淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層綜機開采創(chuàng)新技術(shù)_第1頁
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文檔簡介

1、淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層綜機開采創(chuàng)新技術(shù) 摘 要: 淺析薄煤層不規(guī)則工作面設(shè)計布局、生產(chǎn)組織程序、調(diào)采技術(shù)工藝。 關(guān)鍵詞:對拉;旋轉(zhuǎn);調(diào)采;薄煤層 中圖分類號:f407.1文獻標識碼: a 文章編號: 淮北礦區(qū)薄煤層也比較多,地質(zhì)條件復(fù)雜,斷層多,煤層厚度變化大,工作面布置常常受斷層、礦井邊界、火成巖侵人、沖刷帶等影響,為減少巷道掘進工作量,減少資源丟失,緩解回采工作面接續(xù)緊張的被動局面,擴大薄煤層回采工作面的生產(chǎn)能力,在巷道布置、開采機械、采煤方法、回采工藝等開采技術(shù)上我進行了綜合創(chuàng)新研究。一是在布置正規(guī)回采工作面困難且儲量損失較大的情況下,將回采面布置成旋轉(zhuǎn)、刀把、對拉或不規(guī)則形;二是根據(jù)

2、煤層參數(shù)合理選擇綜采機械及支護設(shè)備,并采用采全高,嚴格跟頂跟底;三是加強邊角煤柱、斷層煤柱及巷道煤柱的回收力度;四是破除“綜采工作面矩形巷道布置”的傳統(tǒng)模式,將不同回采塊段組合成具有回采價值的不等長面,并采用梯形對接技術(shù)、對拉技術(shù),高檔面采用沿空留巷技術(shù)等,創(chuàng)新“薄煤層綜普采、旋轉(zhuǎn)、刀把、對拉工作面開采技術(shù)”,取得了突破性進展和成效。 一、不規(guī)則工作面設(shè)計布局 1、工作面地質(zhì)概況 某采區(qū)煤層為寬緩的單斜構(gòu)造形態(tài),厚0.8-2.3m,平均1.56m,傾角8-13º,平均10º;地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜,落差1.1-2.2m的斷層有10多條,靠外段含一層0.1-0.3m的炭質(zhì)泥巖夾矸。

3、偽頂由厚度為0.2-1.8m的灰白色、鈣質(zhì)膠結(jié)、具斜層理的砂質(zhì)泥巖組成,f=4;直接頂為厚度3.8m的砂質(zhì)頁巖,f=6-8;老頂由厚度為28m的灰白色、鈣質(zhì)膠結(jié)、具斜層理的中砂巖組成,f=8-10;直接底由灰黑色、泥質(zhì)膠結(jié)、局部含0.2m炭質(zhì)泥巖的砂質(zhì)泥巖組成,厚度2-4m,f=4;老底由20-28m淺灰色、致密堅硬,成分為石英長石、具水平層理的中細砂巖組成,f=6-8。工作面正常涌水量20m3/h,最大40m3/h。瓦斯涌出量較高。 2、采面布局設(shè)計 工作面由于受斷層的影響,布置了2個開切眼:外開切眼長度為54m,里開切眼長度為24m,隨著工作面的推采,工作面長度將達到105m。為緩解回采工

4、作面接續(xù)緊張的局面,取消高檔普采,擴大薄煤層綜采的適應(yīng)性和生產(chǎn)能力,減少巷道掘進工作量,減少資源丟失。破除深部開采條件下“綜采工作面長度界限及綜采工作面無法進行對拉布置”的界限,將區(qū)內(nèi)的兩個綜采面合二為一,組合成了傾斜長度達270m的薄煤層綜采面,并將一工作面開切眼布置成傾斜型,進行大角度調(diào)采、綜采和高檔普采聯(lián)合開采,另一面布置成梯形并與前者進行對拉。 3、設(shè)備選型配套 為充分利用現(xiàn)有設(shè)備,不增加投人,對現(xiàn)有采煤機、輸送機、液壓支架進行生產(chǎn)能力核定和改造。針對該工作面煤層平均厚度1.65m的實際情況,對采煤機機身進行改造,保證采高控制在1.65m以內(nèi);針對特殊條件下挑頂困難的情況,在保證端面距

5、符合要求的前提下適當(dāng)加長了支架聯(lián)結(jié)銷,并對輸送機進行改造。巷道采用錨桿、錨笆和錨噴支護。 二、采面生產(chǎn)組織程序 自下而上145m安裝79架液壓支架,上部機尾10m利用單體支柱配合鉸接頂梁支護頂板,旋轉(zhuǎn)調(diào)采機尾53º;邊推采邊縮工作面輸送機尾及單體支柱、鉸接頂梁,直到工作面達到145m長。兩面合二為一,提前將外開切眼的液壓支架、工作面輸送機安裝好,待推采到另面外切眼時,進行對接,合二為一。安裝工作面輸送機、液壓支架、采煤機,并提前將需要延伸的液壓支架、工作面輸送機槽等按一定的步距貼軌道巷下幫擺放好。機頭在離停采線10m左右時開始調(diào)采機尾140m,工作面延長的部分利用單體支柱配合lm鉸接

