矿井初次放顶技术管理论文

2022-04-24

摘要:在煤矿采集工作面第一次放顶过程中,通过对各种顶板矿压活动进行观测,可以确定第一次放顶的各项数据和计算方法。采用系统科学的方法对矿压进行分析总结,根据初次放顶程序数据进行合理性的分析研究。同时,通过初次放顶矿压观测建立有效的观测站,达到及时捕捉矿压信息,以及对压力凸显状况提出合理有效的管理措施。下面是小编精心推荐的《矿井初次放顶技术管理论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

矿井初次放顶技术管理论文 篇1:

放顶煤开采管理实践

摘要:近年来,放顶煤开采技术在我国发展迅速,已成为厚煤层开采的主要方法,实践证明,放顶煤开采是矿井实现高产高效、减头减面、合理集中生产的有效途径。

关键词:放顶煤开采 生产实践

1 放顶煤开采工艺形式

1.1轻型支架综采放顶煤基本支架:ZF2400/18/248F(架宽1.25m、1.5m两种):煤机:MG-200W1;工作面运输机两部:前SGB-630/220,后SGW-150C(厚煤层)或SGW-40T(较薄厚煤层);端头支护:单体液压支柱配合1.2m铰接顶梁。支架为整顶梁,全封闭,追机作业,及时移架。由于采高较小(2.0m),较好地解决了“三软、易燃、高瓦斯、特厚”煤层及以杨庄为代表的“三软”较薄厚煤层中出现的问题,使用效果良好,同时在过断层及支架对接方面也取得了丰富的经验。放煤方式为低位放煤,单产水平在6.0万t/月个以上,回收率为82.3~87.3%。巷道布置:机巷、风巷、切眼均沿底施工。为有效地防止支架下滑,除在结构上增加防倒防滑装置外,巷道施工时使切眼与机巷呈95度布置,回采过程中,根据条件变化,适当调整伪斜角度。

1.2筒易放顶煤

1.2.1“π”型钢梁放顶煤。支护方式:顶梁为2.4m“π”型钢粱,配合单体液压支柱;每架由主付梁组成,交替前移,架间距0.6~0.7m;采用铺网或小笆、塘材护顶。落煤方式:放炮或风、手镐人工落煤。工作面运输机一部(既采又放):SGW-40T其装备投入少,稳定性强,操作方便,劳动强度低,效率高。在芦岭矿“三软”厚煤层及岱河“三软”较薄厚煤层均推广应用单产水平在3.3~4.0万t/月,最高单产达5.0万t/月。

1.2.2“网络式”放顶煤支护方式:基本支架:限位梁(铰接顶梁-焊板)配合单体液压支柱,“三四”排管理,煤壁打贴帮柱,支柱穿鞋。特殊支架:桃棚(老塘侧),增加支柱稳定性。工作面铺网(护顶}o落煤方式:放炮或风、手镐。工作面运输机(两部)SGW-80改(前部采煤,后部放煤)。特点:装备投入少、简便易行、安且可靠。但劳动强度相对较大。单产水平为3.0~3.5万t/月

1.2.3“网格式”放顶煤。支护方式:ZWM网格迈步式支架,铺网护顶。落煤方式:煤机或放炮。工作面运输机(两部):前SGW-150(机)或SGW-80改(炮),后SGW-80改,装备一个面约需200~300万元,单产水平为2.5~3.0万t/月。特点:移架、移溜均为液压自动移设,劳动强度低,支架稳定性好。适用于缓倾斜厚煤层开采,但与其它“简放”相比,一次性投入较大,回采过程中,由于倾角和压力作用,尾梁下摆、啃底现象时有发生,移梁工序占用时间长。简易放顶煤工作面巷道布置:机巷、风巷、切限均沿底掘进。放煤方式为低位剪网多顶序或单轮顺序放煤。回收率为81~84.8%。

2 开采方式

2.1预采顶分层,网下放顶煤开采。首先解决了瓦斯问题,为实现安全开采创造了条件。由于网的作用(铺联网质量好),使煤与上覆岩层的破碎矸石分开(无煤矸混合带),既提高了回收率(见网封口),又降低了灰分。

