四台矿极近距离煤层采空下开采技术
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近距离煤层开采技术经验交流材料篇一:近距离煤层开采技术经验交流材料20XX年元月份生产技术例会纪要元月18日上午,7月19日下午,杨荣明副总经理在公司十一楼会议室组织召开了7月份搬家倒面例会,生产管理部、机电管理部、总调度室、设备管理中心、维修中心、物供中心、生产服务中心、大柳塔矿、补连塔矿、榆家梁煤矿、乌兰木伦矿、石圪台矿、锦界煤矿、布尔台矿、柳塔矿、万利一矿、寸二矿、唐公沟矿等单位相关人员参加了会议。
会议对20XX年8月份各矿井搬家倒面作业计划进行了认真研究和讨论,现就20XX年8月份相关矿井综采工作面推进度、矿务工程准备和搬家倒面工作做如下安排,请生产服务中心、相关矿井和部门严格遵照执行。
一、搬家倒面工作相关事宜要求1、为提高会议质量,缩短会议时间,要求机电管理部要在会议前组织设备管理中心、维修中心、物供中心等单位召开专题会议,落实近期安装综采工作面配套设备的到货时间、维修进度及出厂时间,保证工作面按计划准确安装。
2、目前各矿井基本能够按照标准要求施工回撤通道锚索,但仍然存在个别锚索施工不规范的问题,生产服务中心要根据锚索支护情况合理进行垛式支架支护,确保锚索不被垛式支架压坏从而失去支护效果。
3、对于寸草塔二矿22111-2面安装1.4米电滚筒问题,由机电管理部负责追查落实并报相关领导。
4、针对维修中心提出近期维修中心支架立柱维修量大,不能满足支架维修需求,建议将部分立柱外委修复问题,由机电管理部、设备管理中心根据设备配套情况,拿出立柱外委修复计划,报公司确定。
5、对于大柳塔矿22101面上供电线路铁塔加固和补连塔矿12404面上养殖场搬迁问题,由公共关系部加快与地方协调力度,尽快落实,保证工作面正常推采。
6、关于大柳塔矿22614工作面部分液压支架出现串液、漏液等问题,设备管理中心要到现场进行调研,根据实际情况拿出解决方案,并尽快组织落实,保证矿井的安全生产。
7、针对目前个别矿井皮带基础坑深度不够、坑内杂物多、施工尺寸不标准问题,要求各矿井要严格按照生产管理部下发的搬家倒面矿务工程标准施工,保证施工质量。
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术探析【摘要】成煤条件的不同造成了煤层的厚度、层间距大小的不同,而且在某些情况下可能会出现煤层分岔或合并的现象。
我国的大部分矿区在近距离煤层开放方面都有一定的困难。
本文首先介绍了及近距离煤层开采围岩的特征。
然后介绍了极近距离煤层巷道的支护形式以及评价,最后阐述并分析了极近距离煤层开采围岩控制原理及技术。
【关键词】极近距离煤层;围岩控制;巷道布置我国大部分的矿区在开采煤层时都存在着极近距离的煤层,在分层开采时经常性的出现下部煤层开采难的问题,尤其是巷道支护问题。
我国学者在此方面纷纷进行了一系列研究,本文从开采煤层过程中围岩的特征开始进行论述,对其变形规律作了详细分析,并且从支护形式和围岩控制原理和技术方面进行了探讨,希望有助于矿区开采工作的顺利开展。
1、极近距离煤层开采围岩特征在开采极近距离煤层的过程中会严重破坏其下部的煤层顶板完整性。
在开采上部煤层的过程中会破坏到下部的煤层顶板,从而造成下部煤层顶板的裂隙和节理更加的发育,进而不易控制顶板,在掘进巷道的过程中会发生漏顶的事故,甚至会有大面积冒顶事故发生,以致维护巷道顶板会有很大的难度。
下部煤层巷道的变形规律为:当开采上部的煤层后,由于下部煤层的顶板强度低、厚度薄,再加上开采上部煤层时受到破坏,则顶板的稳定性特别弱,只要有些许的变形,就能发生整体的垮落。
如果顶板的整体完整性可以保持下来,在提高其承载能力的情况下就可以维护顶板的稳定性。
