孤岛综采工作面安全开采技术研究
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综采俯采工作面安全开采技术探讨周加启,华兴斌(新汶矿业集团翟镇煤矿,山东新泰271204)摘要该文根据翟镇煤矿51105工作面大角度俯采条件下的技术实践,对回采过程中出现的技术难题及其原因进行分析研究,探讨了大角度俯采条件下综采的合理工艺,并取得了显著的效果,对类似条件下的工作面开采提供了技术参考。
关键词俯采综采工艺经济效益中图分类号TD823.89文献标识码B新汶矿业集团翟镇煤矿51105工作面为俯采工作面,俯采角度6 20ʎ,平均15ʎ。
由于采取措施合理,开采取得了成功,经济效益可观,并积累了宝贵经验。
1工作面概况该工作面直接顶为豆青色海绿石细砂岩,厚20.9 m,致密性脆,断口平坦或贝壳状,水平层理,层面富含植物叶部化石碎片,沿层面分布菱铁矿结核,成分石英、长石,钙质胶结;老顶为灰绿色粗砂岩,厚度7.69m,成分石英、长石,钙质胶结,分选性差,坚硬,底部变为石灰岩。
该面直接底为灰绿粉细砂岩互层,厚度25.63 m,含植物碎屑,致密,具斜层理,粘土胶结;老底为灰色粉砂岩,厚度6.83m,性脆,贝壳状断口,致密,含燧石结核。
2采煤工艺与工作面设备配置该面采用俯采倾斜长壁采煤法,全部垮落法管理顶板,本面回采工艺为综采一次采全高工艺。
2.1支架ZY3200/09/21型支架73架,主要技术参数:工作阻力:3200kN初撑力:2008-2518kN支架高度:900 2100mm支架宽度:1420 1590mm支护强度:0.42 0.56MPa底板比压:底座前端0.7-1.3MPa。
2.2采煤机MG2ˑ100/465-W型采煤机:采高:1.2 2m;电机功率:465kW;牵引速度:O 5.9m/min。
2.3运输设备SGZ—730/400型面刮板运输机:电机功率:2ˑ200kW;运输能力:700t/h;中间槽尺寸:1500ˑ730ˑ275mm。
*收稿日期:2012-02-02作者简介:周加启(1964-),男,大学文化,工程师,长期从事采煤一线生产管理,现任翟镇煤矿采煤矿长,在相关刊物发表论文多篇。
孤岛工作面生产技术浅析【摘要】庞庄煤矿实际生产过程中通过进行合理地选择支护方式和回采装备,优选工作面掘进准备,加强监测监控管理,较好地解决了孤岛工作面回采中出现的各种问题,不仅减少了生产成本,同时实现了工作面的安全生产,取得了良好的经济效益。
【关键词】孤岛面;生产技术前言徐矿集团庞庄煤矿是一座年生产能力260万吨的大型现代化矿井,坐落在江苏省三大都市之一的徐州市境内,矿区地理位置优越,水陆空交通十分便利。
现由东城、庞庄、张小楼三对井口组成,井田面积18.3平方公里,工业广场面积1.36平方公里。
张小楼新大井成功改扩建后深度达-1025米,为华东地区第一深井。
由于井田内地质构造比较复杂,开采时间较长,矿区出现孤岛工作面,两巷矿压显现明显,回采难度进一步加大。
1 工作面概况95202工作面介于15-1~16-1勘探线之间,16勘探线穿过本面,地面主要为农田。
95202工作面位于-1025m西一下山采区西翼;工作面浅部一侧为95200采空区,深部一侧为95204采空区;右侧靠近切眼处为K1大断层;上覆75202、75204采空区。
走向长度473m,倾向长(平距)131m,平面积61963m2。
煤层总厚为上分层加下分层厚度。
上分层煤厚1.3~2.2m,向切眼位置逐渐变厚,平均煤厚1.8m;该面夹矸发育,上下分层之间夹矸厚度0.3~0.9m,平均厚度0.6m;下分层煤厚0.8~1.2m,平均厚度1.0m。
f=3。
工业储量为235955t,可采储量224157t。
老顶为互层,厚度为1.98m,岩性为页岩与微波状砂岩薄层互层,以页岩为主,f=3。
直接顶为砂岩,厚度为10.70m,岩性为细粒,含黑色条纹,层理发育,下部致密。
f=4-5。
直接底为页岩,厚度为1.98m,岩性为灰黑色,致密,富含科达木等植物化石,f=3。
老底为砂岩,厚度为8.27m,岩性为细粒,以长石石英为主,富含棕褐色菱鉄质及炭纹,f=4-5。
该面构造相对简单,对回采影响较大的断层主要是:f4号断层。
综采工作面无人化开采技术随着科技的不断发展,采矿行业也在不断向智能化、无人化方向发展。
综采工作面无人化开采技术正是其中的一项重要技术。
本文将围绕这一技术展开介绍和探讨。
综采工作面是矿井开采中的重要部位,也是最危险的地方之一。
传统的综采工作面开采方式需要大量的人力投入,工人需要在狭窄的地下空间进行作业,极易受到煤尘、毒气等危害。
由于综采工作面地质条件复杂、环境恶劣,存在诸多安全隐患。
开发综采工作面无人化开采技术对于提高采矿安全、降低生产成本具有重要意义。
综采工作面无人化开采技术是指利用自动化设备和远程控制系统,实现对综采设备全自动化、无人化操作。
其核心是采用计算机视觉技术、机器人技术、传感器技术等先进技术,替代人工操作,实现对综采机械的全自动控制和运行监测。