2.2采用高位巷,钻孔抽排瓦斯,一次采(放)全厚。减少了预采顶分层的巷道投人,降低了万吨掘进率,整体效益好。但必须加强放煤工艺的研究,不断完善,解决好回收率和含矸率的突出矛盾。

2.3按煤层厚度分,不仅实施了特厚煤层放顶煤开采,也积累了较薄厚煤层放顶煤开采经验。大大改善了厚煤层传统工艺分层开采单产低、成本高、万吨掘进率高、劳动强度大的状况,也是开采厚度在2.8~3.8m,变异系数大、难以分层、复杂块段的最佳方法

3 矿压显现特点

3.1工作面矿压显现比分层开采小,无明显的初次来压和周期来压现象。

3.2放煤期间,由于煤层厚度变化,造成顶板垮落不均匀,有分段、分块来压现象,但不强烈。

3.3工作面矿压显现与推进速度和顶煤厚度有密切关系。推进速度越慢,来压愈明显;顶煤越厚,则来压显现较弱。

(4)两巷超前压力影响范围比分层开采大,在30~50m左右,但没有分屡强烈。

4 实施效果

4.1放顶煤开采技术的全面推广应用,有力促进了减头减面工作的开展,更有利于实现合理集中生产,提高单产。

4.2经济效益明显,某矿8413轻放面直接工效达112.87t/工,比分层开采提高12倍以上,回采巷道万吨掘进率降低69.6%,巷道维护费用降低66.7%,计算成本降低17.54元/t,比分层开采增收1100万元以上。

4.3资源回收率高。放顼煤开采与分层开采相比,一是减少了区段煤柱损失,二是减少了开采厚度损失。综合比较可知,放顶煤开采的资源回收率可提高5个百分点以上。

5 主要技术难点

采煤与放煤是放顶煤开采的两道主要工序。硬煤层易采难放,煤壁好管理,但老塘大块煤易形成结构,很难放出,往往采取注水软化,预爆破,碎化煤体等措施减少块度。而某些矿区煤层硬度大都在1以下,有的仅0.5左右,属典型“三软”煤层。在回撤支柱,老塘顶煤冒落后,基本上呈均匀的松散体,块度小,在压力作用下,不至于形成结构,可放性强。但采煤却非常困难,如何控制煤壁片帮、冒顶、抽空,是“三软”煤层放顶煤开采成功与否的关键。

主要措施:①控制采高在2.0m。②严格控制放炮。严禁响大炮,只能响底眼,放松动炮。③人工用风、手镐落煤。④采煤后及时移架(梁),伸出伸缩梁临时支护(轻放),减少空顶时间。

“三软”煤层放顶煤开采的支护原则,应是”支”、“护”兼顾,以“护”为主。“轻放”工作面的支护条件完全能满足要求,而对型梁简放面而言则表现得尤为突出。

从工艺过程看,交替前移,反复支撑,带来的问题一是增阻时间短,其“支”的过程主要靠初撑力来完成,支护强度相对较小。二是放炮震动、反复支撑,破坏了顶煤的完整性,增加了“护”的难度,往往由于漏使顶板形成“空洞”,造成支架投劲,发生垮棚冒顶事故。因此,要“支得起”,必须先“护得好”,在加强穿鞋,二次补液,提高初撑力的同时,更应注重“护”的管理。在做好上述“采”的过程中煤壁管理外控顶区的管理应做到:①提高铺、联网质量,过顶严实,控制漏顶。②支架支设正规有劲,避免因改棚造成多次反复支撑,破坏顶板。