2、极近距离煤层巷道支护形式及评价国内学者对极近距离煤层巷道的支护形式进行了深入的研究,得出其支护形式有架棚支护、“锚网+架棚”联合支护、锚杆桁架支护、“锚杆+注浆”混合支护四种支护形式。
2.1 架棚支护当开采了极近距离的上部煤层后,则下部煤层的顶板与采空区的距离就变得特别近,当向里掘进的时候就顶板岩层比较完整且顶板的压力较小,此时就可以采取架棚支护形式。
一般情况下都是采用工字钢或者U型钢,有支护成本适中、成巷速度较快、支护工艺简单的优点。
一、公司简介火烧铺煤矿位于贵州省盘州市火铺镇境内,始建于1966年,1971年正式投产,为平硐、斜井联合开拓,煤矿井田面积26.47km²,已探明煤炭储量50781.36万吨,可动用煤炭储量7330.04万吨,现年生产能力达到285万吨,是贵州盘江精煤股份有限公司主产煤矿之一。
近年来,随着开采深度的不断增加,地质复杂、断层多等问题给煤矿安全高效生产带来了极大挑战。
对此,火烧铺煤矿坚持创新发展,坚定不移走机械化、自动化、信息化、智能化的高质量发展道路,通过引进智能设备、优化系统,加快推进生产模式由原来的“傻、大、黑”向“高、新、尖”转变。
2022年,煤矿成功引进应用了大功率采煤机、重型掘进机、大功率钻机、单轨吊、巷修机、清仓机、永磁电动滚筒、泥煤深度分选等一系列新技术、新装备、新工艺,大大提高了生产效率和安全保障能力。
2022年全年生产原煤230.96万吨,同比增长10%,有力支持了地方经济高质量发展。
二、实施背景一直以来,三软煤层(软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层)开采都是制约煤矿安全生产、高质量发展的重大难题。
目前,火烧铺矿主采的17#煤层就是典型的三软煤层,具有煤层松软破碎,结构复杂,夹矸及煤层厚度变化大、煤层倾角大的特点,且还属于突出煤层。
17#煤层储量丰富,现有地质储量为4644万吨,占全矿井现有地质储量(41732.75万吨)的11.1%。
同时,17#煤层的煤质好,采出的原煤内在灰份15%~19%,挥发份为28%,含硫量低(0.28%),高位发热量为20.3MJ/kg,低位发热量为25.2MJ/kg,只需将灰份降低,就能达到用户要求。
然而,正是由于三软煤层特性,使得火烧铺矿17#煤层开采进展受到了严重影响。
火烧铺矿17#煤层13174工作面采用的是ZY3800/15/33型支架,回采过程中容易出现支架压架、咬架、支架移架困难等情况,导致工作面月平均推进度仅40m左右,不仅严重降低了工作面的回采速度,还存在巨大的安全隐患。
矿山井下采矿方法的技术对比分析在矿山开采领域,井下采矿是一项复杂且关键的工作,而选择合适的采矿方法对于提高采矿效率、保障安全生产以及实现经济效益最大化至关重要。
不同的采矿方法具有各自的特点和适用条件,下面我们就对几种常见的矿山井下采矿方法进行技术对比分析。
一、空场采矿法空场采矿法是将矿块划分为矿房和矿柱,先采矿房,后采矿柱。
在采矿房时,依靠矿岩自身的稳固性和留设的矿柱来支撑采空区。
这种方法的优点是采场生产能力大,回采成本低,矿石贫化率小。
例如,在开采稳固性较好的厚大矿体时,采用房柱法可以实现高效率开采。
工人在宽敞的矿房中作业,安全性相对较高。
但空场采矿法也存在一定的局限性,如果矿岩稳固性较差,容易引发顶板冒落等安全事故。
而且,后期回采矿柱时,作业条件往往较为困难,资源回收率相对较低。
二、崩落采矿法崩落采矿法是随着矿石的采出,有计划地强制或自然崩落围岩来充填采空区,以控制地压。
常见的崩落采矿法有无底柱分段崩落法和有底柱分段崩落法。
无底柱分段崩落法具有结构简单、机械化程度高、开采强度大等优点,适用于开采中厚以上、倾斜至急倾斜的矿体。
但其矿石损失贫化较大,通风条件相对较差。
有底柱分段崩落法在采准工程布置上相对复杂,但矿石损失贫化指标相对较好,通风条件也有所改善。
