沿空轨道顺槽切顶卸压综合技术应用实践.pdf

132017 年第 8 期 收稿日期 2017-03-30 作者简介 刘福平（1975-），男，毕业于河南理工大学采矿工程 专业，本科学历，工程师，现任西山煤电集团屯兰矿生产副总兼 调度室主任，从事煤矿生产管理工作。 沿空轨道顺槽切顶卸压综合技术应用实践 刘福平 西山煤电集团屯兰矿 , 山西 太原 030206 摘 要 为保证综采工作面安全顺利通过压力集中区，必须采取安全有效地施工技术措施。本文以屯兰矿 12408 工作面 为例阐述了工作面在回采过程中切顶卸压沿空自动成巷应用实践。 关键词 综采 沿空 巷道 维护 中图分类号 TDTD322.5；TD353 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2017.08.007 Application practice of cutting the top discharge pressure of the hollow track along the chute Liu Fu-ping （Xishan Coal and electricity group , Shanxi Taiyuan 030206） AbstractTo ensure the safety of fully mechanized mining face successfully passing the stress concentration area, we must take effective technical measures for construction safety. In this paper, the 12408 working face of Tun Lan mine is taken as an example to explain the application of cutting roof and and pressure relief in the process of mining. Key words fully mechanized along gob area roadway preserve 1 概 述 西山煤电集团屯兰矿 12408 综采工作面切眼长 度 240m，工作面走向长度为 695m，煤层平均厚度 为 3.85m。根据屯兰矿矿压组分析数据显示，12408 工作面初次来压步距为 30m 左右，周期来压步距 为 13m，回采过程中顶板来压最大强度为 56MPa。 12408 工作面采用“U”型通风方式。12408 综采工 作面在回采过程中由于受采动压力影响，沿空设置 的 12408 轨道顺槽巷顶板出现下沉、局部显冒顶现 象，特别是巷道区段保护煤柱出现严重变形。为保 证回采安全，决定采用切顶爆破预裂切缝→加强支 护等施工方法。 2 沿空巷道顶板维护 2.1 爆破预裂切缝 （1）根据巷道现场条件及切顶卸压沿空留巷 技术特点，确定巷道切顶孔距离巷帮为 0.2m（即切 缝线距离巷帮为 0.2m），切顶孔直径为 48mm，切 顶孔与孔开口点岩面成 10，切顶孔孔深 810m， 孔间距为 0.4m，每排 1 个切顶孔。切顶孔平面布置 如下图所示。打设超前支护后，在保证超前加固支 护≥ 100m 的前提下，按设计施工切顶孔，并沿回 采工作面走向施工预裂孔并依次预裂爆破，从而使 之形成切顶缷压预裂切缝线。 （2）双向聚能管长度为 1.5m，聚能管外径为 42mm，内径为 36mm，每个钻孔安设三节聚能管， 聚能爆破时煤矿乳化炸药等级不得低于三级。炸药 直径为 32mm，如图 1 所示。 （3）根据 12408 轨顺试验段爆破效果及留巷 段顶板岩性等综合分析，确定切顶孔装药结构。 图 1 聚能爆破钻孔装药示意图 2.2 留巷段巷道支护及挡矸方法 （1）12408 轨顺留巷段支架后 030m 范围内， 采用单体支柱架设工字钢梁同时铺设金属网的支护 方式对顶板及煤壁进行维护，单体支柱及工字钢梁 距巷帮距离为 0.3m，巷帮距离切顶线 0.5m 位置采 用单体液压支柱对巷道进行加固支护， 间距为0.4m。 