1問(wèn)題的提出
雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦五采區(qū)是礦主力采區(qū)(占全礦產(chǎn)量的2/3),主要開(kāi)采32#(采高1.5m)煤層和35#(采高1.7m)煤層,采區(qū)現(xiàn)有195、196兩個(gè)高檔采煤隊(duì),分別開(kāi)采32#、35#層。32#、35#煤層間距50m,工作面單翼走向長(zhǎng)1 000m,傾向長(zhǎng)180m,傾角16%uB0,現(xiàn)已采至二水平以下四段-600標(biāo)高。由于底部35#煤層賦存條件優(yōu)于頂部32#煤層,工作面正常推進(jìn)速度底部層快于頂部層。近年來(lái),礦內(nèi)采取了多種途徑加強(qiáng)頂部32#層開(kāi)采,但由于條件制約,仍和底部層發(fā)生了重疊開(kāi)采的矛盾。在煤炭企業(yè)推向市場(chǎng)后,對(duì)于生產(chǎn)礦井來(lái)說(shuō),任何一個(gè)采煤工作面的停產(chǎn)或減產(chǎn)將直接影響到企業(yè)的效益,蒙受巨大損失。如何科學(xué)合理地控制上下層工作面推進(jìn)步距,控制采場(chǎng)頂板是解決矛盾的唯一途徑。
2 采區(qū)狀況和開(kāi)采情況
五采區(qū)由于近年開(kāi)采強(qiáng)度的加大,掘進(jìn)工程滯后,采掘接續(xù)工程始終面臨失調(diào)危險(xiǎn),195采煤隊(duì)開(kāi)采32#層左七工作面,開(kāi)采2個(gè)月后,196采煤隊(duì)在沒(méi)有其它準(zhǔn)備的情況下,搬進(jìn)了底部35#層左五工作面。五采區(qū)32#層、35#層頂?shù)装迩闆r如表1。
表1 32#、35#煤層頂?shù)装鍘r性
@B5101.htm
圖1 工作面平面布置示意圖
兩個(gè)壓茬工作面布置情況,如圖1。
在底部35#層左五工作5月份開(kāi)采時(shí),距頂部32#層走向步距66m,頂部32#左七工作面平均月進(jìn)71.7m。底部35#層左五工作面平均月進(jìn)80m。底部層工作面以每月平均8.3m的速度向頂部層工作面靠近。其后月末兩個(gè)工作面開(kāi)采步距為6月末34m、7月末25m、8月末21m、9月末13m、10月末13m、11月末20m,至11月末時(shí)新工作面出面,底部層采煤工作面搬家,結(jié)束上下層的同時(shí)開(kāi)采。在重疊開(kāi)采過(guò)程中,底部層工作面和兩巷沒(méi)有明顯顯現(xiàn),頂部層工作面壓力增大,同比以前支柱載荷、頂板下沉發(fā)生了不同程度的加大,上巷發(fā)生片邦,底鼓的巷道變形加大,壓力也較大。
3 回采的理論依據(jù)
根據(jù)采場(chǎng)布置情況來(lái)看,頂部工作面開(kāi)采對(duì)底部工作面開(kāi)采影響小甚小,而底部層工作面的回采引起的采場(chǎng)垮落和超前壓力將對(duì)頂部層工作面直接構(gòu)成威脅。首先根據(jù)采場(chǎng)巖移情況初步確定兩個(gè)工作面推進(jìn)步距,如圖2。
圖2 采場(chǎng)巖移情況示意圖
推進(jìn)步距L=Htg%u3B4=50tg75=13m,根據(jù)中間巖層下沉曲線(xiàn)沿工作面推進(jìn)方向分為采動(dòng)影響區(qū)和穩(wěn)定區(qū),采動(dòng)影響區(qū)又分為充分采動(dòng)影響區(qū)和變形區(qū)和微變形區(qū)。其次根據(jù)采場(chǎng)頂板冒落過(guò)程和冒落情況,可將巖層縱向分為冒落區(qū),一沉壓實(shí)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。如圖3所示。
圖3 采場(chǎng)巖移情況示意圖