不过,这种方法的采准切割工程量较大,成本较高。
三、充填采矿法充填采矿法是在回采过程中,用充填料充填采空区,以控制地压和防止地表下沉。
常用的充填采矿法有干式充填法、水力充填法和胶结充填法。
干式充填法的充填料成本较低,但劳动强度大,充填效率低。
水力充填法能够实现较高的充填效率,但需要处理大量的泥水,排水费用较高。
胶结充填法的充填体强度高,能够有效控制地压,但充填成本相对较高。
充填采矿法的优点是能够有效控制地压,减少地表下沉和矿石损失贫化,提高资源回收率。
但其缺点是工艺复杂,成本较高,生产能力相对较低。
四、采矿方法的选择因素在实际矿山开采中,选择采矿方法需要综合考虑多种因素。
四台矿极近距离煤层采空下开采技术煤矿采空区开采技术是指在煤层采空区域进行矿石开采的一种技术。
由于采煤导致的地表塌陷和矿山安全隐患问题,采空区开采技术应运而生。
其中,四台矿极近距离煤层采空下开采技术是一种常用的方法,通过对矿石层进行综放和支护,有效降低采空区域的地表塌陷和安全隐患。
四台矿极近距离煤层采空下开采技术的基本原理是通过强力支护和综合放顶技术,将采空区的上覆岩层保持相对稳定,在采煤过程中及时支护,防止地表塌陷。
具体操作包括以下几个步骤:首先,在采空区域进行喷射混凝土支护。
喷射混凝土支护是指在矿山地下利用喷射混凝土来对矿石层进行支护,提高矿井的稳定性。
喷射混凝土具有高强度、高硬度和耐久性等特点,能够有效地抵御采煤导致的地表塌陷和护巷支护体的压力。
其次,采用矿山综合放顶技术。
综合放顶技术是指在矿山下方开展矿石开采时,通过合理的道路布置和支护设计,在地表构筑稳定的顶板结构。
这样不仅能够保护地表安全,还能够提高采矿的效率和质量。
再次,在距离煤层较近的位置开展开采作业。
这是四台矿极近距离煤层采空下开采技术的特点之一,通过在距离煤层较近的位置进行开采,能够更有效地保持矿石层的稳定性,并且减少采煤对地表的影响。
最后,及时进行地表监测和支护修复工作。
在采煤过程中,需要不断进行地表和矿山支护体的监测,及时发现问题并进行修复。
这样可以保证采煤过程中地表不会发生塌陷和矿山安全隐患。
通过四台矿极近距离煤层采空下开采技术,可以最大限度地提高采煤的效率和质量,减少对地表的影响,保障矿山的安全。
然而,该技术也存在一些挑战和难点,如对技术人员的要求较高,需要有一定的经验和专业知识来实施和监测。
此外,靠近煤层采矿也增加了矿山的风险和隐患,需要加强安全管理和监测措施。
综上所述,四台矿极近距离煤层采空下开采技术是一种有效的矿山开采方法,能够在一定程度上减少地表塌陷和安全隐患。
然而,在实际应用中,需要综合考虑技术、经济和环境等因素,制定科学合理的开采方案,并加强监测和管理,以确保矿山的安全和可持续发展。
极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究由于成煤条件的不同,煤层的赋存条件各异。
煤层厚度从零点几米到上百米,可采层数从一层到数十层,层间距离大小不等,有时还出现煤层局部合并或分岔现象。
煤层层间距离不同,相互问开采的影响程度各异。
当煤层层间距离较大时,上部煤层开采后对下部煤层的开采影响程度很小,其矿压显现规律,开采方法不受上部煤层开采影响。
但是,随着煤层间距离减小,上下煤层间开采的相互影响程度会逐渐增大,特别是当煤层间距很近时,下部煤层开采前顶板的完整程度已受上部煤层开采损伤影响,其上又为上部煤层开采垮落的矸石,且上部煤层开采后残留的区段煤柱在底板形成的集中压力,导致下部煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化。
从而使下部煤层开采与单一煤层开采相比出现了许多新的矿山压力现象。
