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复采工作面回采安全技术研究

时间:2013-07-16来源:易品期刊网 点击:
郭二庄矿由于建矿时间长,可采煤层单一,区域赋存不均,储量少,及多年来受各种因素影响,缺少好的工作面布置条件。以前由于技术不成熟,很多地区煤炭资源丢失严重,为节约煤炭资源,郭二庄煤矿近年来一直致力于复采工作面的开采。
    1.采面概况及煤层、顶底板情况1.1 工作面概况郭二庄煤矿位于河北武安市矿山镇,为老矿。1263复采综采工作面位于该矿一水平七采区上部轨道坡北翼,工作面走向长1036.0-1107.0米,平均1072.0米,倾斜长148.0米,斜面积158656m2.上限标高+46.0米,下限标高-47.0米。可采总储量52.8万吨。
    1.2 地表及采面临近情况地表为沟谷、坡地多为梯田,有多条冲溪沟谷,疏水畅通,无河流及其它永久性水体,地面无受保护的水体和建筑物。该面北部为原6采区1261、1262采空区和一一大巷,南为1265复采工作面采空区,东为为原六采区F45断层和1266工作面采空区,西为七采皮带坡、轨道坡及1271、1273采空区。
    1.3 煤层情况1263复采工作面为原六采区回采后剩余煤厚,煤层为大煤(2号煤),煤层结构简单,外部煤厚变化较大为0.8-4.10米,平均厚度2.0米。里部为原1264、1266工作面回采后剩余煤厚,煤层厚度较稳定,煤层厚度0.80-5.20米,平均厚度2.77米。该面煤层走向N25。~65。,倾角9。~20。,平均倾角15……煤层可采性指数为0.88,煤厚变异系数为35.3%。属于中厚较稳定煤层;1.4 煤层顶、底板情况:
    本面煤层直接顶板:外部为中细砂岩,里部为粉砂岩,老顶为中细砂岩,厚5.2~9.7米,平均厚7.45米,因大部分已回采,顶板完整性已破坏,较破碎,该面老巷道较多局部顶板已垮落,直接底板为粉砂岩,厚7.5~8.5米,平均厚8.0米,老底为细砂岩,厚5.0~6.0米,平均厚5.5米完整较坚硬。
    1.5 地质构造及水文地质1263复采工作面将揭露三处陷落柱和四处薄煤带,陷落柱和薄煤带范围较大。大煤直接顶板中砂岩为直接充水含水层,富水性弱,山西组中、上部中、细砂岩为间接补给含水层,该面风、运巷及切眼掘进期间局部有滴水,因该面及周围已回采,老顶已大面积垮落,上部含水层水已基本疏干,预计工作面正常涌水量3m3/h。最大涌水量为10m3/h,对开采影响不大。
    2.支护方式及采煤方法1263复采工作面巷道采用“工字钢+盘条网+塑料网”联合支护,部分小段采用锚网梁支护。巷道净宽2.8m,中高2.2m。工作面支架选型:选用ZY2000/1050/2350型掩护式液压支架92架配合ZY3000/10/20型掩护式液压支架11架。
    采用走向长壁后退式布置综合机械化采煤,采煤机割三角煤切斜进刀后,按落、装、运、支、处的顺序进行回采。采煤机滚筒截深630毫米,循环推进度0.6米,采高2.0米,三班作业,两采一准,班进1.8m。全面垮落法管理顶板。
    3.影响开采的主要因素3.1 1263复采工作面切眼顶板在原1264工作面采空区,顶板完整性已被破坏,在安装前要适当卧底,要加强顶板支护,防止发生冒顶事故。
    3.2 1263复采工作面因顶板完整性已破坏易垮落,且工作面范围内老巷道较多,老巷内有少量未回收U型钢、工字钢等,工作面开采及两巷超前备修时要及时加强顶板支护,回采时采至老巷附近要加强观察,防止未回收U型钢、工字钢损坏采煤机。
    3.3 1263复采工作面陷落柱和薄煤带范围较大,在回采工程中要做好煤矸分装分运,努力提高煤质。
    3.4 其它因素瓦斯:根据1263复采工作面掘进期间绝对涌出量为4.0m3/min。瓦斯涌出量较大,预计回采期间瓦斯涌出量会增加,回采期间必须加强通风管理,防止瓦斯突出和瓦斯超限。
    煤尘:本矿煤尘爆炸性指数<10%、无爆炸危险。
    煤层自燃发火倾向性:属Ⅲ类不易自燃。
    地温、地热:无地温、地热异常情况。
    4.回采顶板管理安全技术措施4.1 顶板事故防治措施1263复采工作面受原开采影响,直接顶、老顶均已破碎,顶板完整性差,结合同地区、同类型1263复采工作面研究,不会出现明显顶板初次来压和周期来压。但架前顶板易发生片帮及冒顶现象。固必须加强该面的顶板管理。
    (1)爆破方式的合理选择和炮眼的合理布置。采用毫秒微差爆破,炮眼采用“三花眼”布置方式,眼深1.2m,多打眼,少装药,减小震动,使得顶板和煤壁不易发生跨落。顶板破碎严重的地方,严禁打顶眼,只能打底、腰眼。
