高档普采工作面过断层顶板管理

２０１３年第１期　参战ｊｊ；斜ｌ救　１９　高档普采工作面过断层顶板管理　徐华雷，杨列胜　（山东泉兴矿业集团有限责任公司，山东枣庄２７７５２２）　摘要该文结合同采区以往工作面开采经验，阐述了高档普采工作面过断层的开采技术。通过对３１１４—４采煤工作面过断层生产工艺分　析，总结过断层的经验、方法，以便提高高档普采工作面过断层顶板管理水平。　关键词工作面过断层安全措施　中图分类号ＴＤ８２３．８９　文献标识码Ｂ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１３．Ｏ１．１２　Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ——ｇｒａｄｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｆａｕｌｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｏｏｆ　Ｘｕ　Ｈｕａ—ｌｅｉ，Ｙａｎｇ　Ｌｉｅ—ｓｈｅｎｇ　（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｑｕａｎｘｉｎｇ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｒｅｆｃｏ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｔｄ，Ｚａｏｚｈｕａｎｇ　２７７５２２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｎｏｄｅ　ｃｏｎｔｒａｃｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ｂｅｆｏｒｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ—ｇｒａｄｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｆａｕｌｔ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　３　ｌ１４—４　ｃｏａｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｆａｕｌｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｓｕｍｍａｒｉｚｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ，Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　—ｇｒａｄｅ　ｇｅｎｅｒｌａ　ｍｉｎｉｎｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆａｃｅ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｆａｕｌｔ　ｒｏｏｆ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｌｅｖｅ１．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｆａｃｅ　ｔｈｒｏｕｇｈｆａｕｌｔ　ｓａｆｅｔｙｍｅａｓｕｒｅｓ　１工作面概况　开采时重点加强矿压观测，提前预报及顶板支护。　