主要表现在下部煤层开采时,极易发生顶板冒漏,严重时造成支架压埋;当与上部煤层采空区沟通,造成工作面漏风,易形成火灾隐患;巷道布置和支护方式盲目性较大,巷道的矿山压力显现十分明显,巷道支护困难。
而现有单一煤层开采顶板岩层控制理论和经验,不能很好地解释这种矿压现象及机理。
在极近距离煤层开采的过程中,存在许多技术难题。
在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大,大多矿区都存在近距离煤层群开采的问题。
目前,单一煤层开采围岩活动规律和控制的理论和实践研究已经有了很大进展,然而对近距离煤层开采研究相对较少,特别是极近距离煤层的开采技术的系统研究更少,有关极近距离煤层开采研究主要是实践性和经验性的定性总结。
论文以大同矿区下组煤层群开采为主要研究对象,采用现场实测、理论分析、数值模拟计算和工业性试验等方法,对极近距离煤层的定义、极近距离煤层顶板分类、下部煤层开采矿山压力显现规律、工作面顶板控制,合理巷道位置及开采技术保障体系等几方面做了探索性研究。
主要研究成果如下:(1)针对长壁工作面开采,运用弹塑性理论、滑移线场理论,结合上部煤层开采顶板垮落特点及应力分布规律推导出上部煤层底板损伤深度,给出了极近距离煤层的定义和判距。
******矿业有限责任公司近距离煤层开采顶板控制安全技术措施编制部门:技术科编制日期:2019年9月1日近距离煤层开采顶板控制安全技术措施****煤矿矿区范围内可采煤层为8、9-2、16-1、16-2号四个煤层,根据可采煤层间距大小不同,将煤层划分为中组煤和下组煤,煤层倾角一般3-15°左右,东、西部陡,中部缓。
中组煤8#、9#煤层平均层间距5-8m,属近距离煤层联合开采。
现中组煤东翼8#煤层已全部回采完毕,上部煤层开采过程中,导致其底板中应力的重新分布,并产生应力集中,且下部9#煤层与上覆8#煤层交错布置,9#煤层工作面上覆8#煤采空区保安煤柱,上覆煤层的残留煤柱形成较大的应力集中,可能突然失稳,或造成冲击式来压,对下部近距离煤层煤层综采顶板管理造成安全隐患,为保障9#煤层采掘工作面顶板管理,特制定近距离煤层开采顶板控制安全技术措施。
一、地质概况1、煤层8号煤层赋存于下二叠统山西组第一岩段(P1s1)地层之中部,煤层厚度0.31—1.74m,平均厚度 1.46m,属区内主要可采煤层,全区可采,层位较稳定,结构较简单,含夹矸1—2层,夹矸厚度0.2—0.25m。
煤层顶板为河床相的中、粗砂岩,有砂质泥岩伪顶,底板为粘土岩、泥岩及炭泥岩,属较稳定煤层,距9-2号煤层3.83—14.78m,平均8.45m。
9-2号煤层位于下二叠统山西组第一岩段(P1s1)地层之底部,煤层厚度0.15—1.74m,平均1.4m,该煤层全区发育,属局部可采煤层。
结构简单,不含夹矸。
煤层顶板岩性为深灰色泥岩及炭泥岩,底板岩性为细、粉砂岩,属稳定煤层,距8号煤层间距3-8m,距16-1号煤层54.36—73.97m,平均63.61m。
2、煤层顶底板物理性质8号煤层,顶板以砂泥岩为主,次为中、细砂岩,中细砂岩呈不规则条带状分布。
砂泥岩:深灰色,风化后呈灰绿色,垂直节理发育,易风化成薄片状。
中、细砂岩:灰色,致密,较坚硬,裂隙不太发育,不易破碎。
煤矿复采开采技术研究与实践煤矿复采是指对已经采空或者靠近采空的煤矿区进行再次开采的一种技术方法。
该方法可以提高煤矿资源的综合利用率,降低资源浪费,减少环境破坏,是煤炭行业可持续发展的重要手段之一。
一、煤矿复采的方法与技术1. 采空区充填法:即在采空区域内进行充填物填充,形成稳定的地下构造,防止地面塌陷和地面沉降,以保护地面建筑和地表环境的安全。
2. 水封法:即对采空区进行封闭和抽水,防止底水向上冒出,造成地表塌陷,同时可以通过抽水降低地下水位,提供开采的条件。
3. 二次开采法:即在采空区附近重新开采未采尽的煤炭矿体,以提高煤炭的回收率。
