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摘要:对极近距离采空区下煤层开采的端面冒顶,工作面片帮、漏顶、上层采空区的积水及煤体自燃发火提出了相应的处理措施,从而为工程实践提供了参考。
关键词:近距离 采空区 顶板灾害 三机配套
0 引言
对于极近距离煤层,上下煤层间开采的相互影响较大。受上部煤层开采的影响,下层煤层顶板将受到不同程度的破坏,使顶板结构发生变化。工作面矿山压力显现特征、支架与顶板控制关系,回采巷道支护方式、回采工艺和安全技术措施均具有特殊性。特别是对下层煤采用长壁式采煤法的条件下,下层煤受上层煤开采影响,工作面和巷道顶板产生破坏,极易冒顶、漏顶。当与上层采空区沟通时,造成工作面漏风,严重影响矿井的安全生产。东荣二矿南三16层煤厚2.30m,已采完。17层煤与16层煤层间距约1.5m,17层煤厚3.86m,煤质较好。为提高17层煤回采率,本层煤采用采空区下走向长壁后退式开采方法,现回采将结束。本文针对东荣二矿南三17层煤开采实际情况,回采时对工作面顶板控制,回采巷道顶板管理,工作面支架初撑力的确定,回采工艺,三机配套的选择,上层采空区积水的防治进行阐述,为解决极近距离采空区下开采类似问题提供了参考依据。
1 近距离采空区下煤层开采端面冒顶的问题及对策
端面冒顶的原因:顶板破碎,煤层节理发育,支架工作状态不良使煤壁片帮,实际空顶距离大,支架在前移时,初撑力小,接顶不严,造成顶板离层是造成冒顶事故的主要原因。通过对冒顶原因的分析,采取相应的措施如下:
1.1 选择合适的综采支架及合理的三机配套,选用0.6m小循环(截深)的设计。
1.2 控制合理的空顶距,提高端面帮顶的稳定性。
1.3 采取合理的回采工藝,机组割煤过后及时带压擦顶移架,及时打开支架伸缩梁及护帮板。
1.4 对顶板层、节理发育,难以控制的顶板可采取留顶煤的方法控制顶板。
1.5 加固煤帮、顶煤等措施,对松软的煤壁采用注马丽散的方法加固煤帮。
2 近距离采空区下回采片帮问题及对策
煤壁产生片帮的机理:煤层平行于工作面的节理、裂隙较发育。工作面机采高度大,护帮板打开不及时,支架初撑力偏低,采煤机牵引速度与滚筒转速不相适应,采煤机对前方的煤壁产生较大的挤压作用力,周期来压造成煤壁压力增大,这些因素极易诱发片帮。针对片帮原因,采取相应的措施如下:
2.1 确定合理的采高,采高过大易造成片帮冒顶事故。
2.2 对工作面顶板活动规律进行监测,对周期来压采取相应措施。
2.3 加强检修,保证支架良好的工作状态。
2.4 采煤机割煤时必须割平顶板,并保证支架擦顶带压移架,充分接顶。
2.5 加固煤帮,对松软的煤壁采用注马丽散的方法加固煤帮。
煤壁片帮和端面冒顶在综采工作面是相互作用的,冒顶会进一步使片帮恶化,而片帮又能使冒顶扩大化,所以在近距离煤层采空区下开采时更要注意,防止此类事故发生。
3 采空区中的积水及其处理措施
上部煤层开采后,随着时间的推移,从裂隙带的岩体及上部岩层中渗透的水会在采空区中积聚,形成老塘积水。采空区下近距离煤层开采时,冒落带会扩大至上层采空区,采空区的积水会对下部煤层的开采形成水灾隐患。因此对下部煤层开采时,必须采取有效措施予以处理,防止采空区积水的突出。采取的措施是提前对上部采空区进行打钻放水,把水排到运输巷或设备道中,并根据水量的大小安装排水泵排水。
4 近距离下部煤层回采巷道压力变化及其对策
极近距离煤层下层煤顶板松软,受采动及周期来压影响,巷道超前段及壁垄处顶板极易冒落,针对现场采取的措施如下:
4.1 回采巷道超前段采取单体挑圆木梁,加强对巷道顶板的支护,确保巷尾的支护质量。
4.2 回采巷道下帮超前注射马丽散,加固煤帮及松软顶板。
4.3 使用大拌和刹杆堵漏,防止漏顶区域扩大。
5 采空区自燃发火问题及其对策
近距离煤层采空区易造成煤体的自燃发火,应根据煤的自燃发火期及其自燃性来确定相应措施,采取措施如下:
5.1 封堵通风通道,使用喷水泥浆封堵密闭。
5.2 注射马丽散封堵密闭周围煤岩裂隙,防止空区漏风。
5.3 空区内注射阻化剂,使空区内的煤体与氧气隔绝,从而达到阻化剂的防火作用。
5.4 加快回采速度,使氧化带在最短时间内转化为窒息带。
6 结论