（３）工作面直接顶岩层初次垮落时，岩层两端由　枣庄市金庄生建煤矿一采区３１　１４—４工作面设计　煤壁支撑，其受力状态可视为两端嵌固梁；由于初次来　开采煤层为３下煤层，工作面三面为采空区，运输巷侧　压步距大，因此初次来压面积大，强度高，并可能伴随　为断层相隔，砂岩顶板较为完整，在初采期间，老塘悬　动压冲击。周期来压时，直接顶岩层为一端固定的“悬　顶面积大，生产时容易发生煤壁片帮、冒顶等现象，对　臂梁”，来压步距较初次来压步距小得多。采用强制放　安全生产带来很大威胁。　顶减小悬顶面积，可减小来压步距，使其运动不明显。　（１）工作面煤层近水平分布，倾角２。～１５。。３１１４　在工作面开采时，直接顶冒落高度如达不到２—４　—４工作面除切眼北ＤＦ９断层、运输巷东ＤＦ６断层以　倍采高，直接顶上部的老顶完整性就好，其厚度较大，　外，在轨道巷共揭露４条断层。断层ｆ。、ｆ２、　、ｆ４落差分　随着工作面的向前推进，老顶缓慢下沉，使岩块间挤压　别为１．０、５．０、３．５、２．５ｍ，断层ｆ。、ｆ４对工作面回采影响　得很紧，致使老顶下沉量不大，造成采空区大面积悬　不大，断层ｆ２、Ｃ落差较大，将影响工作面正常推采。　顶。一旦老顶断开失稳而大面积垮落，在极短的时间　（２）采用倾斜长壁后退式采煤法，全部垮落法管　内，会产生破坏力很大的冲击波与冲击压力，形成强　理顶板。工作面支护采用单体液压支柱配合铰接顶梁　烈震动与暴风，危害极大。必须采取人工强制放顶措　支护顶板，齐梁齐柱形式，一梁一柱定位“前四后八”　施，在工作面老塘切顶排开槽，破坏其完整性。　（前４００ｍｍ／后８００ｍｍ）悬臂布置进行支护顶板，两端　（４）正常情况下，工作面控顶区处于应力降低区，　头特殊支架选用３．８ｍ竹型钢梁五对十架支护顶板，采　由于本工作面受断层影响，在工作面揭露断层面回采　取人工支、回柱，回采时铺设金属网护顶。　期间，顶板变化较大，工程质量管理难度大，同时，工作　面控顶区范围又处于应力增高区，往往伴随着直接顶　２断层和采空区悬顶的危害　来压，容易造成推棚、切顶事故。　（１）工作面顶板状况分析：①工作面基本顶是灰　３　采取强制放顶的措施管理顶板　白色中砂岩，硬度较高ｆ＝８～１０；②工作面煤层之上局　部有伪顶（厚度不稳定）。　（１）工作面推采６ｍ直接顶不冒落时，要加强工作　（２）过断层时煤层变化特征：①工作面顶板较为　面支护，加大支柱支设角度和支柱初撑力的管理，缩小　破碎，局部出现凹凸状；②煤层松软，有明显挤压揉搓　柱距，并在切顶线排每隔３０ｍ支一棵信号柱。　现象；③工作面顶板压力明显增加，支柱钻底、三用阀　（２）工作面推采２０ｍ后，老塘悬顶不垮落时，要在　卸载阀开启；④顶板下沉量增加，工作面煤壁片帮；⑤　切顶线处增加木垛加强支护，同时采取强制放顶措施，　揭露断层后，直接顶来压往往伴随而来。因此过断层　直至悬顶放落为止。　（３）强制放顶前，必须对工作面支柱进行二次注　收稿日期：２０１２—０９—２５　液，确保支柱初撑力达到９０ｋＮ以上。　作者简介：徐华雷（１９８２一），男，山东枣庄人，毕业于山东科技大　（４）强制放顶时发现顶板有来压预兆立即示警，　学，现任泉兴集团（托管）金庄生建煤矿采煤工区技术员。　待压力释放顶板稳定后，方可继续工作。　２０　量娃晨斜技　２０１３年第１期　４严格落实矿压观测制度　（１）提高支柱初撑力可以有效防止顶板发生游　离，如果支柱的初撑力小，由于断层处顶板发生断裂，　基本顶会在自重及上覆岩层的重量下发生滑移，而导　（１）把矿压监控工作纳入日常生产技术管理中，　切实掌握支护质量和顶板动态，及时消灭隐患，严把安　全关。　致推垮型冒顶事故，造成重大的人员及财产损失。