1. 无人化采煤机无人化采煤机是综采工作面无人化开采技术的重要应用之一。
它是通过激光测距、摄像头成像等传感器对煤层进行扫描识别,然后使用自动控制系统实现对采煤机的全自动操作。
无人化采煤机不仅能够提高采煤效率,降低人力成本,还能够减少因人为因素造成的事故和损失。
2. 电液控制系统综采工作面的无人化开采技术还包括电液控制系统的应用。
通过电液控制系统,可以实现对综采设备的远程控制和运行监测,避免了工人在危险的工作环境中作业。
通过对设备的远程监测和控制,可以及时发现设备的故障和问题,减少因设备故障造成的停机损失。
3. 基于人工智能的智能化控制系统基于人工智能的智能化控制系统是综采工作面无人化开采技术的新趋势。
通过引入深度学习、强化学习等人工智能技术,能够使控制系统具有自主学习、自适应调节的能力,从而能够更好地适应不同的开采环境和工作条件。
1. 优势(1)提高安全性。
无人化开采技术可以有效减少工人在危险环境中的作业,降低因人为因素造成的事故概率。
(2)提高生产效率。
无人化开采技术能够减少人力成本,提高设备的运行稳定性和可靠性,从而提高生产效率。
(3)降低成本。
新汶矿业(集团)有限责任公司回采工作面补充措施矿(井)名:赵官煤矿区队名:综采一区工作面名称: 2704工作面措施名称:孤岛采煤措施编制日期: 2020年12月28日措施编号: 2704—10#2704工作面采煤安全措施风险评价一、编制原因说明本工作面东为2705工作面现回采结束,西为2703工作面现在已经回采结束,2704形成孤岛工作面,为提高施工时安全性,确保施工安全,特编制本补充措施。
二、编制目的让职工明确施工方法和安全技术措施,指导现场安全施工。
三、孤岛工作面危害:孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点。
采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态,并且受到高应力作用而加剧变形,严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转;一定条件下,采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷,形成大面积片帮,严重时会造成支架压死、设备损坏,挤出的煤体会封堵工作面出口,同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。
四、采取的针对性解决措施1、超前支护范围不低于50 m,确保超前支护强度,班班检查支柱初撑力,确保支护强度;2、增加端头范围内的支护强度,必要时加丛柱。
3、加强工作面顶板的管理,顶板破碎时及时过超前架,确保工作面正常推采。
4、加大对沿空留巷墙体及矸石袋子的充填质量管理,确保墙体质量,减少顶底板移近量,确保巷道高度和宽度。
5、对沿空留巷内顶板的锚索、锚杆及时捆绑,防止崩盘帽伤人,确保安全。
6、及时对沿空留巷变形支柱进行整改,确保支撑强度。
7、对沿空留巷底鼓严重的及时卧底,确保巷道高度。
8、对工作面及两巷进行观测,加强对周期来压期间的顶板及两巷管理。
五、安全技术措施1.本工作面所有作业人员必须学习本安全技术措施并签字作好记录。
2.每班必须开好班前会,值班交待好当班的工作任务和安全注意事项。
进入工作面后检查作业点范围内安全、通风、瓦斯等状况,发现隐患及时处理,确保安全出口畅通,安全确认后方可进行作业。
孤岛采煤工作面冲击地压防治技术研究近年来,中国煤炭开采行业多次发生煤矿孤岛工作面冲击地压事故,造成了一定人身伤害与经济损失,严重影响了我国煤炭业的安全生产。
因此,孤岛工作面冲击地压防治技术已经成为了煤炭安全开采的重要研究课题,需要在原理上阐明孤岛采煤工作面产生冲击的原因和机制,为评估孤岛采煤工作面的可采性和安全性提供科学依据。
本文总结了孤岛工作面产生的原因和机理,并积极探索研究了孤岛采煤工作面地压防治的技术。
标签:孤岛采煤;工作面;冲击地压;防治技术1 引言自工业革命以来,煤炭作为地球上储量最大的化石能源一直作为人类最重要的能源支撑,而大量的煤炭开采,使得易采煤炭资源逐渐枯竭,煤矿正在进入孤岛工作面开采阶段。
但对于孤岛采煤工作面的可采性和安全性在科学和工程学上还没有明确的评价标准和判断方法,因此导致频繁发生孤岛采煤工作面冲击地压事故的频繁发生,比如近几年在黑龙江、江苏、河南、山东、新疆和辽宁等煤矿都发生了此类事故,对煤炭的安全开采工作带来了较为严重的损害,给人民的生命财产安全造成了较大的损失。
因此,国内外诸多煤炭开采专家均展开了对孤岛工作面冲击地压的产生原理、破坏形式、预测预防和处理方式等多方面的研究,并取得了一定的科研成果,但仍然无法完全对孤岛工作面冲击地压形成有效防治,主要原因是未能提出可靠有效的工作面冲击危险性识别方法,并建立行之有效的防治体系。
本文对防冲的孤岛工作面冲击地压的产生机理进行了总结和阐述,对孤岛工作面冲击地压防治技术进行了总结、探索与研究。