1. 采空区的稳定性问题:采空区域地质条件复杂,地下构造复杂,对采矿施工,采空区充填等技术提出了较高要求。
2. 煤炭资源回收率问题:由于原先煤矿的开采方法和设备限制,部分煤炭资源无法完全开采,如何提高回收率是煤矿复采的一大难点。
3. 环境保护问题:煤矿复采过程中,矿工可能会产生一些有害气体和废水,如何处理和净化这些废气和废水,减少对环境的负面影响是关键问题。
三、煤矿复采的实践案例1. 河南大同煤矿复采项目:该项目通过充填法和开采法相结合的方式,使得采空区域得到有效利用,提高了煤炭开采效率。
2. 山西阳泉矿区复采项目:该项目通过底水封闭和抽水的方式,保护了地表环境安全,同时提供了煤炭开采的条件。
3. 宁夏煤炭矿区复采项目:该项目通过二次开采法,对已经不能继续开采的煤矿进行再次开采,提高了煤炭资源利用率。
煤矿复采开采技术研究与实践需要综合运用地质、勘探、采矿、机械和环境保护等多学科的知识和技术,不断创新和发展,以实现资源的可持续利用和保护环境的目标。
随着技术的不断进步,煤矿复采开采技术将得到进一步的提高和应用。
编订:__________________单位:__________________时间:__________________四台矿极近距离煤层采空下开采技术Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-2669-96 四台矿极近距离煤层采空下开采技术使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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四台矿404盘区10#层于20xx年底开采结束,为保证盘区正常接替,必须开采404盘区下部11#层。
404盘区10#层与11#属极近距离煤层,层间距不稳定。
我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成功完成,总结出宝贵的理论基础和实践经验,形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技术。
1盘区概况11#层404盘区所处的开采水平为1045水平,上部10#层均已回采结束,盘区走向长度1340m~1770m,倾斜长度1180m。
煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层,厚度2.0m~7.4m,平均厚度4.0m,煤层倾角10~60,平均30,煤层与10#层层间距0.4m~1.5m,平均1m。
404盘区内地质构造复杂,有陷落柱4个,断层分布较密集。
11#层顶板为粉细砂岩互层、层理、节理、裂隙发育,稳定性差,掘进和回采时顶板不易维护,易发生漏顶事故。
2、开发方案说明2.1 盘区巷道布置10#层、11#层盘区巷道采用联合布置方式,开采11#层时,利用现有的开采10#层已布置的3条沿南北向布置的盘区巷,平行1045轨道大巷依次布置轨道巷、盘区皮带巷、盘区回风巷。
盘区轨道巷、盘区回风巷布置在10#层,盘区皮带巷布置在11#层。
顺槽巷倾斜布置,即东西向布置。
如图1所示。
2.2上下顺槽内错距的确定11#层受上覆10#层采空区及层间距的影响,根据上部采空区塌落稳定后采空区及巷间煤柱的压力传递范围,同时结合同煤集团公司王村矿近距离煤层开采经验,选择11#层工作面与10#工作面内错式布置。