提　（２）初采和来压期间，支柱必须棵棵监控，正常回　采期间，第一排支柱的监控率不低于３０％，第二、三排　不低于１０％，有重点有选择的监控，发现达不到要求　应及时补液。　（３）对工作面上、下端头、顶板破碎带、断层处等　高支柱初撑力，使支柱初撑力不仅能承受基本顶的重　量，而且能够使基本顶紧贴上覆岩层，让其问的摩擦力　足够阻止下位岩层下滑。　（２）支柱初撑力低的原因：①支设时没有按要求　施工，接顶不实，没有达到应有的初撑力；②把支柱支　设在浮煤上，而使支柱达不到设计要求；③由于支柱失　异常地段的棵棵支柱三班监控，以加强对事故多发点　效，没有执行二次注液制度，达不到设计要求。　和薄弱区域的管理。　（３）提高顶板的整体性，断层处一般顶板较破碎，　应加强联网封顶质量，防止顶板掉渣伤人，避免了回柱　５　提高支柱初撑力　加强顶板管理　时的埋柱现象。　（上接第１８页）最大控顶距７．２ｍ，最小控顶距６．０ｍ，　４ＭＰａ。顶板完好时临时支柱每４棚架设一根，顶板破　工作面最大控距４．８ｍ，最小控顶距４．０ｍ，支柱钻底量　碎时须停机闭溜，及时挂梁打好临时支柱；超前档最大　小于１００ｍｍ；工作面使用ＨＤＪＡ一８００型金属铰接顶　控顶距７．２ｍ，最小控顶距６．０ｍ；两道自工作面出口向　梁、上下出口超前档使用ＤＪＢ１２００型金属铰接顶梁和　外双排２０ｍ、单排４０ｍ范围内提前进行超前支护，高度　ＰＤＺ系列单体液压支柱。根据《煤矿安全规程》，上下　不低于１．６ｍ，要有０．７ｍ以上人行道；工作面靠煤壁３　出口超前档支护排距取１．２ｒｎ，走向超前支护单排４０ｍ，　排正规支柱及两道超前支护要用钢丝绳连接，以防倒　双排２０ｍ　柱伤人；工作面靠煤壁３排正规支柱要穿铁鞋，以保证　支柱初撑力不小于１１．５ＭＰａ。　８　回柱放顶　采用人工放顶２人一组；两道使用ＪＨ一８型回柱　机回柱；回柱放顶、同割煤平行作业的时安全距离根据　《煤矿安全规程》规定距离不小于１５ｍ，回柱放顶地点　上下１５ｍ范围内不得与其它施工平行作业，煤机运行　时前后１０ｍ煤帮范围内严禁有人干其它工作，距煤机　１０ｍ内挂梁必须停机闭溜。　（ａ）开机　（ｂ】斜切进刀　（ｃ）回切煤垛　（ｄ）进刀落煤　（ｅ）落蜾　９经济效益分析　说明：（１）机组在工作面距上头１８～２５ｍ处斜切进刀；　在相同条件下高档普采月产量１９０６６ｔ，销售收入　（２）进刀后，滚筒空转２分钟，待其正常运转后再行割煤。　１３３４．６万元，吨煤成本３００元，月度成本消耗５７２．０万　图１　采煤机进刀方式示意图　元，月盈利７６２．６万元；炮采（炮采面长按９０ｍ计算，每　工作面和两道采用单体液压支柱配合金属铰接顶梁支　日按３循环３ｍ计算，其它相同）月产量１４３００ｔ，销售收　护，工作面支柱打在梁子正悬臂４：６处，两道柱子支在　入１００１万元，吨煤成本３１０元，月度成本消耗４４３．３万　梁子中间；上下出口使用双楔梁。　元，月盈利５５７．７万元。　特殊支护：工作面采高超过１．５ｍ时，在工作面最　后一排支护上布设一排托棚，托棚的迎山角为７５。～　１０　结论　８０。，采高低于１．５ｍ时，棚棚打戗柱；确保支柱初撑力　通过以上对比，机采比炮采每月可多盈利２０４．９　不小于４ＭＰａ；工作面初放期间在工作面两头架设木　万元，高档普采既减轻了工人的劳动强度，又减少了浮　垛；正常生产期问，根据现场可不打木垛；煤机下行割　煤丢失量，同时也提高了工作面的单产水平；经济效　顶煤时人工跟机挂梁、打临时支柱初撑力不小于　益、安全效益十分可观。　２０１３年第１期　童瞧晨ｌ舛ｌ技　２１　空气炮在处理大型煤仓堵塞中的应用　马建元　（山东华恒矿业有限公司，山东新泰２７１２０２）　摘要先放下层炮，后放上层炮，以利于煤矸顺利通过出煤口。