极复杂地质条件下应用轻放开采技术的实践.pdf

2 0 0 4 年第3 期 河 北 煤 炭 1 5 极复杂地质条件下应用轻放开采技术的实践 王 富青 ，和文利 ，柴连银 ，路 军 臣 1 ．邯郸矿业集 团公 司 云驾岭矿，河北 武安0 5 6 3 0 1 ；2 ．山西高平实拓公司，山西 晋城0 4 8 0 0 6 ；3 ．邢台矿业集团，河北 邢台0 5 4 0 2 1 摘 要 介绍了云驾岭矿采用物探、 水质化验、 调整S -- 作面和优化排水方法等综合措施。 关键词 极复杂条件 ； 轻放； 物探； 水质化验； 调整S -- 作面； 中图分类 号 T D 8 2 3 文献 标识 码 B 文章编号 1 0 0 71 0 8 3 2 0 0 4 0 3 0 0 1 50 2 P r a c t i c e o f l i g h t me c h a n i z e d t e c h n i q u e u n d e r v e r y c o mp l i c a t e d g e o l o g i c c o n d i t i o n s WANG F uq i n g ， HE We nl i ， C HAI L i a ny i n ， L U J u nc h e n 1 概 述 1 2 1 0 3 综放面为云驾岭矿建矿 以来地质条件最 复杂的工作面 ， 工作面呈向斜构造 ， 向斜轴斜切工作 面中部 ， 并同时受到断层及顶板水的多重影响 ， 给工 作面正常回采带来极大困难 。为此， 云驾岭矿技术 科协同局地测处应用无线电波坑透 、 水质化验技术 ， 依据物探和水质化验结果 ， 结合采掘揭露的地质构 造及水文地质情况进行综合分析预报， 合理调整和 改造工作面， 为工作面正常回采提供了依据 ， 并创造 了显著的经济及社会效益。 2 工作面地质及生产条件 2 ． 1 地质及水 文地质条 件 1 2 1 0 3综 放 面走 向长 4 0 0 m， 倾 斜 长 1 2 0 m， 由于 基频频率／ H z 5 0 4 ． 3电气 制动 由操作手柄进行控制， 当需要制动时 ， 司机将手 柄拉到制动位置 ， 逆变器将 自动参与制动。当制动 电压低于 D C 6 9 0 V时 ， 为反馈制动， 产生的直流电流 反馈回电网； 高于 D C 6 9 0 V时， 通过制动电阻进行能 耗制 动 ， 避免 引起 瞬时过 电压 ， 污染 电网。 4 ． 4 机械 部分 1 制 动 系统 。原 制动 系统设 备 陈 旧 ， 维修 费 用高 ， 制动效果差； 改造后的电机车， 采用液压制动 系统 ， 利用 电液 比例减 压 阀及 手 动减压 阀对 制动 压 力油缸进行恒力矩制动控制。系统装有 2 ． 5 L蓄能 器， 在阀路停电或其他故障时保持机车制动状态正 受断层影响， 副巷揭露全岩段 1 2 4 m， 运巷全岩 1 2 m， 切眼全岩 2 6 m， 断层最大落差 8 ． 0 m， 大于 5 ． 0 m的断 层 5 条 ， 且工作面为一 向斜构造， 向斜轴斜切工作 面， 造成工作面运、 副巷均为下山掘进 ， 局部出现副 巷标高低于运巷标高的反 山势及工作面两巷高、 中 部低的特殊现象 。 工作面切眼上端靠近井 田西部边界 断层 ， 断 层落差 2 6 0 m左右， 受断层影响 ， 造成上盘 2 煤层位 于与下盘奥灰含水层对接。工作 面顶板初次垮落 时 ， 工作面上端顶板突水 ， 最大涌水量达 3 0 ， h 。由 于运 、 副巷为下山掘进 ， 且工作面中部低于两巷 ， 给 工作面回采、 排水带来很大困难。 2 ． 2生产条件 1 2 1 0 3 工作面为轻型放顶煤支架工作面， 采用 写 0 写 0 写 常， 从而实现制动时准确可靠。机车撒砂部分 由气 动控制改为闸板控制 ； 手动部分 由在隔板 中间位置 改为司机右侧。 2 其他部分。新的交流电动机外形连接尺寸 保持不变， 便于今后 旧机车的改造 。新机车还增设 了一些人性化的设计 ， 如机车前后上方设有灯光及 红灯 、 电喇叭、 后视镜等 ， 更便于司机的操作。 作者简介 王晓红 1 9 7 2 一 ， 女 ， 河 北保 定 人 ， 工 程 师 ， 开 滦 集 团 有限责任公司机 电制造集团电机厂从事技术工作。 收稿 日期2 0 0 40 3 2 4；编辑吕桂安 维普资讯 1 6 河 北 煤 炭 2 0 0 4 年第3 期 单向割煤， 采放平行 ， 走 向长壁轻型放顶煤采煤法。 工作面两巷为锚 网梁支护巷道。