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极不稳定复采区域安全回采技术的研究的策略探讨

发布日期:2019-11-30  浏览次数:151
 1 概述 
  大庄矿作为收尾矿井,战场逐步萎缩,2011年以后以回采己三、己四采区大巷柱和残留资源为主。2013年根据采掘接替计划,我矿主要针对己四采区的残留资源进行回收,但是由于周边重组煤矿的相继退出、停止通风排水,我矿矿井受周边重组煤矿老空水影响,己四采区-132水平以下55万吨煤炭资源全部被水淹没,造成采掘接替严重脱节,出现了无煤可采的局面。为了缓解采掘接替紧张,也为了给己四采区的排水工程赢得宝贵时间,延长矿井服务年限。我们利用原有地质技术资料,在地测部门的配合下,决定在己三采区已回采区域布置己16-17-23073三分层复采工作面作为过渡,确保采掘接替不脱节同时实现衰老矿井精采细收。虽然三分层复采工作面顶板破碎、煤层厚薄不均、巷道布置极不规则,开采条件艰难,但是我们积累了一定的回采经验,并成功完成了《大巷煤柱对拉工作面应用悬移支架回采的研究与实施》、《衰老矿井利用悬移支架在复杂地质条件下回采大巷煤柱的探索与实施》、《孤岛不规则对拉工作面90度旋转回采技术的研究与实施》、《大庄矿保边煤柱在复杂条件下安全回采的研究与实施》等科技成果。针对布置和回采己16-17-23073采煤工作面,如何发挥利用好以往取得的成绩,降低回采成本、提高工效,对大庄矿收尾期间的安全、稳定发展有着十分重要的现实意义。 
  2 工作面在回采期间遇到的问题及对策 
  2.1 风巷绞架卧底回采 由于该工作面煤层厚度变化较大,风巷D1测点以里40m布置时,为减少巷道坡度起伏较大,保证巷道平直,造成巷道底板煤层较厚(2.5m)。工作面回采至此段时,风巷采用绞架卧底进行回采。 
  2.2 机巷延长段支架安装搭接及输送机合并 工作面机巷延长段长23m,需提前安装悬移支架。延长段内采用单体柱配工字钢支护,巷道高度1.9-2.1m,巷道内已做过扩帮处理,扩帮后采用工字钢配单体柱支护,切眼宽度满足支架安装需要,切眼内已铺设刮板输送机。 
  2.3 机巷下帮布置对拉工作面 在工作面回采过程中,由于机巷下帮处于区段煤柱中,向机巷下帮掘进布置工作面,待回采工作面推进出来 形成对拉工作面,就能更多的回收煤炭资源。为确保安全施工,我们制定以下安全措施: 
  己16-17-23073采煤工作面补机巷总长142m,工作面机巷里段开口位置在距工作面设计停采线以里50m处,开口沿己16-17煤层底板向东北(方位角N7°)施工31.83m,然后左拐向西(方位角N277°)施工126.52m,最后左拐向东南(方位角N343°)施54.26m与23073机巷贯通。该巷道位于24001采面三分层,该巷开口于23073机巷内,煤层厚时沿煤层底板托煤顶施工,煤层薄时破底板沿再生顶板施工,巷道施工中加强防自燃管理,要严格按照通风部门要求做好防自燃发火工作,保证施工安全。 
  2.4 过薄煤区 根据预定方案,工作面停止回采,将原工作面作为顺槽运输系统,在原工作面机尾延长段的薄煤区边缘,重新铺设刮板输送机为新的工作面。新工作面采用DZ-22型单体液压支柱配2.4mπ型梁对棚支护,边延长边大角度旋转回采。 
  ①根据本采煤工作面三分层及顶板岩性情况,采用单体柱配π型梁对梁五柱式架设作为基本支架,对梁分主、辅支架,以采面下端为主支架,一梁三柱,上端为副支架,一梁两柱,对梁棚距为500mm,主、辅支架间距以两支柱三用阀相距10-20mm为准,三用阀一律平行于采面,出液口端相反打设。②本采煤工作面初采期间采用单体柱配属铰接顶梁进行支护,“二三”排控顶,最大控顶距为4.2m,最小控顶距为3.2。待初采结束后改为单体柱配π型梁进行支护,“二三”排控顶,最大控顶距为3.2m,最小控顶距为2.2m。工作面采用π型梁支护时,每两棚为一组,每组支护棚距500mm±100mm一架,每根π型梁配3棵支柱,使用过程中π型梁下最低站2棵基本柱,严禁单梁单腿使用,支柱初撑力不小于90KN。③采用全部垮落法处理采空区顶板。