頂板縱向冒落區(qū)的高度根據(jù)采高的高度確定h+h采=1.5 h、h=2h采=2%uD71.7=3.4m,說(shuō)明采場(chǎng)頂板從直接頂冒落,如直接頂厚小于2倍采高,從老頂來(lái)壓時(shí),頂板巖層冒落2倍采高后開(kāi)始進(jìn)入下沉壓實(shí)階段。另外,從采場(chǎng)頂板活動(dòng)時(shí)間來(lái)分析,采場(chǎng)從直接頂冒落至老頂周期壓平均20m工作面平均月推進(jìn)度80m,也就是說(shuō)從直接頂冒落至老頂下一個(gè)周期來(lái)壓垮落需經(jīng)過(guò)t=20?/80=7.5d。而老頂上方巖層由下至上活動(dòng)的周期將更長(zhǎng)?,F(xiàn)假定底部層開(kāi)采后,頂板冒落影響至頂部煤層自老頂周期來(lái)壓開(kāi)始,那么在此周期之內(nèi)頂部工作面推進(jìn)距離為71.7m%uD77.5d/30=17.9m,由此可得兩工作面推進(jìn)步距=-4.9m。
最后,在考慮頂部層工作面不受底部層工作面開(kāi)采引起的采場(chǎng)冒落、變形影響的同時(shí),必須考慮兩個(gè)采場(chǎng)應(yīng)力的迭加,由于兩個(gè)工作面均處在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)回采,而且存在一定推進(jìn)步距,采場(chǎng)應(yīng)力不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性的壘加,在回采過(guò)程中確保安全按正常礦壓的1.5倍進(jìn)行管理。
4 回采的特殊措施
(1)確定壓茬煤層間的推進(jìn)步距,根據(jù)回采理論依據(jù)分析,為確保生產(chǎn)安全,把巖移時(shí)間作為安全系數(shù),推進(jìn)步距底線(xiàn)確定為13m;在生產(chǎn)中建立采場(chǎng)觀測(cè)小組,每天匯報(bào)分析工作面推進(jìn)情況,工作面支柱載荷和頂?shù)装逡平?,兩巷壓力和變形情況,在沒(méi)有特殊的情況下逐天、逐米將推進(jìn)步距放至底線(xiàn)。如果支柱載荷和頂?shù)装逡平砍^(guò)規(guī)定,立即停掉底部層工作面,采取其它方案。
(2)針對(duì)采場(chǎng)應(yīng)力迭加,在開(kāi)采過(guò)程中按1.5倍系數(shù)加強(qiáng)了支護(hù)強(qiáng)度,支柱加密,并在末排柱實(shí)行雙柱切頂。工作面額外配備了50根工字鋼長(zhǎng)梁隨時(shí)應(yīng)對(duì)頂板變化。在兩巷中將超前支護(hù)由20m延為50m,上巷延為100m,并上鋼梁加強(qiáng)護(hù)頂。在開(kāi)采過(guò)程中針對(duì)頂部層工作面上巷發(fā)生的片邦、底鼓現(xiàn)象成立了專(zhuān)門(mén)隊(duì)伍進(jìn)行清理維護(hù)。在壓茬工作面推進(jìn)步距接近底線(xiàn)時(shí),在底部層工作面自上而下每隔10m砌-3m寬矸石墻,來(lái)延緩頂板的冒落和變形。
5 結(jié)論
通過(guò)科學(xué)分析和具體實(shí)踐,合理控制上下層工作面回采推進(jìn)步距,采取超常措施,完全可以實(shí)現(xiàn)上下層工作面的安全回采。雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦通過(guò)實(shí)踐緩解了采面接續(xù)緊張的局面,在面臨停產(chǎn)的狀況下多出原煤22萬(wàn)t,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
北京消防安全評(píng)估(消防檢測(cè))聯(lián)系方式
消防檢測(cè)應(yīng)該被嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)待。