在使用过程中，根据原煤的湿度、粘度、比重、颗粒等因素，可以实施隔层放炮　空气炮矿井煤仓堵仓研究应用　Ｂ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１３．０１．１３　或组合放炮。　关键词中图分类号ＴＤ５２９　．１　文献标识码华恒公司一６５０ｍ三采煤仓经常堵仓，影响了正常　使用。煤仓现状：煤仓直径（净）５ｍ，深度２８ｍ，容积　７２０ｍ　。需对其施工钻孔安装空气炮。　１　安装方法及质量要求　１．１　钻孔的具体施工方法　（２）空气炮应有专人负责，切不可随意操作；使用　时应先打开气源阀门，充气５～１０ｍｉｎ，空气炮处于待发　状态。　在煤仓下缩口处四周共打钻孔８个，孔径１０８ｒａｍ，　孔深２．２ｍ（根据现场实际可适当调整）。　１．２　空气罐的安装位置　在煤仓下缩口南帮处打８棵吊挂锚杆，在煤仓下　缩口北帮给煤机处打８棵锚杆，分别将４个空气炮罐　吊装好。　１．３　管路安装　（３）空气炮操作前应确保给煤机及煤仓下口截门　已启动或打开。　（４）使用空气炮前应检查煤仓内堵塞位置，然后　根据煤仓堵塞具体情况分台、分层释放。　（５）空气炮释放应从最下层开始，依次向上，避免　上层煤矸把下层煤矸夯实。　（６）手动控制时，操作按钮的时间应在不低于１　ｓ。　同一台空气炮两次操作时间的间隔应在６０ｓ以上。　（７）使用前应检查炮罐内压力应达到０．４ＭＰａ以　上，（工作压力０．４～０．８ＭＰａ）。　（８）不可在煤矸正常流动的情况下启动空气炮，　避免将煤矸夯实，造成煤矸堵塞。　（９）环境温度低于一２０℃后，不可向空气炮内充气　使用。　（１０）空气炮释放的具体操作方法：　①先放下层炮，后放上层炮，以利于煤矸顺利通过　出煤口。在使用过程中，根据原煤的湿度、粘度、比重、　颗粒等因素，可以实施隔层放炮或组合放炮。　②在放上层炮时，必须在下层无煤矸的情况下或　煤仓内已经形成一个很大的空间时才可进行，即自由　空间已达到空气炮的释放范围，避免把下层煤矸夯实　而影响使用效果。　③若在同一层安装若干个空气炮时，不得全部同　时放炮，可间隔或对角方向同时放炮，以免压力大，造　成煤仓损坏。　取的支柱和顶梁时，处理之前，首先要打好临时护身柱　或替柱，最后将替柱回出。　６结束语　（１）将８个套筒分别插入煤仓下口内并固定好。　（２）煤仓套筒与空气炮罐之间采用￣１０８ｍｍ铁管　子焊接连牢。　（３）管路间每隔２ｍ用卡揽卡好并与顶板锚杆联　接或者焊牢固。　（４）施工材料、设备必须有合格证且为防爆型。　２试验技术操作流程　（１）空气炮安装完毕后，应认真检查，无问题后，　向空气炮充气，并进行密封检查，合格后方可进行空　试，试放时应逐步升至正常工作压力。　收稿日期：２０１２—１０—１５　作者简介：马建元（１９７５一），男，毕业于山东科技大学采矿专业，　曾发表论文数篇，现从事于山东华恒矿业有限公司生产调度室工作。　（４）采煤机割煤时，密切观察顶板状况，及时支设　临时柱或增加ｎ型钢加强支护。特别是在揭露断层　面时，应停机停溜，及时支设临时柱，并前移此段ｎ型　钢，缩短空顶时间。　（５）断层落差较大时，应调整采煤工艺，采用岩石　在煤矿顶板事故中，发生在回采工作面的顶板事　故占７５～８５％，因此，大多数顶板事故的发生都是有　规律的。只要能采取针对性的控制措施，加强对顶底　板的矿压观测，掌握顶底板情况及其活动规律，采煤工　作面顶板事故是可以防止的。　段炮采，全煤段煤机割煤，分段组织生产。揭露断层段　可用见五回二及见六回三方式推采，保持人行道畅通。　炮采推过断层后再使用采煤机割煤推采。　（６）回柱时，坚持使用长柄工具卸载，遇难回、难