2 孤岛工作面冲击地压的产生原因和机理近年来,国内外很多专家学者对孤岛工作面冲击地压的产生原因和机理进行了大量的研究,主要取得以下理论成果:(1)冲击地压主要有煤体压缩型、顶板断裂型和断层错动型三类。
煤体压缩型冲击的发生原因是:当煤炭结构由平衡态过渡到非平衡态时,如果发生了外界扰动,导致煤岩结构失稳;顶板断层型冲击发生的原因是:强大的压力导致顶板产生微破裂,采动扰动使这种微破裂以雪崩扩展形态发生拉伸失稳;断层错动型发生的原因是:在煤岩断层区域,煤炭开采活动引发了断层活化错动,引发错动型冲击地压。
孤岛工作面安全高效回采综合技术研究与应用针对平煤股份十一矿戊9-10-16120孤岛工作面高矿压、易自燃、顶板坚硬、采空区瓦斯异常涌出问题,开展了强化支护、强制放顶、邻近采空区抽放等综合技术的研究和实施,最终达到安全高效的目的。
标签:孤岛工作面瓦斯防治坚硬顶板安全高效1 工作面概况平煤股份十一矿开采的戊9-10-16120综采工作面位于一水平六采区西翼,采面走向长1640m,倾斜长198m,煤层厚度平均2.93m(含夹矸3.52m),煤层埋藏深度为642.71~707.33m。
该采面南部为十一矿戊9-10-16100采面采空区和香山矿的戊9-10-22110采面采空区,北部为十一矿的戊9-10-16140采面采空区,属于孤岛工作面。
2 主要配套设备3 回采综合技术应用3.1 两巷孤岛地应力防治问题该工作面为孤岛工作面,机风两巷均受临近采空区影响,巷道收敛变形严重。
因此,在两巷动压区以外150m采取了复合支护,在原有的锚网支护基础上增加36U支支护。
加强支护强度的同时,对其巷道进行拉底落道,以保证巷道的通风、行人、运输断面要求。
两巷超前支护段,上、下帮采用DZ25~DZ28型单体液压支柱配合HDJA-1200铰接顶梁沿走向各架设一排托棚,机巷靠转载机0.2m处增加一排托棚,风巷距上帮单体支柱0.8m处增加一排托棚,保证机风两巷三排超前支护不低于20m。
风巷移动式泵站后,沿巷道沿走向中心采用DZ25~DZ28型单体液压支柱配合HDJA-1200铰接顶梁架设一排托棚。
要求单体柱打成一条直线并联锁,顶梁全部铰接,单体柱全部用防倒绳拴好,并使用道木代替原有的柱鞋,来增加单体柱受力面积,减少单体柱钻底量,加强支护强度。
风巷超前段下帮铺设一部30m的40T运输机,采用反拉的方式,将风巷超前段扩帮拉底的渣及时运至采面机尾,以减少工人维修拉底的劳动强度。
3.2 防止瓦斯异常涌出措施由于该工作面为孤岛工作面,机风两巷均临近采空区,因此,采用低负压、大流量瓦斯抽放系统抽放上隅角瓦斯和机巷临近采空区瓦斯。
Mineral Technology410《华东科技》谈谈综掘工作面开采技术的现状及发展趋势乔兴军(淮北矿业集团公司西北分公司淖尔壕煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 017200)摘要:本文简要地介绍了我国综掘工作面开采技术与装备研究现状,并对综掘工作面的智能化开采技术进行了简要的介绍。
关键词:综掘工作面;技术与装备作为煤炭井工开采的重要环节之一,井下的采掘作包括掘进、支护、运输、探测等工序,由采掘活动中煤炭和矸石被采出后所产生的空间是井工开采中的重要生产空间,其中掘进工作面的数量一般占到掘进和回采工作面总数量的四分之三左右。
采掘活动的工作环境通常都很恶劣,一般都存在高粉尘、高湿度、高噪声等多环境,由于其作业强度大、用工数量多、环境复杂多变等原因,掘进作业发生的重大事故占矿井全部重大事故的比例在四成以上。
因此,综掘工作面的少人化、智能化势在必行,通过相关从业人员的科研攻关和长期努力,我国在综掘工作面的自动化、智能化、无人化等方面取得了长足的进步。
据不完全统计,我国已投入使用的智能综采工作面至少有五十个以上,为我国下一步的智能化掘进和开采积累了宝贵的经验。
1 我国综掘工作面开采技术与装备研究现状 随着矿井开采体系的发展,在上个世纪中后期,我国的煤巷开拓在矿井开拓布局中的比例开始大幅的增加,到目前为止,据不完全统计,煤巷掘进占总掘进量的七成左右。
我国综掘技术的发展经历了从大力引进到消化吸收阶段,再进入到自主设计、自主研制阶段,并在掘进机和综掘机技术方面已经形成一定的规模,为了进一步满足安全高效开采的现代化大型矿井生产的需求,需要我们大力推进轻型掘进机、中型掘进机在煤巷掘进中的应用,大力推进重型掘进机在半煤岩巷、大断面巷道掘进中的应用,大力推进采掘锚一体化机组的研制和应用。
跟综掘技术的发展相配套的是综掘开采技术准备,目前主要有适用于单巷掘进、普氏系数较小的岩巷或半煤岩巷的悬臂式掘进机,根据需要,在掘锚不能平行作业时可以配套使用单体锚杆钻机,在需要提高支护效率和作业安全性时可以配套使用机载锚杆钻机;在进行巷道条件较好的大断面双巷掘进时,可以采用连续采煤机配套梭车等装备;在进行巷道条件较好的大断面单巷掘进时,可以采用掘锚机组配套桥式转载机等装备;另外,在需要快速掘进时,可以采用掘进、支护、运输三位一体的快速掘进系统。