    (2)加强复采工作人员的安全技术培训,熟练掌握工作面冒顶和片帮的预兆,一旦发生片帮冒顶时,能迅速采取有效地支护。
    (3)保持支架初撑力不低于24MPa,支架顶梁接顶后,继续送液时间不得少于5秒,操作完后,手把打回零位。
    (4)机组割煤后,要及时伸出支架伸缩梁支护暴露的顶板。
    (5)每班由班长负责检查煤帮及顶板情况,发现可能片帮的地点,要及时处理,处理后方可生产或检修。
    (6)人员进入煤帮作业时,必须停止煤帮溜子运转,经检查煤帮无危险时,才准进入煤帮,且人员要站在有支架掩护或有临时支护的地点,严禁空顶、空帮作业。
    (7)进入煤帮作业人员,必须做好敲帮问顶工作,且不准支架动作,不准骑溜作业。
    4.2 处理片帮及架前冒顶措施:
    (1)发生片帮及架前冒顶时,跟班区长、班组长,必须在现场指挥处理,并停止割煤,待维护好顶帮后再割煤。
    (2)处理冒顶时要从两端向中间逐架进行,人员在煤帮维护时,必须等顶板稳定后进行,并将退路维护好。
    (3)处理冒顶时,用1.5m-2.0m木板梁配合单体柱进行支护,一梁二柱,用塘材、单杆等背严顶帮,并将伸缩梁伸展。
    (4)如遇顶板破碎,煤壁片帮冒顶时,必须用木垛棚实接顶,同时带压移架(5)处理冒顶时,抬棚点柱必须打在实底上,并设专职老工人观察顶板,发现情况必须先处理而后施工。
    4.3 上、下安全出口及端头顶板管理措施:
    (1)端头使用双楔顶梁配合单体柱支护的支架,按一梁一柱倒悬臂架设,每梁用不少于四根单杆背顶,煤帮打齐贴帮柱,端面距不大于300㎜。
    (2)使用单体柱支护时,端头支柱初撑力不低于90KN,平巷背修不低于90KN,且必须全部拴柱头。
    (3)上下旮旯放顶要求不少于2人,一人观顶,一人操作,要求从下往上,从里向外逐架进行回收,先回柱,后回梁,严禁人员进入采空区作业。
    (4)上下旮旯放顶人员进入工作地点,首先检查顶板、支架情况,清理好退路,在顶板压力大时,要先打好替柱,出现危险等特殊情况要及时退出,待顶板稳定、保证安全时方可继续操作。
    4.4 过断层、薄煤带及陷落柱安全技术措施(1)在工作面上、下安全口,风管、风锤,水管必须备用到位,岩石坚硬时,必须用风锤打眼,放炮,严禁用机组强行割碴。
    (2)风巷料场必须备用一定数量的塘材和板木,以备断层处支架接顶。
    (3)如遇断层带片帮、冒顶时,必须用木垛棚实接顶,并且在棚顶期间有一名老工人观察顶板,发现问题先处理而后棚顶。
    (4)断层带放炮期间,支架立柱必须用皮带保护齐全、完好,管线操纵阀必须用皮带盖好,一次保护长度不得少于5组支架。
    (5)过断层期间,班前、班后必须进行支架二次注液,支架初撑力不得低于24Mpa。
    (6)放炮员必须持证上岗,雷管箱、炸药箱及发爆器分别由放炮员统一管理,炸药、雷管不得乱扔乱放。
    (7)放炮期间,必须严格执行“一炮三检”制度和“三人联锁”放炮制度,杜绝违章指挥、违章作业,一次拉炮最多不得超过3个(8)放炮前,要由班组长安排专人到放炮地点上、下通道处站岗、警戒、撵人,严禁人员进入炮区,躲炮距离不得少于70m。
    (9)装配引药时,要选择顶板完好,避开有电气设备的放炮地点附近,雷管脚线扭结成短路,且装煤时,要使用炮土和水泡泥。
    (10)如遇瞎炮需要处理时,必须在距瞎炮炮眼0.3m处与原炮眼平等打眼、装药、放炮。
    (11)用风锤打眼时,工作面溜子不得启动,将开关打到零位,工作面操作按扭设专人看管。
    4.5 煤矸分装分运安全技术措施(1)在七采煤仓上口处倾斜安装铁箅子。箅子安装稳固。两侧安装护栏,防止人员坠入煤仓。
    (2)当矸石卡在箅子上时,使用长把钩子将其勾出。操作时,人员站在箅子侧方,严禁站皮带及箅子正前方操作,若必须站正前方操作时,必须先停止皮带运转。
    (3)下山溜子段每隔20m在溜子两边各打1根木头点柱,点柱小端直径大于10cm.,防止溜子下滑。
    (4)下山溜子段靠近溜子机头处安装挡矸防护网。以防止矸石顺坡滚下伤人。
    (5)在溜子运行时,该溜子段严禁行人。若需行人时,必须先停止溜子运行,且与上下司机均联系好,方可通过。
    (6)在大巷往小罐装矸时,人员严禁站皮带正前方。装矸时,大巷停止装煤,大罐停止行进。安排专人进行联系。
    (7)各皮带、溜子司机在开设备时,严禁站设备正前方。
    5.结语郭二庄进行复采工作几年来,严格按照上述措施进行操作,没有发生一起轻松以上人身事故和二类以上生产事故,实现了安全生产。
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