十一礦綜放采煤存在的問題及措施.doc

十一礦綜放采煤存在的問題及措施技術(shù)中心 周國友十一礦 楊鴻彬內(nèi)容提要 根據(jù)十一礦的地質(zhì)條件及在首采綜放工作面的實踐，分析了綜放開采所必須解決的幾個問題及其控制措施。關(guān)鍵詞 綜放采煤 端面漏頂 涌水追尾 遺煤自燃1 礦井概況十一礦于1979年1月簡易投產(chǎn)，原設(shè)計生產(chǎn)能力60萬t，井田東西走向長6.6km，南北傾斜長3.9 km，可采儲量1.6億t。1995年6月二水平開始改擴(kuò)建，改擴(kuò)建后礦井生產(chǎn)能力120萬t/a。礦井回采方式原設(shè)計全部為炮采，人多、面廣、攤子大，礦井整體經(jīng)濟(jì)效益長期低位運行。為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要，走高產(chǎn)高效強力開發(fā)之路，以提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)論證在二水平己二采區(qū)實施綜采放頂煤開采。2 工作面基本條件2.1 地質(zhì)條件該工作面位于二水平己二下山采區(qū)下延運輸機巷西側(cè)，東為采區(qū)下山保護(hù)煤柱，西為香山煤礦（未采動），南北分別為未開采的己16-1722060和己16-1722120工作面，煤層厚度4.16.1m，平均5.5m，煤層傾角1625，平均17。煤層比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層普氏硬度系數(shù)f6，煤層具有自燃傾向，自然發(fā)火期12個月。工作面走向長度平均1060m，傾斜長度125m，可采儲量769560t。煤層偽頂、直接頂為泥巖及沙質(zhì)泥巖互層，厚度為2m，級別級，直接底為灰色泥巖，含有根莖化石，厚度為6.5m，老底為L1灰?guī)r，厚度為1m。2.2 巷道布置及支護(hù)型式工作面兩巷沿煤層走向平行布置，兩巷、切眼及外聯(lián)絡(luò)巷道均沿煤層頂板施工。巷道支護(hù)分別為：風(fēng)巷梯形工字鋼支護(hù)，機巷里段為梯形工字鋼支護(hù)，外段錨桿錨網(wǎng)支護(hù)，切眼為錨桿加錨索聯(lián)合支護(hù)。3 綜放生產(chǎn)中存在的幾個問題及控制措施綜放工作面安裝完畢投產(chǎn)后遇到了許多困難，嚴(yán)重制約綜放生產(chǎn)的正常進(jìn)行，主要表現(xiàn)在：一是端面頂煤離層漏頂，使支架頂梁不能接觸頂板，導(dǎo)致支架歪倒，危及安全；二是工作面涌水追尾，導(dǎo)致工作面生產(chǎn)不能正常進(jìn)行；三是生產(chǎn)過程中煤塵大；四是多種因素導(dǎo)致采空區(qū)遺煤，容易形成自然發(fā)火事故。3.1 工作面支架歪倒、端面漏頂?shù)脑蚍治黾按胧?）原因分析：通過現(xiàn)場實際觀察發(fā)現(xiàn)，工作面支架在前移過程中都有一個共同特征，即支架移架漏煤和放煤的時序及放煤量與頂煤離層，繼而端面漏頂存在因果關(guān)系，經(jīng)過進(jìn)一步分析認(rèn)為，是由于移架和放煤量及放煤時序的因素導(dǎo)致工作面支架上部隱形空頂，使得煤壁承受較高支承壓力導(dǎo)致煤壁離層片幫進(jìn)而形成漏頂。