84 /矿业装备 MINING EQUIPMENT关于孤岛作业采煤工作面顶板管理有效方法及措施探讨1 采煤工作面顶板事故原因分析1.1 岩层挤压作用一般对煤炭资源的开采都是在矿山处进行的,但是矿山中岩层之间易发生变形作用,在岩层运用作用下形成岩层间的压力,这样一来就会迫使开采工作中出现顶板事故。
当矿山压力剧烈,矿采工作面顶板的下沉速度过快时,就会导致采煤工作面压力过大。
同时,在矿工队伍对冒顶事故认识不到位或采取的措施出现偏差时都会造成严重的冒顶事故。
因此需要工人对矿山压力正确把握与处理。
1.2 地质构造的影响由于矿采工作是在地面下进行的,需要对地质活动、地址构造进行把握,有正确的认识。
一般对矿产工作造成影响的是在工作面回采过程中,会碰到很多不同类型的地质构造,例如断层、冲刷带等。
这些不同类型的地质构造对矿采工作造成了很大的影响。
在这些构造之中,对回采工作影响最大的地质构造是断层。
断层这类地质构造的形成能够对矿采工作面正常压力造成影响。
采矿工作中时常因为断层原因出现各种状况。
考虑到不同煤层中顶板情况的不同,需要对顶板的性质进行探讨,以此来对具体情况采取相应措施。
1.3 技术、方法存在漏洞在工人在对采煤工作进行处理过程中,很多煤炭开采过程中,难免会因为采煤工作面管理不到位出现相关事故,造成人员伤亡、经济损失,影响着煤炭业的发展。
所以,本文从对采煤工作面工作的意义出发,对采煤工作中出现的问题及解决措施进行分析。
□ 黄伟斌 阳泉煤业集团五矿 山西阳泉 045000情况下对状况处理不得当时因为相关人员的操作技术及采取的方法不得到造成的。
一些工作人员对顶板中的岩石情况把握不到位,对顶板岩石的形成、变化、稳固性都不能进行正确的判断,以致于在处理方法采取上存在偏差,导致在处理煤矿岩层过程中出现事故。
除此之外,工作人员在进行工作过程中还存在一定的人为上的因素。
比如说,工作人员意识薄弱导致冒顶事故。
在进行爆破工作后没有在规定时间内等待,而是接着进入工作面,这样就大大增加了工作的危险性。
综采工作面安全开采措施探讨发表时间:2020-12-03T13:11:25.173Z 来源:《基层建设》2020年第23期作者: 1卞涛 2刘建宇 3刘银报[导读] 摘要:安全生产一直就是煤矿管理的重点。
1国家能源集团神东煤炭集团补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯 0170002国家能源集团神东煤炭集团公司应急管理办公室陕西榆林 7193153国家能源集团神东煤炭集团补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯 017000摘要:安全生产一直就是煤矿管理的重点。
煤矿综采工作面涉及的安全工作较为复杂,综采工作具有高产、高效、机械化和自动化的特点。
在减少了安全隐患的同时,这些优势也对煤矿安全提出了新的挑战。
怎样在煤矿综采工作面实施安全技术管理是煤矿生产的重要内容。
根据煤矿综采工作面安全技术管理的现状,结合自身的管理经验,提出了相应的煤矿综采工作安全、技术管理对策。
关键词:煤矿;综采工作面;安全;技术管理引言随着我国经济社会的迅速发展,煤炭需求量逐渐增大,煤炭开采深度逐渐延伸,开采区域不断拓展,煤矿综采工作面的危险系数也越来越高,给煤矿工作人员的生命安全造成的威胁也越来越大。
这不仅影响了企业的声誉和形象,还破坏了社会的和谐和稳定。
近几年来,多起恶性煤矿安全事故相继发生,给当前的煤矿综采工作面的安全技术管理工作敲响了警钟。
所以,高度重视煤矿综采工作面的安全技术管理工作,及时发现安全隐患并有效处理,确保煤矿开采工作的安全开展,进一步保障了生产工作人员的生命安全。
1建立安全生产评价机制1.1加大对煤矿综采工作面的安全、技术管理,保证煤矿开采工作安全、顺利地进行,避免或减少安全事故的发生,避免对生产工作人员的身体健康造成影响,给企业造成财产损失,这就要求煤矿企业必须制订和实施安全生产评价机制。
当前我国对于煤矿安全评价方式的研究还不够深入,大多数研究人员主张采用安全检查表法类比分析、事故树分析(FTA)、预先危险性分析(PHA)和作业条件危险性评价法(LEC)等煤矿危险源安全评价技术。
孤岛综采工作面的安全开采技术研究摘要:随着我国的经济迅速发展使得我国对能源的需求量在不断增加,因此需要加强对煤炭等能源的开采来满足日益增长的经济发展要求。
随着煤炭资源的不断开采,煤层受到地质构造的影响会产生复杂条件的综采工作面,对安全开采带来一定的影响,因此本文对深水平、大地压、孤岛综采工作面的安全开采技术进行研究,确保煤炭的安全开采。
工作面生产必须坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,坚决贯彻执行上级各项安全生产方针。