根据顺槽平巷矿山压力显现规律,11#层顺槽在其与10#层层间距确定的情况下,应布置于压力的传递影响角以外,压力影响角与煤层倾角、层间岩石性质有关,一般情况下当煤层倾角小于250时,压力影响为250~450,11#层上覆10#层煤层倾角一般为00~80,所以上下顺槽内错距应按水平煤层压力影响范围公式计算:3、首采面8423工作面开采情况3.1 11#层8423工作面基本概况11#层8423工作面相对上部10#层8423工作面内错布置,两顺槽均内错4m,工作面走向长度1510m,可采长1368m(前窑村保护煤柱142m),工作面倾斜长度134m。
工作面地质情况见表1。
3.2 首采面8423工作面掘进情况3.2.1 实体煤下巷道掘进情况8423工作面上覆采空区段为400m~1200m,在非采空区段巷道掘进时皮带巷高度为2.8m,宽度为4.0 m,轨道巷高度为2.8m,宽度为3.6m,两巷均沿11#层顶板掘进,支护形式为锚杆网、锚索联合支护。
切巷宽6.5m,高2.8m,锚杆、锚索联合支护。
3.2.2 采空区下巷道掘进及维护由于10#层与11#属极近距离煤层,且层间距极不稳定,其中800m范围采空下10#层与11#层间距0.4m~1.5m,平均1.0m,所以巷道掘进时采用留设11#顶煤掘进,支护采用锚网和工字钢棚联合支护。
巷道在采空区范围下掘进时压力显现非常明显,在2423巷具体表现为:所留设的顶煤由于节理裂隙发育,整体性差,加之顶板压力大,顶煤相当破碎,顶煤边掘边冒,掘进时随掘随冒,冒顶长度总计为130m,冒顶宽度为1.5m~2.5m高度为0.9~1.4m,冒顶区瓦斯积聚超限,一般为3%~12%;能留住的顶煤处,由于顶煤已破碎,托于工字钢棚上方,压力显现:工字钢棚梁严重变形。
为了提高近距离煤层留顶煤复合顶板巷道顶板的稳定性,我矿在极近距离煤层巷道11#层5423、2423巷首次进行了小孔径全长锚固螺纹钢锚杆试验,该试验不仅实现了锚索和锚杆支护机具统一采用气动锚索钻机,大大提高了锚杆支护的安全可靠性,而且由于对锚固区的围岩整体约束,使锚杆支护系统刚度大大增强,有效的控制了顶板变形。
为了解决锚杆托板压烂、锚杆螺帽压飞、锚杆杆体被拉断带来的支护及安全问题,我们采取了打2.0m短锚索加强支护的措施,支护能力大大提高,支护效果非常理想。
针对棚梁压弯严重的现象,我们及时把棚距由0.8m改为0.5m,在压弯的棚梁下支设单体液压支柱和木桩防止变形加剧。
同时主动掌握近距离煤层矿压显现特点及动压规律,在掘进巷道中每隔100m安装一块压力盒,定期观测压力显现情况,发现压力大时,及时采取措施进行处理。
通过以上支护工艺变更后巷道维护虽得到了一定的改善,但由于留设的顶煤节理裂隙发育,整体性差,加之上覆采空冲击压力的影响,仍经常发生顶煤边掘边冒的现象。
为了更主动的超前解决巷道维护问题,我矿与中法合资山东兖州浩珂伟博矿业工程有限公司合作,采用该公司生产的马丽散聚合产品对巷道顶煤进行超前加固,利用艾格劳尼聚合产品对漏顶区进行中空填充以防治瓦斯积聚,超前注入马丽散后,顶板的整体性得到加强,有效的防止了冒顶的发生,巷道矿压显现明显减少;对冒高区采用艾格劳尼泡沫充填,有效的治理了冒顶空洞的瓦斯积聚。
新技术的不断使用保证了巷道的安全掘进,简化了施工工艺,减轻了工人的劳动强度,提高了巷道的单进水平,为8423工作面按期圈出及安全顺利回采打下了坚实的基础。
3.3 8423工作面回采情况11#层8423工作面从20xx年10月1日正式生产,现已顺利回采150d,总进度1200m,工作面经历了从实体煤下→采空区下→实体煤下的安全回采,累计总产量63万t,平均日产3800t,最高日产7000t,最高月产13.5万t,最低月产10万t。
3.3.1 采煤方法工作面采用单一长壁后退式综合机械化开采方法,全部跨落法辅助人工强制放顶管理顶板。
工艺流程为:单向割煤,尾部斜切进刀→上行割煤→推溜→移架,下行清煤。
3.3.2 工作面设备配置采高选择:本工作面在开采上覆实体煤段时,见顶见底,采高3.5m;开采上覆采空区段时,见底留顶,保证复合顶板厚度2.5m,采高2.5m。