如图 2 所示。 （2） 12408轨顺留巷段支架后30100m范围内， 将巷道内工字钢棚替换为单体液压支柱加强巷帮支 护及挡矸，支柱间距为 0.4m。其他巷内支护不变。 142017 年第 8 期 倾倒。 （5）由于该工作面在调斜时会进入地质异常 区，同时工作面回采会受到 X1 陷落柱的影响，因 此在采取技术措施的同时，必须加强组织和合理调 整工序，调斜完成后应尽早使工作面进入正常生产， 避免受复杂地质条件影响。 3 结语 8410 工作面采取虚心等长调斜开采后，顺利通 过两侧采空区，减少工作面搬家，提高采出率，增 加了工作面的连续推进长度，实现了孤岛工作面等 长调斜开采的稳产、高产，取得了较好的经济效益， 为类似条件下的工作面开采设计提供了经验。 【参考书目】 ［1］ 陈炎光，徐永圻．中国采煤方法 [M]．徐州中 国矿业大学出版社，1991． ［2］ 屠世浩，郝明奎，谢耀社．孤岛煤柱综采工作 面旋转开采关键技术 [J]．中国矿业大学学报， 2004，33 5520-523． ［3］ 孙希奎．综放工作面大角度弧线旋转开采的设计 [J]．煤炭科学技术，2004，2 42830． ［4］ 赵新汶．综采调斜技术研究与应用 [J]．山东煤炭 科技，2006 245-46． （上接第 12 页） （3）12408 轨顺留巷段架后超过 100m 位置， 将巷道内单体液压支柱替换为木支柱加强巷帮支护 及挡矸，木支柱及工字钢间距分别为 0.8m，同时对 巷道正帮进行喷浆密闭处理；若在回采过程中回采 区域矿压不明显且顶板垮落完全时，可回撤巷道内 单体液压支柱支护。 图 2 12408 轨顺留巷段架后 030m 范围内巷道平面支护 示意图 3 爆破预裂切缝施工要求 （1）切顶孔经检验合格后进行爆破预裂切缝， 采用不耦合装药，正向爆破。现场爆破使用矿用安 全乳化炸药，外径 Ф32mm，长 200mm。 （2）首先在切顶孔内安装聚能管，聚能管安 装后从孔底依次装药，每节聚能管设置一个雷管并 采用连续正向装药方式，相邻聚能管之间采用连接 件相互连接。 （3）炮孔封泥封孔前，采用聚能爆破定向杆 调整聚能管切缝方向与切顶线一致，调整完毕方可 封泥。 （4）爆破时躲炮距离不小于 300m，躲炮时 间不少于 15min。施工地点设备保护爆破点往前 10m，爆破点往后 10m，总长度不小于 20m。 （5）爆破点附近的管路、电缆、开关、采用 半圆木或木板、皮带进行裹盖，以防崩坏。每次聚 能爆破切顶孔的个数为10个， 每天1个班爆破作业， 每班爆破不少于 2 次（根据现场试验情况另定）。 （6）每次爆破预裂切缝的切顶孔个数可根据 现场实际条件进行调整，当顶板较破碎或有其他异 常情况时，每次爆破预裂切缝的切顶孔个数≯ 10 个；当顶板完整、支护有效，且经多次爆破确认无 顶板冒落安全威胁时，可适当增加每次爆破预裂切 缝的切顶孔个数，但每次爆破预裂切缝的切顶孔个 数≯ 30 个。 4 结束语 西山煤电集团屯兰矿通过在 12408 轨道顺槽巷 采用切顶卸压沿空成巷施工技术，对工作面采空区 内区段煤柱采用单体支柱 工字钢梁 金属网的支 护方式对顶板及巷帮进行维护，成功解决了综采工 作面压力集中造成区段煤柱及巷道变形、顶板塌陷 等施工难题，有效保证了综采工作面安全顺利施工， 取得良好的经济、安全效益。 【参考书目】 ［1］ 王维维 . 切顶卸压沿空留巷技术研究及应用 [J]． 黑龙江科技大学学报，2014（1）45-48 ［2］ 万海鑫 . 轿子山矿切顶卸压沿空留巷技术 [J]．煤 矿安全，2014（12）34-35 ［3］ 毛怀勇 . 唐山沟煤矿切顶卸压沿空留巷无煤柱开 采技术 [J]．煤炭工程，2016（8）57-58 ［4］ 张治福 . 切顶卸压沿空留巷技术在工作面及沿空 巷道维护中的应用 [J]．山西煤炭管理干部学院， 2016，（11）36-38