由于工作面在初采 时就受到断层 和水 的威 胁 ， 在 工作 面岩 石地 段采 用 了放震动炮通过 的方法 ， 在两 巷和 工作 面 内共安 设 了 4台水泵排水 ， 生产条件极为困难。 3采取措施与对策 3 ． 1 地质物探 针对工作面极复杂的地质及水文地质条件， 查 明工作面内部地质构造及水文地质情况 ， 为生产决 策部门提供可靠 的地质及水文地质资料 ， 以便采取 提前过断层 、 防排水及合理配巷等措施， 正确指导工 作 面开采显得 极 为重 要 。鉴 于 此 ， 矿技 术科 协 同局 地测处应用 WK TE大功率无线电波坑透仪， 采用 定点交会法对工作面进行探测。共布置发射点 1 2 个 ， 接收点 6 0个 ， 发射 点间距 5 0 m， 接收点 间距 1 0 m。 根据物探资料 ， 结合已知的地质构造， 进行综合 分析判断， 得出了较可靠的地质资料 测出 3 条隐伏 小断层， 推断了落差 3 ． 0 m以上断层的延伸长度及 、F q 断层在工作面内尖灭位置， 经 回采证实 ， 结果 准确 、 可靠。 3 ． 2 作地 质预 想剖面 针对工作 面 极复 杂 的地质条 件 ， 云驾 岭矿技 术 科地质人员充分发挥人 的积极因素 ， 经常深入现场 调查工作面地质情况， 工作面每推进 5～1 0 m， 做一 张工作面地质素描和预想剖面 ， 为工作面合理开采 提供了较为可靠的地质保障。 3 ． 3 调整工作面 依据已揭露和已探明的地质构造， 工作面推进 5 0 m后 ， 断裂构造造成工作面全岩段 占整个工作面 长度约 1 ／ 2， 并 有进 一步 增大 的趋 势 ， 按 照地 质部 门 工作面每推进 5～1 0 m所 做 的工作 面预 想剖 面和 地 质素描图， 及时采取了调整工作面及支架坡度 ， 使工 作面全岩段 由预测的近 2 ／ 3减少到工作面全岩段不 到 1 ／ 3 ， 减少了崩碴过断层的工作量， 达到了多出煤 、 少崩碴 ， 快速推进 的目的， 使工作面多出煤 2 0 0 0多 吨。 工作面推进 1 3 0 m后 ， 上机 头到 低洼处 ， 由于水 往上机头流， 随时有淹没电机的可能。为保证正常 生产 ， 在靠近上 副巷 处 配置 了一段 5 0多米 的 风巷 ， 配巷标 高 于原 风巷 3 ． 5 m， 将 工 作面 上机 头 向上 飘 ， 与配巷对接 ， 不仅使原风巷成为泄水巷 ， 解决了上出 口被水 淹没的危 险 ， 实现 了上 出 口安 全畅 通和 设备 正常运转， 而且使工作面上段 3 0 m由推全岩变成全 煤 ， 多出煤 4 8 0 0多吨。同时由泄水巷排水也减少了 大量 排水 费用 。 3 ． 4 水质 化验及排水方案优 化 为查明工作面突水水源与奥灰水有无关系， 及 时采取了工作面突水水样和奥灰水水样进行水质分 析化验 ， 以确定工作面是否存在奥灰水威胁。 依据水质分析化验结果， 排除了突水水源与奥 ． 灰水的关系， 取消了原计划在直接初次垮落后， 安装 2台4 时大泵排水的计划， 节省了购置及安装大泵的 费用 。根据工作 面 已探 明 的构 造情 况 ， 采 用在 工作 面低洼的向斜轴部布置潜水泵排水至运巷水仓， 再 由水仓小泵排水到采区轨道上山的二级排水方案。 对工 作面上段 出水 点 淋水 ， 采 取 在淋水 点 下段 抬高 底板， 阻止水流向工作面中部低洼处 ， 使流水排向采 空区， 减少工作面 中部排水压力。工作面中部低洼 处水窝随向斜轴部的移动每 1 天做 1 个 ， 设专人排 水 ， 现场交接班 ， 保证了工作面水能够经常排空， 为 生产创造了良好条件 。 4 结 语 2 0 0 2年 6 月至 2 0 0 3 年 3月底 ， 在 1 2 1 0 3 综放面 极复杂地质条件下采用物探与水样化验相结合 ， 辅 以工作面每掘进 5 ～1 0 m地质组所做的工作面地质 素描和预想剖面图， 进行综合分析、 判断， 相互补充， 相互印证 ， 为生产部门提供了可靠的地质资料。 工作面开采时依据技术科提供地质预测资料 ， 根据工作面的不同情况及不同阶段 ， 采取调整工作 面及支架坡度、 配巷、 留泄水巷 、 底板起坡截水等创 新手段， 多出煤 4 8 0 0多吨， 且减少了配置大泵的费 用 ， 保证了工作面正常排水和上出口安全。使工作 面在极复杂 的地 质条 件下 实 现 了顺 利 开采 ， 也 为 同 类极复杂地质条件轻放工作面开采提供了依据。 作者简介 王富青 1 9 6 8 一 ． 男， 河北临漳人， 邯郸矿业集 团 公司云驾岭矿技术科 副科长 ， 地质工程师。 收 稿 日期 2 0 0 40 30 4 ；编辑 刘阐词 维普资讯