支架选型:根据开采10#层时的采高为1.9m,留设顶煤厚度约2.5m可计算开休11#层时每架支架所承受的最大静压力为上覆10#层顶塌实时岩体冒落带及2.5m顶煤的重量之和,如图3所示。
上式中:4.5 为支架接顶长度;1.5为支架宽度;2.0为留设顶煤厚度;1.34为煤的容重;9.5为上覆10#层顶板充填满10#层采空冒落带高度;2.5为岩石容重。
若按1.5的安全系数计算,则每架支架的支承能力应为274.5t/架,换算可得每架支架的支承能力应大于2745KN。
所以本工作面选择ZZS6000/17/37支架可满足生产需要。
工作面具体设备配置见表2。
3.3.3 工作面进上覆采空区下时的技术措施工作面进入采区前30m时,采高由3.5 m逐渐降低为2.5m,留设顶煤以保证顶板厚度在2.5m以上;工作面进入采空区前20m时向煤体打钢针,向煤壁打锚杆护帮,防止片帮,减少自由面;支架移架采取紧跟采煤机前滚筒及时移架;把液压支架的大护壁板更换为小护壁板,以减小机道空顶距离。
工作面出采区前15 m时坚持及时移架,当进入实体煤后采用带压移架;进入实体煤后,逐渐加大采高至3.3m-3.5m后,更换小护壁板为大护壁板。
3.3.4 工作面矿压显现情况工作面液压支架最大工作阻力曲线见图4。
8423工作面在实体煤下推进,支架阻力平稳,安全阀按周期来压步距28m-35m均匀开启;当工作面推进到上覆采空区前20m至进入采空前7m时,工作面及巷道片帮严重,顶板压力增大,局部破碎冒落,支架阻力增大到30Mpa左右,安全阀80%开启;当工作面推进至距采空区边界7m时,工作面进入煤体的塑性变形区,顶板压力变小,煤壁片帮现象减轻;当工作面完全推进至采空区下后,顶板压力小,煤壁平直,截齿牙痕明显,支架阻力平稳,安全阀很少开启;当工作面推进至采空区范围外15m时,压力显现与工作面进入采空区时相似,强度稍弱。
3.3.5 超前、端头支护管理超前支护采用DZ31.5-28/100型单体液压支柱、1.2m长π型钢梁进行支护,在实体煤下支护长度两巷均为20m,前10m为双排,后10m为单排(靠近工作面一侧),柱距0.8m。
采空区下单体液压支柱直接支护在原支护棚梁下,5423巷超前支护60m,双排支设;2423巷超前支护30m,双排支设。
在实体煤下安全出口处支护的原超前支护不能提前回取,每循环只能回取二根单体支柱。
在采空区下原超前支护不变的情况下,增设迈步式抬棚,抬棚支护方式为二对四梁,棚梁为11#工字钢,长度为3.2m,每对抬棚梁间距0.3m,两对抬棚间距为1m。
移架与抬棚迈步的关系为:当顶板比较完整时,先移两对梁的第一组梁,回取支架与抬棚之间的抬棚未架设的原支护棚梁、单体支柱,回取后,重新支设在第二组梁的左(或右),错距0.8m,再移架,依次往复;当顶板破碎时,抬棚梁进行迈步前移,采取延续棚梁,抬棚棚梁与原支护棚梁进入支架上方,在抬棚彻底进入采空区后,用回柱车将其回出。
工作面上下端头支护均由工作面支架设至巷中,巷中至煤柱侧由DZ31.5-28/100型单体液压支柱、1.2m长π型钢梁均匀支设至支架与煤帮中间,柱距0.8m,支设范围为放顶线至煤壁线,每循环回一次。
工作面端头支架距煤帮小于0.8m时,端头将不采取加强支护,端头支架至煤帮为0.8m-2.5m时,平行顺槽在支架与煤壁中间支设一排单体支柱,端头支架距煤壁1.8m~2.5m时,平行支架支设两排单体支柱,其中在切顶位置必须支设两根关门柱。
当进入采空区下顶板比较破碎时,抬棚梁及原巷道支护棚梁进入支架上方,端头支护采用单体液压支柱支设在原巷道支护棚梁下,每梁棚下支设一根,共一排。
3.3.6 通防综合管理11#8423工作面为一高瓦期工作面,本煤层煤体及围岩中瓦期含量较高,在回采过程中是瓦期涌出的主要来源;另外,在采至10#层采空区下部时,随顶板垮落10#层采空区内的瓦斯也将涌出。