关键词:孤岛综采工作面;生化预处理;工艺分析综采技术优点在于回采的效率高,采出率高等优点广泛应用在煤炭开采业,在具体使用综采技术的时候需要根据综采工作面的实际情况来选用合理的安全开采技术,确保煤炭开采不出现安全事故,本文以深水平、大地压、大仰角孤岛综采工作面的安全开采技术为研究对象进行说明。
1、孤岛综采工作面概况21508工作面位于黔金煤矿二采区15号煤层中,工作面北部紧靠坤元煤矿井田边界,南部为三采区(未开采),西邻21510采空区,东邻21506采空区,上覆4、9号煤层已开采,为孤岛工作面,运输顺槽设计走向长500m(平距),回风顺槽设计长度561m(平距),两巷均为沿空掘巷。
工作面标高+1365~+1460m,地面标高+1650~+1775m,整体埋深315~404m,对应地面为全家塘、石笋村区域,无人居住(采4、9号煤层期间已搬迁);地表为山坡、中山地形,区域内无盆地,不易积水,掘进过程中对地表设施无影响。
21508工作面回采过程中受顶板水影响较小。
1.2综采工作面安全开采技术概要随着我国煤炭开采的逐渐深入和掘进深入的不断增加,高产出和易出煤的缓倾斜煤层在逐渐减少。
为了保证煤炭产量和能源供给,需要针对复杂地形煤层进行综采。
由于高强度综合机械化设备进入复杂地质环境中作业较为困难,为了提升开采作业效率,对于深水平、大地压、大仰角孤岛综采工作面这类复杂综采工作面的安全开采需要做好技术方面的支持。
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改孤岛综采工作面安全开采技术研究(通用版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes孤岛综采工作面安全开采技术研究(通用版)1、研究背景童亭煤矿S1073工作面位于S107采区浅部,上部为已回采结束的S1071工作面,下部为已回采结束的S1077工作面,左至CF8-1∠60~70°H=5~15m断层保护煤柱,右至S107集中巷保护煤柱。
该面内煤层结构简单,煤厚平均在3.5米左右,煤层倾角为5°~17°,平均9°左右。
该面煤层整体呈单斜构造,工作面里段轻微褶曲发育,煤层走向与工作面斜交。
工作面外段断层极其发育,尤其较大断层DF8∠70°H=0~20m、S1071FX17∠60°H=12m将对回采有很大影响,预计采至DF8断层处的综采储量为32万吨。
由于S1071工作面和S1077工作面均已回采结束,致使S1073工作面成为孤岛工作面。
孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点。
采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态,并且受到高应力作用而加剧变形,严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转;一定条件下,采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷,形成大面积片帮,严重时会造成支架压死、设备损坏,挤出的煤体会封堵工作面出口,同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。
因此,如何确定孤岛工作面回采时的防治措施,从而避免此类工程灾害的发生,实现S1073孤岛工作面的安全开采,成为摆在集团公司和童亭煤矿面前的一大问题。
建庄矿业孤岛工作面安全回采探讨陕西煤业集团黄陵建庄矿业有限公司弥国鹏摘要综采放顶煤工艺在建庄矿业公司安全生产中应用较为广泛,但在孤岛工作面采用放顶煤工艺的却为数不多。
孤岛工作面和普通采煤工作面相比,其主要区别在于工作面两边都为采空区,回采期间矿山压力较大,对工作面正规循环作业造成一定影响,特别是在工作面周期来压和见方来压期间,比其他工作面矿山压力大。
在防治水方面,孤岛工作面涌水量较大,对安全生产工作造成一定影响。
建庄矿业公司4-2209工作面通过加长超前支护距离、采用单元支架支护、两巷顺槽进行注浆锚索补强支护及在见方位置预裂卸压和工作面波浪式开采等手段,有效保证了孤岛工作面的顺利回采。
关键词孤岛工作面超前支护见方卸压波浪式开采引言建庄矿业公司自一盘区首采工作面形成,一直延用综采放顶煤工艺开采。
期间经历了:4-2103工作面回风巷超前巷道压力大、收敛严重,采用套棚支护和机械化起底等措施保障安全生产;4-2107工作面倾斜布置过空巷;4-2210工作面跳采布置过断层;4-2303工作面见方卸压,及时更换油缸加强支护强度保证安全生产;4-2203工作面波浪式开采,引水方案的实施;以及4-2209孤岛工作面采用见方卸压、延长超前支护距离、两巷补强支护等有效方案的实施,进一步诠释了建庄矿业公司在综采放顶煤工作面的不断进步。
对该公司现有孤岛工作面开采技术及实施要点的总结分析,有助于该公司以后安全顺利的回采类似孤岛工作面,并提供参考和指导作用。
1概况1.1工作面概况建庄矿业公司4-2209孤岛工作面,采用综采放顶煤工艺进行回采,超前支护距离延长至120米,回风巷超前支护采用20组单元支架进行支护,胶带巷采用单体液压支柱配合铰接顶梁进行支护。
