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复合顶板高档工作面顶板管理 郑永安 宁夏石炭井矿务局白芨沟矿,宁夏 石嘴山753003 [摘 要] 重点介绍一分层复合顶板高档普采面由4～5排改为3～4排控顶所取得的技术经济 效果及在顶板松软易冒落、局部超高与破夹矸开采等特殊地段的顶板管理经验。 [关键词] 复合顶板;一分层;高档普采;顶板管理 [中图分类号] TD82314 5 [文献标识码] B [文章编号] 100626225 2000 0220055202 [收稿日期] 1999 - 11 - 01; [作者简介]郑永安1959 - ,工程师。1984年毕业于宁夏煤炭职工大学地下采煤专业,现任矿副总工程师,发表论文2篇。 白芨沟矿高档普采自1986年末投产到1999年 6月,共生产原煤36910万t ,平均年产2915万t。 先后采完4222工作面的六至十分层, 4221工作面 二至十分层, 6121工作面的一分层,现正回采 6121工作面的二分层。在使用高档普采12年多的 时间里,没有发生任何顶板伤亡事故,尤其在一分 层复合顶板条件下,改变传统的支护方式,有效地 控制顶板,取得良好的技术经济效益。 1 工作面概况 6121一分层高档普采工作面走向长710m ,倾 斜长141m ,煤层倾角为16～25,平均20,煤层 总厚度为17m。该工作面煤层上覆顶板由下而上依 次为黑色炭质泥岩,泥质胶结,厚度为011～ 018m ,平均厚度为014m;灰黑色粉砂岩,局部夹 有一层煤线,厚度为011～110m ,平均厚度为 015m;煤线0～212m ,平均厚度017m;灰白色细 砂岩、砂岩、泥质胶结,厚度为016m;灰色粗砂 岩,厚度1214m。由此可见, 6121一分层工作面属 复合顶板下开采。 2 工作面支护方式 工作面初采时,采用一分层传统的支护形式, 即π型钢长梁,三梁七柱4～6排管理。初采初放 后,工作面采用三梁七柱, 4～5排管理顶板。切 顶排共设木垛22个,中心距610m;最大控顶距为 314m ,最小控顶距为218m ,铺设双层金属网。全 工作面共用π型钢梁550根,单体液压支柱1700 根左右。见图1中 b 该支护方式虽然安全可靠,但高档普采循环进 尺仅016m。每推进1个循环,所有支柱、钢梁、 木垛均需挪移重支一遍、工序操作复杂,劳动强度 大,不利于提高劳动生产率。采用4～5排管理加 木垛密集戗柱支护时,采用二班采煤,一班准备, 但进度仅为4个循环,且加班延点现象时有发生。 图1 6121一分层高档面支护方式 a 3～4排控顶; b 4～5排控顶 当工作面沿走向推进70m时,根据煤层上覆 伪顶及煤线能够在放顶后及时垮落,基本能充填满 采空区;工作面初次来压后,随着推进度增加,一 直无明显周期来压现象,单体支柱载荷平均只有 55 2000年第2期总第39期煤 矿 开 采2000年6月 15kN左右等情况,将6121一分层高档普采工作面 支护方式改为二梁六柱, 3～4排管理顶板,戗柱 加密集切顶,拆除工作面22个木垛,最大控顶距 218m ,最小控顶距212m;工作面支护密度由4101 棵/ m2增加到4145棵/ m2,其煤壁侧支护密度不 变,采空区侧支护密度有所增加,工序操作大大简 化,劳动强度大大降低,日进度迅速提高到5个循 环,月产由119万t提高到217～219万t。改进后 的支护形式,如图1中a。 3 特殊条件下的顶板管理 该工作面为复合顶下开采,顶板松软,极易垮 落;工作面自上而下一直受断层影响,地质构造影 响范围内煤层超高,局部破夹矸开采;工作面倾角 变化大,最大25;沿工作面走向一直由南向北下 坡推进,支柱迎山角难掌握,时常钻底。根据以上 特殊开采条件,采取了针对性的顶板管理措施 1在割煤前挂网,及时窜梁控顶 工作面铺 双网,由于工作面空间狭窄,为避免进入煤壁空顶 下操作,同时便于落煤后及时窜梁控顶,采取了在 落煤前提前挂网措施。 2边落煤边支护 在正常情况下,采用追机 作业方式,落煤与窜梁间距约10～15m。但遇构造 带影响,或顶板松软极易垮落时,仍采用追机作 业,就不能及时控顶。为此,采取边落煤边支护措 施,使顶板在落煤后来不及垮落就得到有效控制。 3在超高段采取木垛接顶 对构造带影响范 围内的局部超高,为使其底板坡度一致,工作面支 柱支撑有力,对其采取顶梁上木垛接顶措施,妥善 处理采场超高隐患。 4对大坡度段采取了防倒柱措施 该工作面 最大倾角25,支柱迎山角很难掌握,个别支柱在 承压时,柱根出现下滑现象。为有效预防支柱倾倒 伤人,对工作面支柱采取联锁防倒措施,把同一组 支柱中最少一根支柱柱头与π型钢梁相联,其余支 柱与相邻支柱联锁,这样,当其中一棵支柱失效 时,有其他支柱相联锁,有效地预防了倒柱伤人事 故的发生。 5对断层带破夹矸段采取放震动炮和拣矸措 施 由于夹矸硬度较大,不利于机械落煤,为使工 作面顺利穿过断层,对破夹矸段采取了提前放炮拣 矸措施,既保证了正常的采煤生产,也保证了原煤 质量。 4 工作面开采效果及经济效益 首次在一分层复合顶板条件下,采用高档普 采,并打破了传统的支护方式,实行3～4排控顶, 拆除了工作面木垛,实现了支护形式改革,简化了 操作工序,减轻了工人的劳动强度,提高了劳动生 产率。 改革支护方式后,日循环个数由4个提高到5 个,每年多生产原煤711万t ,每年多创利润12618 万元。 [责任编辑邹正立] 上接54页 常有效。应用该技术后,采取超前控制,消除自然 发火隐患,近年来杜绝了自然发火事故。 5 结论 近年来,我矿将注凝胶防火技术与其它防火技 术综合使用后,在防治煤层自然发火方面,取得了 良好的经济效果,年均减少13112万元的经济损 失。主要结论如下 1化学凝胶能有效地防止煤层破碎带自然发 火,快速处理局部火区。 2充填速度快,设备占地少,解决了防火与 生产运输间的矛盾。 3成本低,每充填1m3空间体积的化学凝胶 费用为80元。 4灭火效果好,凡经采用化学凝胶处理过的 局部火区,没有发生复燃现象。 5局部堵漏风、密封效果好,可以充填、渗 透到煤层破碎带的空隙、空间,堵塞漏风,断绝向 采空区浮煤供氧的来源,达到采空区灭火的目的。 6化学凝胶防灭火技术,不仅可以快速处理 局部火区,还适用于处理采空区自然发火及其它地 点的堵漏风,具有良好的推广价值。 [责任编辑崔德仁] 65 2000年第2期总第39期煤 矿 开 采2000年6月