工作面利用矿压助采问题(1).pdf

歹一 工作面利用矿压助采问题 ≯ 争 阉鹏 ／4 抽 要在短壁无支 护水采 工作 面， 通过 改变巷道 布置 、 开采 方式 推进 方向和采 掘 顺序 ； 强制预 掏槽 或预掘 回采巷 道 } 合理 控制 采垛 错矩 和安 排采 据衔接 等措 施 ， 以期有效控 制与利用矿压助采 ， 使煤 体经 适 当受压 ， 可破碎性 提 高， 达 到 节能 降耗 、 提 高冲采效果 目的。 关 键 词 苎 堡查 i 里 采垛 错 距 实现短壁无支护水采 工作 面矿压的有 效控制与 利用是使采后 所掘巷道免遭过度 受压破坏， 改善作业环境， 保证安全生产和 利甩矿压助采， 使煤体经适当受压， 可破碎 性提高， 落煤能耗节省， 从而达到高产、 高 效 、 高 回收 目的最经 济实惠的手段 。 也是 一 举多得 、 事 半功倍 、 深化 改革 现行水力采煤 方法 ， 进 一步提高 冲采效 果 的一项 根本性 措施 。 问题的关键是如何有效控制与避免危 害的一面， 同时又利用其适当预压煤体， 为 提高冲 采效果 即落煤能力服 务。关键 的核 心是 这个 “ 度 如何 掌握 。为 了实 现上 述 目 的 ， 这就要求加强 日常来 压实地 观测 ． 经常 总 结研 究分析 ， 在不 断对 短壁无 支护 水 采 工作 面顶板来 压显现 客观 规律 深化认识 的 基础上， 因时因地制宜， 及时适度调改有关 技术措旌 ， 起到既使巷道免遭破坏， 利于维 护 ， 又可适 当顼压煤体 、 有利 于水 枪落煤 的 双重作用 。 总结多年来的水采生产实践 ， 出于安 全考 虑对 矿压 问题 存在着重 控 制 、 轻和 用 的颤向 ； 另由于产 量压头 ， 系统观 测难 以顾 及 ， 实践 中虽 有零 散 体 会 ， 因未 上 升 到理 性 ， 难免存在一定的盲 目性 。 这就必然导致 小 牟 益 矿 歹 对顶压控制不力或失控 ， 燃眉之急是设法 尽速解决现 实危 害 ， 不要 影响生产 ， 适当利 用 矿压 问题 往往 是心 有余 而力不 足 ， 根本 提不上 日程、 况且控制与适当利 甩两者兼 顾 ， 技术难度上又是 比较 大的 。 实际 生产 现场通 过 长期 的反 复 实践 ， 业 已积累了一些在有效控铷的同时兼顾适 当利用顶压助采方 面的经 验 。现提 出供参 考， 以期使短壁无支护水 采工作面矿压 的 有效控制与利甩， 特别是在适当利用方面， 技术上能有所新的进展 ， 为提高水采工作 面单产 、 单进服 务 。 1 改变工作面巷道布置 、 开采方式、 推进 方向和采掘顺序， 合理利用矿压助采 这在过去“ 水采工作面顶板管理 一文 中从控制与防治危害方面 已有所论述， 现 从合 理 利甩角度 再予 以强调 和 重 申 ， 目的 是 引起 重视 和深化这方面的认识 。 1 ． 1 工作面由宽幅改为窄幅布置。 改变开 采方式， 调整采掘顺序， 转移老顶的主要支 撑带 ， 使其顶压主要作用在由原来布满采 后所 掘巷道 的地 区 ， 转 移至相 邻 或衔 接即 将回采块段的实律煤中。如图 1 2所示。 S r ● 维普资讯 关于短 壁无 立护 水 采工 作 面利 用矿压助 采 问题 第 2期 _ 匡壁 黼 生圃堡塑 E 兰 】 】 l I T - 一 1 图 l 城 矿务 庄矿 原水 采工 作 面 ， 回 如 图 1的宽幅工 作面巷道 布置 和走 向小阶 苎 4． - 5 m 厚 、 比 较 坚 硬 煤 层 ， 直 接 顶 段 回 采 方 式 ， 大 致 每 ； 量 三 苎 毫 砂 岩 ，厚 5 m 左右 ； 老 顶 为 一次老顶强 烈来 压 ，波 范 围 沿 倾 o 中粒砂 岩 ， 厚 ； 有周 期来压 象 。 采 用 o m ， 沿 走 向 3 o ～ 4 o m ， 且 ； 釜 面 积 维普资讯 水 力 采煤 与管 道运 输 第 2期 的不 断扩 大和采深的增加 而 日益加剧 由 于顶 压集中 ， 引起 巷遭 过度破坏 ， 成为生 产 中的薄 弱环节 后经改 为如 图 2的窄幅 布 置 ， 缩短 区段上 山 间距 ， 适 当增 加段 高 ， 开 采 方式 由走 向 小阶段 改为 单面漏 斗 ， 掘序 上尽量推进相 邻 或衔接 即将 回采 块段靠 近老 塘侧 回采上 山 的掘进 时间 ， 并 可分 段 掘进和快掘 ， 取得 了较 好效果 。 新法布置改变 了老顶 的主要支撑带和 主 切顶线方 位 ， 使 之接 近 于直线 井平 行 区 段上 山。 转 移了顶压 作用 区， 这就 大大改 善 了回采 作业 条件和 巷遭 受 压情 况 ， 同时 得 以使相 邻即将回采块段的实体煤适 当受 ‘ 压 ， 借助 顶 压转 移预压 的结 果 ， ， 也 起到 了 提 高水 力冲采能力的助采作用 。 