该工作面和两巷均采用顶板动态监测系统进行矿压实时动态监测,以便随时采取加强支护措施。
1.2孤岛工作面技术投入针对工作面回采中可能出现的各种问题,邀请专家多次现场考察,并制定相应的防范措施。
1.1 总体方案1.1.1概述315孤岛煤柱面旧巷不仅总长大,而且种类和形式多样,给回采带来很大困难。
从旧巷与工作面的层位(剖面位置)来看,分三种情况:①旧巷完全在工作面里,也就是说旧巷在采高范围内,通常称为本层(位)旧巷。
②旧巷在工作面上方,称为顶层旧巷,顶层旧巷也分为两种情况,一种是旧巷完全在工作面顶板上方,称为完全顶层旧巷。
对于315来说,就是指旧巷在工作面顶煤或顶板中,没有进入工作面;另一种情况指旧巷部分在工作面里面,也就是说旧巷顶板位置超过了采高,称为部分顶层旧巷。
③旧巷在工作面下方,称为底层旧巷,底层旧巷分为两种情况,一种是旧巷完全在工作面底板下方,称为完全底层旧巷。
对于315来说,就是指旧巷在工作面底板岩石中,没有进入工作面;另一种情况指旧巷部分在工作面里面,旧巷卧底半煤岩掘进时造成成这种情况,称为部分底层旧巷。
从旧巷与工作的平面位置关系看,也分为三种情况:①与旧巷平行,在315中包括各区段顺槽旧巷和与东总回联络的皮带联络巷等。
②与旧巷垂直或斜交,在315中包括东轨下山、东总回和与东轨联络的轨道联络巷。
③立交,在315中包括溜煤眼。
1.1.2 本层(位)旧巷(A)由于平面位置的不同,分两种情况,一是与工作面平行的本层(位)旧巷,另一个是与工作面垂直或斜交的本层(位)旧巷。
(1)与工作面平行(A—1)315范围内的各工作面顺槽旧巷,有许多是沿煤层底板掘进的,由于顺槽净高度大多不超过3米,因此这部分沿底掘进或留少许底煤掘进的巷道在采高范围内,工作面通过这类旧巷的总体方案是:①工作面伪斜开采。
在工作面顺槽前调斜角度5度,机头超前机尾大约12米。
②在工作面距离顺槽30m 以前,使用3.6×0.15×0.2m 板梁(板梁长度根据巷道宽度确定,应与巷道宽度相适应)和单体支柱架设垂直或斜交巷道的横向抬棚,使抬棚尽可能垂直工作面布置,抬棚一梁三柱,棚距为1m ,同一棚下的三棵支柱可均匀排列,但里排(靠工作面老塘侧)单体支柱支设在距板梁里侧端头600mm 处,以便工作面推透顺槽旧巷后支架前梁能逮住抬棚梁头。
综采孤岛工作面顶板控制及防灭火管理技术研究摘要:现阶段,我国经济处于持续发展阶段,煤矿开采行业的危险系数较高,尤其孤岛工作面回采过程中顶板及围岩管控比较困难,容易产生安全事故导致设备损坏或人员伤亡。
本文主要分析了综采孤岛工作面顶板控制措施以及孤岛工作面的防灭火治理措施,旨在实时监测工作面采空区的气体情况,完善相关的管理措施,保障工作面能够进行安全高效的开采。
关键词:孤岛工作面;顶板控制;防灭火管理引言运用孤岛工作面开采煤矿的特点是,开采期间会受到来自不同方向叠加的支撑压力。
在开采的过程当中,在高应力的作用下,会形成工作面上下巷道围岩的流变状态,该种情况将会威胁设备的正常运转以及人员的生命安全。
面对综采孤岛工作面顶板控制及防灭火管理中存在的问题和不足,有必要提出一系列应对措施。
图1 孤岛工作面布置示意图图2 孤岛工作面前后方应力分布1 综采孤岛工作面顶板控制措施1.1煤矿孤岛工作面顶板事故的形成因素分析以地质条件而言,如果煤层顶板原生裂缝受到制约作用,就会增加煤层游离岩块,随着逐步增加游离岩块的体积,基于岩块制约的回柱工作较难开展,不利于煤矿的深入作业。
工人将单体支护在顶板下面,一部分不够坚硬的煤层基于外力影响而出现坍塌情况,将会导致二次崩塌出现在煤层顶部。
在采掘煤时应结合现场状况设计支护结构,并且在严密计算之后才可以设计采煤机的机尾及机头位置,与此同时,有效控制支护范围中人员的活动速度以及范围,如果人员的活动范围在支护保护范围之外,那么松动会出现于矿井顶板,如果顶板岩层较为脆弱,将会导致垮落而形成顶板事故,尤其是在工作面推进过程中遇到特殊地质构造时容易发生大面积冒顶或压架事故,例如:过上覆近距离集中煤柱、薄基岩、火烧区以及邻近末采贯通时,为了使回采过程中的安全性能够提升,必须确保支护的安全支护范围。
图3 孤岛工作面上覆岩层应力示意图图4 孤岛工作面压力峰值的预测1.2 孤岛工作面顶板及巷道围岩控制1.2.1 孤岛工作面顶板为了保证工作面的正常推进,确保回采安全,现场应采取一系列巷道维护措施。
济宁二号煤矿孤岛综放工作面开采技术探讨摘要本文主要以2303孤岛综放工作面为例,探讨了2303面两顺槽在开采过程中为预防巷道变形而采取的顶板管理技术、设备配套方案以及防治自然发火、瓦斯治理技术,通过加强在开采过程中日常管理,实现了安全生产,为以后类似工作面开采提供了一个借鉴。
关键词孤岛综放工作面开采技术1 概况众所周知,孤岛综放工作面的顶板压力显现非常明显,两端头及两顺槽顶板压力大、变形严重是工作面顺利推进的重大难题,煤层自然发火和瓦斯问题是威胁安全生产的重大隐患。
2303孤岛综放工作面位于二采区的中部,三面为老空区(见图1),面宽185m。
