,傾向南,斷層傾角65°~78°,落差0~8m,位于測(cè)區(qū)的中部,為走向正斷層。錯(cuò)斷層位5號(hào)~8號(hào)煤層,區(qū)內(nèi)最大延展長(zhǎng)度826m。探測(cè)發(fā)現(xiàn)陷落柱構(gòu)造8個(gè),反射異常區(qū)有2個(gè),陷落柱均同時(shí)陷落5號(hào)煤層和8號(hào)煤,如圖3所示。對(duì)8203工作面有較大影響的陷落柱2個(gè)。斷層和陷落柱的存在嚴(yán)重影響了首采面的推進(jìn)速度。
2工作面快速通過復(fù)雜地質(zhì)條件的對(duì)策
2.1快速過斷層技術(shù)
2.1.1加強(qiáng)頂板控制頂板穩(wěn)定是工作面快速推進(jìn)的前提,因此,8203大采高綜放工作面過斷層期間,尤其要加強(qiáng)對(duì)斷層頂板的控制,防止頂板冒頂。為此,我礦在工作面上下兩巷附近,提高超前支護(hù)支柱密度,提高對(duì)頂板的支護(hù)強(qiáng)度。同時(shí),工作面支架采取帶壓移架,以減少移架造成的頂板破壞,有效減少處理冒頂事故的時(shí)間,提高了工作面的推進(jìn)速度。
2.1.2減小工作面進(jìn)刀量斷層附近,煤層較為破碎,對(duì)于割煤高度為4.3m的大采高工作面,片幫尤其嚴(yán)重。針對(duì)這一情況,在過斷層的過程中,我礦采取減少采煤機(jī)一次進(jìn)刀量,提高牽引速度,實(shí)行淺割快跑的方法。該方法降低了頂板破碎程度,有效控制了冒頂事故,從而使工作面在過斷層的過程中,速度基本未下降。
2.1.3提前探放水由于斷層破壞了巖體的原有連續(xù)性和堅(jiān)固性,使得巖體擁有大小不一、性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)面,巖體中所有裂隙、結(jié)構(gòu)面都為地下水儲(chǔ)存、運(yùn)移創(chuàng)造了條件。我礦積極制定措施,提前做好探放水工作,做好防水和疏導(dǎo)措施,為工作面快速推進(jìn)創(chuàng)造條件。
2.1.4加強(qiáng)管理和設(shè)備維護(hù)8203工作面過斷層過程中,我礦加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備、工序的管理和維護(hù)。控制工作面的平度和制度。同時(shí)提高液壓支架的初撐力,提高乳化液泵站壓力,保障供液系統(tǒng)完好不漏液,加強(qiáng)工作面工程質(zhì)量管理,規(guī)范人的行為,避免因盲目操作。
2.2快速過陷落柱技術(shù)
回采工作面過陷落柱一般有兩種方法,繞過和強(qiáng)過。根據(jù)相關(guān)資料分析,大部分陷落柱具有導(dǎo)水性,一旦采掘活動(dòng)揭露此類陷落柱,就會(huì)發(fā)生突水事件。8203大采高綜放工作面主要從防治水角度及頂板控制方面強(qiáng)行推過陷落柱,主要采取以下措施:
2.2.1確定陷落柱的范圍和導(dǎo)水性當(dāng)8203大采高綜放工作面靠近陷落柱時(shí),采用鉆探的方式,圈定陷落柱的范圍,以便及時(shí)了解陷落柱的情況,也為探究陷落柱的導(dǎo)水性提供依據(jù)。鉆場(chǎng)位置確定為2203皮帶巷以及工作面。
2.2.2強(qiáng)化頂板管理當(dāng)工作面接近陷落柱時(shí),提前調(diào)整架高,為強(qiáng)行通過陷落柱做準(zhǔn)備。鋪網(wǎng)護(hù)頂,為防止拉架時(shí)頂板掉矸冒頂,陷落柱范圍內(nèi)采用鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)的方法控制頂板,金屬網(wǎng)規(guī)格為5000mm×900mm,網(wǎng)孔為45mm×45mm。距陷落柱10m時(shí),在支架頂板鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)應(yīng)與原巷道錨網(wǎng)連接,根據(jù)陷落柱實(shí)際揭露情況,鋪網(wǎng)范圍可向工作面內(nèi)延伸。采煤機(jī)割煤后,若新暴露出來的頂板在支架卸載前移時(shí)前不冒落,則可采取平行工作面挑梁護(hù)頂?shù)姆椒刂祈敯濉m敯迤扑椋罕谄瑤蛧?yán)重,造成工作面漏頂,嚴(yán)重影響工作面正常回采時(shí),可采用注射碼麗散對(duì)工作面前及頂板煤(巖)體進(jìn)行加固。
2.2.3爆破破巖陷落柱巖性較硬,為了提高采煤機(jī)割巖速度,在陷落柱工作面測(cè)布置五花炮眼,眼深1m,間距900mm,嚴(yán)格控制裝藥量,對(duì)巖體進(jìn)行松動(dòng)爆破。提高割巖速率,減少截齒損耗量,最終提高8203大采高綜放工作面推進(jìn)速度。
3結(jié)論
(1)8203大采高綜放工作面在提前探放水的基礎(chǔ)上,通過加強(qiáng)頂板控制、減小工作面進(jìn)刀量,并結(jié)合加強(qiáng)管理和設(shè)備維護(hù)等手段,順利通過了斷層,實(shí)現(xiàn)了工作面持續(xù)快速推進(jìn)。(2)通過確定陷落柱的范圍和導(dǎo)水性、加強(qiáng)頂板管理,并針對(duì)8203工作面硬巖性陷落柱實(shí)施爆破破巖,從防治水角度及頂板控制方面強(qiáng)行推過陷落柱,節(jié)約了繞過時(shí)間,提高了工作面推進(jìn)速度。(3)金莊煤業(yè)8203大采高綜放工作面快速通過斷層、陷落柱復(fù)雜地質(zhì)條件的技術(shù),具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,也為類似地質(zhì)條件的礦井提供了良好的借鑒。
作者:張彥文單位:金莊煤業(yè)有限責(zé)任公司