采空区下极近煤层是可以开采的,但必须对不同问题采取相应的措施。对于端面冒顶,主要是合理的采高、合理选择工作面三机配套、支架架型选择、控制空顶距、循环进度的确定来实现的。东荣二矿南三上17层右一面的成功回采为极近距离采空区下开采提供了参考依据。
关键词:近距离 采空区 顶板灾害 三机配套
0 引言
对于极近距离煤层,上下煤层间开采的相互影响较大。受上部煤层开采的影响,下层煤层顶板将受到不同程度的破坏,使顶板结构发生变化。工作面矿山压力显现特征、支架与顶板控制关系,回采巷道支护方式、回采工艺和安全技术措施均具有特殊性。特别是对下层煤采用长壁式采煤法的条件下,下层煤受上层煤开采影响,工作面和巷道顶板产生破坏,极易冒顶、漏顶。当与上层采空区沟通时,造成工作面漏风,严重影响矿井的安全生产。东荣二矿南三16层煤厚2.30m,已采完。17层煤与16层煤层间距约1.5m,17层煤厚3.86m,煤质较好。为提高17层煤回采率,本层煤采用采空区下走向长壁后退式开采方法,现回采将结束。本文针对东荣二矿南三17层煤开采实际情况,回采时对工作面顶板控制,回采巷道顶板管理,工作面支架初撑力的确定,回采工艺,三机配套的选择,上层采空区积水的防治进行阐述,为解决极近距离采空区下开采类似问题提供了参考依据。
1 近距离采空区下煤层开采端面冒顶的问题及对策
端面冒顶的原因:顶板破碎,煤层节理发育,支架工作状态不良使煤壁片帮,实际空顶距离大,支架在前移时,初撑力小,接顶不严,造成顶板离层是造成冒顶事故的主要原因。通过对冒顶原因的分析,采取相应的措施如下:
1.1 选择合适的综采支架及合理的三机配套,选用0.6m小循环(截深)的设计。
1.2 控制合理的空顶距,提高端面帮顶的稳定性。
1.3 采取合理的回采工藝,机组割煤过后及时带压擦顶移架,及时打开支架伸缩梁及护帮板。
1.4 对顶板层、节理发育,难以控制的顶板可采取留顶煤的方法控制顶板。
1.5 加固煤帮、顶煤等措施,对松软的煤壁采用注马丽散的方法加固煤帮。
2 近距离采空区下回采片帮问题及对策
煤壁产生片帮的机理:煤层平行于工作面的节理、裂隙较发育。工作面机采高度大,护帮板打开不及时,支架初撑力偏低,采煤机牵引速度与滚筒转速不相适应,采煤机对前方的煤壁产生较大的挤压作用力,周期来压造成煤壁压力增大,这些因素极易诱发片帮。针对片帮原因,采取相应的措施如下:
2.1 确定合理的采高,采高过大易造成片帮冒顶事故。
2.2 对工作面顶板活动规律进行监测,对周期来压采取相应措施。
2.3 加强检修,保证支架良好的工作状态。
2.4 采煤机割煤时必须割平顶板,并保证支架擦顶带压移架,充分接顶。
2.5 加固煤帮,对松软的煤壁采用注马丽散的方法加固煤帮。
煤壁片帮和端面冒顶在综采工作面是相互作用的,冒顶会进一步使片帮恶化,而片帮又能使冒顶扩大化,所以在近距离煤层采空区下开采时更要注意,防止此类事故发生。
3 采空区中的积水及其处理措施
上部煤层开采后,随着时间的推移,从裂隙带的岩体及上部岩层中渗透的水会在采空区中积聚,形成老塘积水。采空区下近距离煤层开采时,冒落带会扩大至上层采空区,采空区的积水会对下部煤层的开采形成水灾隐患。因此对下部煤层开采时,必须采取有效措施予以处理,防止采空区积水的突出。采取的措施是提前对上部采空区进行打钻放水,把水排到运输巷或设备道中,并根据水量的大小安装排水泵排水。
4 近距离下部煤层回采巷道压力变化及其对策
极近距离煤层下层煤顶板松软,受采动及周期来压影响,巷道超前段及壁垄处顶板极易冒落,针对现场采取的措施如下:
4.1 回采巷道超前段采取单体挑圆木梁,加强对巷道顶板的支护,确保巷尾的支护质量。
4.2 回采巷道下帮超前注射马丽散,加固煤帮及松软顶板。
4.3 使用大拌和刹杆堵漏,防止漏顶区域扩大。
5 采空区自燃发火问题及其对策
近距离煤层采空区易造成煤体的自燃发火,应根据煤的自燃发火期及其自燃性来确定相应措施,采取措施如下:
5.1 封堵通风通道,使用喷水泥浆封堵密闭。
5.2 注射马丽散封堵密闭周围煤岩裂隙,防止空区漏风。
5.3 空区内注射阻化剂,使空区内的煤体与氧气隔绝,从而达到阻化剂的防火作用。
5.4 加快回采速度,使氧化带在最短时间内转化为窒息带。
6 结论
采空区下极近煤层是可以开采的,但必须对不同问题采取相应的措施。对于端面冒顶,主要是合理的采高、合理选择工作面三机配套、支架架型选择、控制空顶距、循环进度的确定来实现的。东荣二矿南三上17层右一面的成功回采为极近距离采空区下开采提供了参考依据。