煤层倾角2~10°,煤层厚度1.5~6.6m,平均埋藏深度547.4m。
煤层顶板东部为灰白色中砂岩,平均厚12米,岩性坚硬;西部有一层厚0.5m的泥岩伪顶和厚5.5m粉砂岩直接顶。
煤层底板,一般为灰黑色泥岩,厚1.0~2.0m,岩性松软易破碎,有膨胀性。
工作面东部为一背斜构造,西部有一向斜构造。
在两顺槽掘进过程中,揭露落差0.3-9.5m的断层8条,均对回采有一定的影响。
下2 顶板管理技术2.1 掘进期间顶板管理在工作面顺槽施工前,首先进行了开采区附近的地应力测量,了解原岩应力分布情况,通过对沿空巷道围岩变形破坏规律研究,结合计算机数值模拟,得到了两顺槽和切眼的巷道支护参数,通过回采,效果明显。
2.1.1 两顺槽顶板管理轨道顺槽和运输顺槽均布置在3煤层中,断面为矩形,规格:净宽×净高=4.3×3.2m,下断面积:13.76㎡。
采用锚网梁加锚索联合支护,锚杆规格:顶板锚杆采用φ22×2400mm,帮锚杆采用φ22×1800mm,均为全长锚固树脂锚杆,间排距800×800mm;锚索为φ15.24×8000mm,每排2根,排距为2400mm;顶网为8#铁丝编成的经纬网,帮网为12#铁丝编成的菱形网。
孤岛综采工作面安全开采技术研究
1、研究背景
童亭煤矿s1073工作面位于s107采区浅部,上部为已回采结束的s1071工作面,下部为已回采结束的s1077工作面,左至cf8-1∠60~70°h=5~15m断层保护煤柱,右至s107集中巷保护煤柱。
该面内煤层结构简单,煤厚平均在3.5米左右,煤层倾角为5°~17°,平均9°左右。
该面煤层整体呈单斜构造,工作面里段轻微褶曲发育,煤层走向与工作面斜交。
工作面外段断层极其发育,尤其较大断层df8∠70°h=0~20m、s1071fx17∠60°h=12m将对回采有很大影响,预计采至df8断层处的综采储量为32万吨。
由于s1071工作面和s1077工作面均已回采结束,致使s1073工作面成为孤岛工作面。
孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点。
采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态,并且受到高应力作用而加剧变形,严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转;一定条件下,采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷,形成大面积片帮,严重时会造成支架压死、设备损坏,挤出的煤体会封堵工作面出口,同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。
因此,如何确定孤岛工作面回采时的防治措施,从而避免此类工程灾害的发生,实现s1073孤岛工作面的安全开采,成为摆在集团公司和童亭煤矿面前的一大问题。
目前,关于孤岛综采采场的矿压理论及安全回采实践已有一定的研究,但孤岛综采工作面开采过程中冲击矿压的防治及巷道围岩的控制等,
仍是影响矿井生产的一大难题,尤其对于s1073孤岛工作面厚松散层薄基岩的特殊地质条件下,其相关的安全开采技术也具有其特殊性。
所以,开展s1073孤岛工作面安全开采技术研究,可以揭示厚松散层薄基岩孤岛工作面的矿山压力及其覆岩运动规律和特征,从而解决工作面顶板矿压的控制等一系列科学问题。
对于生产实践而言,防止了顶板事故的发生,保证了作业人员的安全和机械设备的正常运转,为童亭煤矿乃至集团公司的孤岛综采工作面的安全开采提供指导,具有十分重要的意义。
2、研究成果
2.1两巷矿压显现特征
初期回采30m,两巷围岩没有没有太大变化和非孤岛回采变化一致;推进30m以后,两巷围岩开始剧烈。
回采期间,回风巷支承压力影响范围达120m,机巷支承压力影响范围达110m,回风巷支承压力峰值区为10~50m,机巷支承压力峰值区为l0~40m。
变化曲线如图一。
通过几个月的数据显现,回采速度对围岩变形的影响较大。
资料显现推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。
采取的针对性解决措施
①超前支护范围由20m改为40m;
②增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量;
③加强工作面顶板的超前管理;
④对机巷巷自工作面向外40-50m范围内的巷帮下部进行扩帮,工作面上帮10-20m范围内对上帮进行扩帮,以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。
图一
⑤对风巷超前20米范围内进行卧底,以保证回风断面和人行道高度。
距离工作70m-120m,工作面平均推进速度为2.5m/d。
缓升区
