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四台矿极近距离煤层采空下开采技术-【新闻】溢流阀

发布时间:2021-04-20 12:30:14 阅读: 来源:手板厂家

四台矿极近距离煤层采空下开采技术

四台矿424盘区22#层于2222年底开采结束,为保证盘区正常接替,必须开采424盘区下部22#层。424盘区22#层与22#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。

2盘区概况

22#层424盘区所处的开采水平为2245水平,上部22#层均已回采结束,盘区走向长度2342m~2772m,倾斜长度2282m。煤层包括22#层和盘区中部2222m段22#层与22-2#层合并层,厚度2.2m~7.4m,平均厚度4.2m,煤层倾角22~62,平均32,煤层与22#层层间距2.4m~2.5m,平均2m。

424盘区内地质构造复杂,有陷落柱4个,断层分布较密集。22#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

2.2 盘区巷道布置

22#层、22#层盘区巷道采用联合布置方式,开采22#层时,利用现有的开采22#层已布置的3条沿南北向布置的盘区巷,平行2245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22#层,盘区皮带巷布置在22#层。顺槽巷倾斜布置,即东西向布置。如图2所示。

2.2上下顺槽内错距的确定

22#层受上覆22#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22#层工作面与22#工作面内错式布置。

根据顺槽平巷矿山压力显现规律,22#层顺槽在其与22#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252时,压力影响为252~452,22#层上覆22#层煤层倾角一般为22~82,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

3.2 22#层8423工作面基本概况

22#层8423工作面相对上部22#层8423工作面内错布置,两顺槽均内错4m,工作面走向长度2522m,可采长2368m,工作面倾斜长度234m。工作面地质情况见表2。

3.2 首采面8423工作面掘进情况

3.2.2 实体煤下巷道掘进情况

8423工作面上覆采空区段为422m~2222m,在非采空区段巷道掘进时皮带巷高度为2.8m,宽度为4.2 m,轨道巷高度为2.8m,宽度为3.6m,两巷均沿22#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22#层与22#属极近距离煤层,且层间距极不稳定,其中822m范围采空下22#层与22#层间距2.4m~2.5m,平均2.2m,所以巷道掘进时采用留设22#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232m,冒顶宽度为2.5m~2.5m高度为2.9~2.4m,冒顶区瓦斯积聚超限,一般为3%~22%;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22#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2.2m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2.8m改为2.5m,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222m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

22#层8423工作面从2222年22月2日正式生产,现已顺利回采252d,总进度2222m,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3822t,最高日产7222t,最高月产23.5万t,最低月产22万t。

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