6、頂梁進行支護;同樣另面機尾在離停采線10m左右時開始調(diào)采機頭60m,工作面延長的部分利用單體支柱配合lm鉸接頂梁進行支護,然后工作面平行推進,直到停采線。 三、調(diào)采技術(shù)工藝 1、調(diào)采工藝方式 工作面下山運輸,機頭超前距離較大。為防止輸送機和液壓支架在推采過程中下滑,在安裝過程中,人為地將液壓支架和輸送機調(diào)采。調(diào)采比例的確定。合理地確定調(diào)采比例,對于保持工作面的工程質(zhì)量,順利達到調(diào)采目的是一個重要因素。依據(jù)調(diào)采公式選取調(diào)采比例:b=lk/d=1200.75/15=6,其中l(wèi)為工作面長;d為相距兩次拉茬點的距離;k為頂板完整系數(shù),頂板完整無變化取1,頂板變化越多系數(shù)越小。在此,工作面調(diào)采初期比例為

7、1:6,即工作面上端頭每推進lm,下端頭推進6m,而推采后期隨工作面長度的縮短調(diào)采比例縮小為1:3。以此為據(jù),在工作面上端頭推采至距施工道40m的位置時,即開始了該工作面的調(diào)采工作。工作面直線推進。采面的直線性是決定工作面工程質(zhì)量的優(yōu)劣和安全生產(chǎn)的重要因素,這在高檔工作面調(diào)采期間尤為重要,能否保持工作面的直線性,直接影響到調(diào)采工作面的成功與否。在此,工作面在調(diào)采期間必須硐硐拉線整修,拉線位置應(yīng)選在接茬處下方15m較為適宜。如距接茬處較近,則易導(dǎo)致工作面接茬處刮板輸送機彎曲度過大而影響工作面運輸,如較遠則會造成此處改棚量過多,不利于工作面頂板管理。合理確定拉茬位置和壓茬方式。接茬位置的確定,應(yīng)選

8、在頂板完整無變化地點,不得在斷層破碎帶或壓力集中地帶拔茬隨檔。為避免在工作面同一地點連續(xù)兩次調(diào)整支架,即前后兩次在接茬處不得在同一段工作面內(nèi)重復(fù)。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù),可確定工作面前后相鄰兩次接茬位置相距不得低于15m,且必須處于頂板完整,支護正規(guī)的安全地點;接茬方式的選擇。采取大茬壓小茬的方式,先從工作面下端頭開始,工作面每向前推采一硐,將接茬位置上移一次,直至工作面上端頭,拉線取直工作面刮板輸送機后,再重新從工作面下端頭開始向上進行第2次循環(huán)的調(diào)采工作。如此循環(huán)反復(fù),直至調(diào)采結(jié)束。 2、調(diào)采頂板支護 影響調(diào)采工作成功與否的另外一個重要因素,主要取決于對隨茬處的頂板支護管理。隨茬處的工作面刮板輸送機

9、前移寬度不均勻,這在采用單體支柱配鉸接頂梁正懸臂支護的工作面,極易出現(xiàn)支柱支設(shè)不正規(guī),頂梁出現(xiàn)倒懸臂而造成面前空頂距離增加,從而誘發(fā)面前局部冒頂?shù)目赡埽@給工作現(xiàn)場留下安全生產(chǎn)的隱患。因此,對隨茬處的頂板支護管理,主要采取以下幾種措施:工作面刮板輸送機前移超過0.3m時必須及時支護,以防此處空頂面積過大,造成事故。鉸接頂梁出現(xiàn)等懸臂或倒懸臂時,必須在緊貼原棚位置上方重新獨立支設(shè)一梁一柱,并在此基礎(chǔ)上向采空區(qū)側(cè)倒掛梁,支設(shè)一柱與原棚并列使用。采空區(qū)回柱時與原棚一并回出。隨茬處改棚寬度超過4m時,必須在工作面人行道往采空區(qū)切頂線上每4m保留寬度為0.6m的安全出口,保障回柱人員安全。 3、調(diào)采過程支護 調(diào)采過程中工作面鉸接頂梁始終垂直于煤壁,需要在工作面新一排支柱支設(shè)過程中及時調(diào)整頂梁的角度。調(diào)采過程中始終在工作面軌道巷內(nèi)準備一定數(shù)量的單體支柱和鉸接頂梁,以滿足工作面上、下端頭和隨茬處添棚的需要。工作面刮板輸送機上、下端在調(diào)采過程中及時縮、伸,以滿足工作面運煤和行人的要求。在調(diào)采過程中及時撤除上、下兩巷超前維護,保持其滯后工作面切頂線不超過lm距離。 四、結(jié)語 該薄煤層工作面通過采

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