1 ． 2区段上 山伪斜 布置 ， 采 区内沿 走 向单 向连 续掘进 ， 缩 小煤体 集 中受 压和基 本未 受 矿压作 用的特殊地 段 ， 如 图 3 4所示 ． 在采用走 向小阶段水力采煤方法时， 目前惯 用的采 区两翼 向中央推进 的巷道 布 置和 回采顺序 ， 会经常出现如 图 3中所示 突入老塘的“ 半岛区” 和靠近实体煤的“ 海 繇 ． 努 鹣鹱 I ＼ ／ I 『 T 臭 鼋 由 上 堡壁圭出／ 山 海 涪 ＼ ＼ 煤 } } 集中运输腰槽厂、 {主 ／／ c ； r 囤 3 圈 4 维普资讯 关于 短壁 无 支护水 采 工作 面利 用矿 压助 采 问题 第 2期 湾 区” 两种极端 现象 。前 者顶 压作用充分 ， 巷道受压破坏后维护困难 ， 且堞体酥碎 ， 对 生产安全 十分不利 ； 后 者特 点是矿 压 显现 甚 微 ． 煤硬时 冲采 困难 ， 能力锐减 。 为克服 上述 弊端 ， 根 据 开滦 矿务局 吕 家坨矿 在水 力冲采 倾角 在缓斜 上 限、 中 硬 煤 层 、 采 用走向小阶段 采煤 方法时 ， 将 区段 上山向实体煤方向伪斜布置， 以防止溜槽 煤水 飞溅 ， 保证安全作 业的生产经验 ， 设 想 提 出了取 消采 区集 中上 山 ． 除上 回风中 央 石门保 留外 ， 边界 一侧多 掘一 个上 回风 石 门 ， 回采顺 序沿走 向单 向连 续 推进的 新方 式 。 见图 4 。 该作法的突 出优点是“ 半 岛 和 “ 海湾” 区大 为缩减． 并消除了由于采区两 翼相 向推进而造 成的后期残 留上 山煤柱集 中受压地 带 ， 从 而在 一定 程度 上为控 制和 利用 矿压 减免某些特殊地段 、 为安全 生产 和提高落煤能力创造有利条件。 另外， 采掘 工作 的组织管理也 比较 简单 。 2 强制预掏槽、 或提早在一个相邻待采块 段预掘出回采巷道， 打时空差， 人为控制矿 压适度显现 ， 以期起到既有利于巷道维护 又可预松煤体以利冲采的双重效果 在工作面始采区或遇煤 质较硬的 局部 地 段 ， 落煤水 压不及冲 采困难时 ， 有的采用 此 法 。 即预先在拟采煤垛 ， 以炮助枪沿底 掏 槽后等压待采 ， 目的是人为引起矿压适度 显现 ， 作用于 已掏懵的煤体 ， 经压后使之硬 度降底 ， 再 行水力冲 采 ， 以提 高落煤效果 。 此 外 ， 亦 有 因地 制 宜采 用预掘 小巷 或 采垛不掏槽， 采取轮空回采方式等{ f 压、 等 压措 藏的 。 提前在一个待采相邻块段预掘出回采 巷道 的作 法 ， 逸 在枣 庄 八 一 水采 矿 深 部 一 6 0 0 m 水平生 产时 ， 为 防范冲击 地压 有 此实践 。 目的是防止应力集中， 避免实体煤 6 中积聚 的大 量弹性能借机一次突放造成危 害 。 采取提早预掘 多条巷道分散 卸压 ， 以达 到既利巷道维护、 有利安全生产 ， 又可借适 度预松煤体以利冲采的双重效果。至于这 个“ 度 如何控制与掌握 ， 尚待结合具体条 件通过 实践 摸索 。 3 台理控制采垛错距和安排采掘衔接 ， 以 求尽少出现锯齿状支撑顶板煤体的不台理 几何周边 ， 避免造成切顶困难， 并导致借压 过劲 同时回采的开 采顺 槽 或上 山 间错 距 不宜 过大 ， 一般 以 一个采 垛为佳 。错距 过 大 ， 呈现大锯 齿 状几何 周边 ， 对 切顶 不利 ． 还会导至煤体强度过度降底和巷道严重损 坏 ， 这在具体组 织生产过 程中需严加控制 。 在工作面采掘头小衔接安排方丽， 时 空和采掘衔接关系要依据来压规律和影响 范 围精 心掌握 。 有 的需 晚掘快采 ， 有的需早 掘晚采 ， 有 的则 需快 掘早采 。 力争在矿压 尚 未 充分显现 之前就 结束 全部采 掘工 作 ， 从 而夺 得生产的 主动权 。 以上所述 水采 工作面矿压的研究方向 与 目标 ． 及如 何适 度 利用矿压 预压 煤体 助 采 ， 以提高水力落煤效果方面， 这些措施和 设 想 当然都是 很初 步的 ， 有的 尚待 实践进 一 步考验 。 但有一点应予指出， 在利用矿压 助 采 方 丽 ， 望 能 有所 启迪 ， 并 由此 引发 联 想 ， 以利加强 日后这方丽工作 的深化 开展 。 作者简介 闻鸱， 男 ， 1 9 3 3年生 ， 教授级高级工程 师 ， 1 9 5 6年毕业 于北京矿业学院采矿系， 一直从 事水力机械化开采技 术方面的科研工作 ， 先后撰 写或合写论文 5 O余篇 含国际上发表 5篇 ． 参与 编 写水采专著一册。河北省唐 山市新华西道 2 1 号 ， 煤炭科学研究总院唐山分院 ， 邮编 0 6 3 0 1 2 收 稿 日期 1 9 9 6 0 4 一 l 5 维普资讯