采空区冒落高度应普遍不少于1.5倍采高,采空区局部悬顶和冒落不充分,面积小于2×5m2时,采取打密集柱和戗柱加强支护,大于2×5m2时,采取打戗棚、木垛、密集柱,加强矿压监测措施;大面积悬顶不落时,除采取上述措施外,必须进行强制放顶。④工作面支柱初撑力不得小于90KN,支柱要全部编号管理,牌号清晰,不得缺梁少柱,每号4节槽,支柱不少于60棵,π型梁不少于24根;工作面支柱要打成直线,柱距、排距符合质量标准化标准,采面拉线长度不小于50米,排距偏差不超过±100mm,柱距不超过±100mm;支柱要迎山有力,不得有退山支柱,单腿梁、宽棚档等不合格支架;顶板要背严刹实,严禁空顶、超高,严禁使用断梁坏柱。⑤前移π型梁维护时顶板要背严刹实,按要求铺好金属网,小棍每150-200mm一根,顶碎地段用竹笆护好顶,防止顶板掉矸伤人。⑥前移π型梁时,两人要配合作业。先检查临近支架情况,如有隐患要先处理好后,再落柱移梁,落柱要慢慢落柱,并随时注意顶板、支架、煤壁、老塘等情况,发现异常要及时采取措施,处理好后,再进行工作。作业时一人站在煤墙侧,将油枪插在中间基本柱上,用手托住π型梁的底面,一人站在老塘侧放顶处斜上方,先缓慢落下老塘侧支柱,并将支柱回出靠好站牢,然后在老塘侧作业人员再缓慢落下中间基本柱,所落高度以能移π型梁即可,π型梁移到位后,要及时将基本柱补齐,严禁单腿梁现象出现。⑦作业时严格执行“敲帮问顶”和“专人观山”制度,及时将顶帮松动的煤岩体和超规伞檐煤处理掉,防止片帮煤或顶板掉矸伤人。⑧加强矿压观测,支架必须升紧升牢确保支架支护强度,压力大、支柱钻底量≥100mm时支柱垫柱鞋。 
  2.5 工作面沿空留巷施工 2013年10月上旬,己16-17-23073采煤工作面上半段旋转回采结束,为更多的回收煤炭资源,按照设计方案六,保留工作面原有支护形成通风系统,将原工作面刮板输送机缩短至第11组支架处避开薄煤区,工作面第1-11组向前推进,工作面机尾上帮沿空留巷形成通风系统。
  工作面第1-11组正常回采,工作面机尾上帮沿空留巷作为风巷使用,沿空留巷段共计长75m,原工作面采用悬移支架和单体柱配π型梁混合支护,原机巷采用单体柱配铰接梁支护。沿空留巷段支护采用DZ-22型单体液压支柱配铰接梁支护,棚距0.5m,竹芭、小棍背顶。沿空留巷段单体柱全部使用防倒链或防倒绳联锁,初撑力不小于90KN。加强对沿空留巷段的清理维护工作,高度不低于1.8m,保证有效的通风断面;支架有歪扭现象及时调整加固,确保支护质量。 
  ①加强沿空留巷段检查检修工作,每班管理人员接班后对沿空留巷段顶板、煤壁、支护情况进行检查,发现隐患及时处理。当班处理不完的工程必须向队值班干部和接班管理人员交代清楚。②作业人员维修过程中要严格执行“敲帮问顶”、“专人观山”制度,及时找掉松动的煤岩体,防止片帮和掉矸伤人。③沿空留巷支护段片帮大于300mm采用卧圆木配单体柱(一梁两柱)或挂梁维护顶板。若出现空顶时,必须用粗杂刹实顶板,维护时单体柱必须打在实底上并且做到迎山有力,并用防倒绳联锁。④沿空留巷段加强矿压观测,确保支护强度。支柱钻底量≥100mm时支柱垫柱鞋,单体柱初撑力不小于90KN。⑤加强沿空留巷段防自燃工作的落实,安排专人负责风障的检查、洒水降尘和撒盐工作,挡风障要接顶接底,上下挡风障搭接严密,发现脱扣时重新吊挂,撕裂的风障及时更换。⑥每隔3-5天当班管理人员要安排专人掀开单体柱段挡风帐,对老塘侧单体柱、棚子进行检查,发现漏液柱折断棚梁及时更换,偏挂棚子及时处理。⑦沿空留巷段受矿山压力影响,支柱扭斜、退山时及时改正规,改柱时坚持拉线改柱,先支后替的原则,严禁冒险落柱。 
  3 结论 
  “极不稳定复采区域安全回采技术的研究与实施”项目自2012年9月实施至2013年10月完工,历时12个月,我们系统完成了工作面防火、替换支架、沿空留巷、运输系统调整、工作面小角度旋转回采、工作面延长缩短、工作面过老巷等多项工程,我们边施工、边学习、边探索,认识到整体顶梁组合悬移液压支架在旋转回采中创造的先进技术,以安全措施为保证,以高效生产为目的,该项目取得了良好的经济效益和社会效益。 

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