（2）控制措施：一是提高金屬網(wǎng)的輔網(wǎng)質(zhì)量，努力減少移架過程中漏煤；二是帶壓移架，即前移支架時盡量少卸載；三是設(shè)專人按“二割一放”進(jìn)行操作，即割二刀煤放一次頂煤，放頂煤時，以前梁上部的頂煤不漏為標(biāo)準(zhǔn)。措施實施后基本杜絕了離層片幫現(xiàn)象。3.2 綜放面涌水追尾分析與治理該工作面直接底為灰色泥巖，直接底下部為L1灰?guī)r富水區(qū)，在工作面開始掘進(jìn)時，預(yù)計出水量為60m3/min，設(shè)計為在機巷每隔100m設(shè)一水管進(jìn)行排水，但在回采過程中涌水量明顯增大，達(dá)到120m3/min，且追尾現(xiàn)象嚴(yán)重。決定在機巷下幫增設(shè)工作面環(huán)形水倉，并在環(huán)形水倉內(nèi)布置泄水孔。增設(shè)工作面環(huán)形水倉和打泄水鉆孔后，其治水效果不明顯，不能從根本上杜絕工作面涌水追尾，進(jìn)一步觀察和分析，認(rèn)為該工作面底板水賦存狀態(tài)較為特別，呈與工作面推進(jìn)方向一致的條帶狀，并且含水層處巖性松軟，泄水孔塌孔、堵塞，所以泄水效果差，遂決定在工作面底板布置導(dǎo)水泄水巷，并與環(huán)形水倉連通，見下圖。工作面底板導(dǎo)水泄水巷與工作面環(huán)形水倉相配合治水方案實施后，成功地治服了工作面涌水追尾，從根本上杜絕了工作面的水害問題。3.3 回采工作面煤塵超標(biāo)原因的分析和治理工作面采煤機配有內(nèi)噴霧降塵裝置，液壓支架放煤口設(shè)有噴霧降塵裝置。但在生產(chǎn)過程中，煤塵仍嚴(yán)重超標(biāo)，經(jīng)過現(xiàn)場進(jìn)一步觀察分析，認(rèn)為煤塵的產(chǎn)生主要是在移架、割煤和放煤工序，其產(chǎn)塵量大小依次為移架、割煤、放煤。生產(chǎn)中雖然嚴(yán)格按章操作，但煤塵仍超標(biāo)，為此在分析實際觀測的基礎(chǔ)上進(jìn)行以下改進(jìn)：一是及時調(diào)整支架對頂煤封閉性的改善，使架間漏煤現(xiàn)象得到有效控制，大大減少產(chǎn)塵量；二是實施煤體淺孔注水，即在檢修班沿工作面傾斜布置注水孔注水。注水孔孔深3.5m，孔徑34mm，使用橡膠封孔器，承壓封孔注水采用的供水壓為3MPa。煤體注水后，盡管煤塵發(fā)生量有一定的降低，但仍不能降到理想程度，并且注水效果受人為的影響因素較多，有待提高。3.4 采空區(qū)遺煤及自然發(fā)火的分析和治理在綜放生產(chǎn)的整個過程中，由于初采、初放、回收搬家過地質(zhì)構(gòu)造帶，漏頂事故處理，防治水、放煤順序、職工操作水平等多種因素的影響，使綜放回采采空區(qū)遺煤無法杜絕。所以，在綜放投產(chǎn)的初期，經(jīng)論證及時引進(jìn)國際國內(nèi)處于領(lǐng)先地位的制氮阻燃技術(shù)及裝備。注氮方式為“埋管式注氮”，按工作面U型通風(fēng)方式，將注氮管鋪設(shè)在進(jìn)風(fēng)機巷，沿底板鋪設(shè)，特別是埋入段要注意埋設(shè)質(zhì)量，氮氣釋放口高于底板一定高度，并彎向采空區(qū)與工作面平行，同時避免釋放口被煤巖物堵口。實踐證明，引進(jìn)和使用該技術(shù)有效的防治了采空區(qū)遺煤自然發(fā)火，特別是在綜放工作面因采面出水，推進(jìn)異常緩慢的條件下避免了采空區(qū)遺煤自燃現(xiàn)象，為綜放工作面的安全提供了可靠的保證。建立高產(chǎn)高效礦井是煤礦生存和發(fā)展的必