顶、帮发生位移的时间为18-25天,机巷顶板位移速度一般为2~8mm /d,帮位移速度为1-6mm/d,其变化速度明显高于一般回采巷道,原因为相邻采空区的残余应力的存在,使其位移量分占总位移量的11.3%和11.1%。
升高区
顶、帮发生位移的时间为12~16天。
即测点距采面7o~30m范围内,机巷顶板位移速度一般为20~30mm/d,帮位移速度为15-26mm/d,其位移量分别占现测期间总位移量的24.6%和24.4。
急增区
顶、帮发生明显位移的时同为10~16天,即测点距采面0-30m范围以内,机巷顶板位移速度一般为30~100mm/d,帮位移速度为26-80mm /d,其位移量分别占现测期同总位移量的64.1%和64.5%。
为保证工作面安全出口畅通无阻,在采动支撑压力急增区必须加强超
前支护,缓升区则无此必要,至于升高区是否需要加强支护,应视具体情况而定。
困该面为“孤岛”工作面,巷道受采动及相邻采空区残余应力双重影响,两巷压力显现明显,围岩变彤速度较大变形严重。
因此该面两巷超前支护距离控制在30-45m为宜,最低不能小于30m。
⑥结论
a从现测结果来看。
工作面周期来压步距7m,和其它综采面相比,来压步距小,端头无明显来压现象,但经常处于高压状态。
因此需对工作面端头加强管理。
b经现测数据整理分析和该面实际情况,两巷超前支护距离应控制在30-45m为宜,最低为30m,才能保证两巷畅通无阻。
2.2孤岛工作面矿压显现规律研究
s1073综采工作面支架的工作状态主要为初撑力,一次增阻,二次增阻,多次增阻和降阻4种形式。
初撑力状态时,顶板来压主要由煤体支撑,由于支架主动支撑故保持在初撑状态;一次增阻时,在工作面来压之前,工作面顶板下沉速度慢,随着顶板下沉支架载荷逐渐增大;经过一次下沉后形成一个暂时的平衡,减少了支架的载荷增加速度,经过一段时间后顶板再次快速下沉,使支架载荷增大速度加快,形成多次增阻。
降阻状态,工作面周期来压后,顶板压力较小,随着支架的前移,顶板冒落的矸石进一步充填采空区,减少了顶板传给支架的载荷,形成降阻。
从顶板来压监测结果看,孤岛工作面顶板压力较大,两端头和工作面中部顶板来压时,均有接近支架额定工作阻力的载荷出现,甚至有超过支架工作阻力的冲
击载荷出现。
初采20m内两巷没有变化,再往外推进,两巷巷道开始变形。
净煤柱较小(机巷5m;风巷6米),随着工作面的推进,采空区与s10711和s1077采空区顶板悬臂梁不断增加,下沉,引起巷道顶煤与顶板离层且急剧下沉,造成巷道顶帮产生强烈位移;一般超前工作面煤墙35~45m巷道变形就很明显,超前10~30m范围内变形加剧,两帮水平收敛量达到0.6~1.2m;顶底板移进量达到0.6~1.4m。
当工作面回采约250m时,两巷矿压显现比前期较剧烈,鼓底鼓帮、顶板下沉,有效断面缩小,影响了工作面的回采;超前压力剧烈影响距离约50m,影响距离大于100m。
该工作面老顶断裂产生的周期来压具有持续时间长、强度大的特点,从机巷沿工作面到风巷,煤壁片帮逐渐增大,煤炮声响越来越强、越来越密。
经分析认为,这是开采引起的支承压力和老顶来压共同作用的结果。
在剧烈超前压力作用下,上、下巷发生两帮挤出、顶煤下沉,导致断面收缩加快,有效断面减少很多;使通风和行人受阻。
s1073工作面是童亭矿第一个“孤岛”工作面,两巷压力显现明显,巷道收敛严重,对工作面生产不利。
为尽快了解“孤岛”工作面和两巷的矿压显现规律,为安全生产提供科学依据,在工作面进行了矿压观测,取得了大量数据,得出了“孤岛”面矿压显现规律。
2.3沿采面推进方向的规律(周期来压)
在观测期间,采面连续推进时,每隔一段时间支护阻力升高一次,显
然是顶板来压显现特征。
经过实测数据整理分析,“孤岛”工作面周期来压步距及影响范围:来压步距平均7m。
持续循环为2.1个,持续天数0.25天。
影响范围1.2m。
3、应用推广情况
孤岛工作面安全开采技术问题的解决已成为矿区发展需解决的主要技术难题,该问题的解决将会为提高矿区资源采出率,实现安全、高产、高效开采提供可靠的保证。
在解决s1073孤岛工作面安全开采中的相关技术问题上,做到了支护理念上的创新,技术体系上的创新。
项目研究成果可以在淮北矿区类似条件下得到进一步的推广应用。
4、经济效益和社会效益:
该项目的成功应用为类似条件下孤岛工作面巷道布置、沿空掘巷围岩控制方案参数选取、孤岛工作面顶板稳定控制、冲击矿压预报与防治及工作面矿压分布规律等方面起到指导作用;同时提高了矿井煤炭采出率,减低了巷道返修率,有利于矿井可持续发展。
该项目采用的技术具有先进性和创新性,通过本项目研究,对童亭煤矿s1073孤岛综采工作面的安全开采提出具体措施,避免覆岩对支架的冲击载荷,减少顶板事故,保证人员人身安全和机械设备的正常运转,消除引发冲击矿压的隐患,创造显著的经济与社会效益。
揭示厚松散层薄基岩孤岛工作面的矿山压力及其覆岩运动规律和特征,从而解决工作面顶板矿压的控制等一系列科学问题。
对于生产实践而言,防止了顶板事故的发生,保证了作业人员的安全和机械设备的正常运转,为童亭煤矿
孤岛综采工作面的安全开采提供指导,具有十分重要的意义。