6 放顶煤开采存在的问题

6.1资源回收与煤炭质量。如何完善工艺提高操作水平,选择合理的放煤方式、放煤步距和放煤顺序,人为控制好放煤量,是目前放顶煤工艺较难解决的问题之一

6.2两巷支护多为传统的工字钢、U型钢支护方式,制约着推进度,不利于高产高效高地压、“三软”煤层工作面,巷道变形量大,断面小,难以满足通风、行人、运输的要求。

6.3现场管理不到位,没有严格跟底圆采,造成大面积丢煤,初撑力达不到规定要求。

6.4“轻放”面端头支护问题没有很好的解决。

6.5瓦斯问题仍不同程度地制约着生产。

6.6无探煤厚资料或资料不祥,收产、计量方法不科学,影响了回收率计算的准确性。

7 体会与认识

7.1放顶煤开采具有技术先进、安全可靠、消耗少、效率高的特点。既是厚煤层高效开采的最佳途径,也是开采较薄厚煤层适宜块段的有效方法。

7.2放顶煤开采有着很强的适应性,可采可放,尤其是厚煤层地质条件复杂,煤厚变异系数大的块段,实施放顶煤开采,能大大提高资源回收率,减少煤炭损失。

7.3合理确定工作面斜长。放顶煤工作面斜长应综合考虑顶煤厚度、技术管理水平、装备条件、劳动组织形式等因素,并与采煤、放煤工序有机地结合起来,有利于组织正规循环一般项煤厚度在6~7m,“简放”面斜长在80~100m为宜,“轻放”面在120~140m为宜;较薄厚煤层工作面可适当增加。这样既有利于设备管理,加快推进度,提高单产,也有利于发火管理。

7.4先进的开采工艺,必然带来巷道布置的改革。在满足瓦斯治理、生产准备、接替安排的前提下,可考虑不做或少做岩巷,取代厚煤层分层开采的区段双岩巷布置。

作者:严孝文

矿井初次放顶技术管理论文 篇2:

初次放顶技术在煤矿采煤工作中的应用

摘 要:在煤矿采集工作面第一次放顶过程中,通过对各种顶板矿压活动进行观测,可以确定第一次放顶的各项数据和计算方法。采用系统科学的方法对矿压进行分析总结,根据初次放顶程序数据进行合理性的分析研究。同时,通过初次放顶矿压观测建立有效的观测站,达到及时捕捉矿压信息,以及对压力凸显状况提出合理有效的管理措施。

关键词:初次放顶 防护措施 顶板防护

初次放顶的意思就是初步采集工作从开始做切眼到工作采集面的高度到达开采高度的两倍左右的过程。这个阶段被称为是工作采集面的初次放顶。相关的技术数据表明,光做采集区域对出来来到的矿压进行管理,能够保证提高安全生产,对杜绝伤亡事故起到了关键性的作用。

1 煤矿采煤工作中综合采集工作面实行初次放顶的两个阶段

工作采集面初次放顶极容易造成工作面顶板坍塌事故。防止顶板坍塌事故发生,保障安全生产的最有效的途径就是提高综合支撑能力。因此,加强对初次放顶期间的管理是工作采集面安全生产的重要保障。其中第一阶段为从打开切眼开始推进作业导致等般坍塌。第二阶段为直接顶跨到老顶板的第一次坍塌。并且在工作采集面初期放顶时加强矿压的观测挂历,并根据矿压的观测结果进行分析,并通过有效的数据进行对顶板的管理,保证工作采集面支架和单体支柱的安全性牢靠性。

2 硬性较高的顶板在初期放顶时产生的安全威胁隐患

由于硬度较高的顶板在工作采集面回采过程中不能随着工作推进及时的掉落,极容易在采空区域形成大面积的危险性悬顶。当这种悬顶到达了一定面积的时候,会发生断裂而突然掉落,造成极大程度的危害。其危害不光针对于工作人员,也针对于机械设备。

3 正确的实施初次来压的预测报告

为了防止采集区域的采集面因为顶板的断裂,支架不足以抗衡岩梁造成大面积的垮塌事故,必须先要做到控制岩层的性质,在检测和预报顶板老顶板的断裂发展过程的基础上,积极的开展对采集工作面初次放顶的预测报告。检测检查仪表的设置。对矿压初次显现进行综合性评估判断。根据相关的判断估算数据进行一次现场技术性大会诊,制定有效的措施,加强安全生产监控。

4 工作采集面初次放顶期间的顶板控制措施

在工作采集面的初次放顶期间,对新生顶板采取限定变形的准则,这样可以保持新顶板与老顶板之间不会出现较大的断层。在可自行控制范围内,保证新顶板的完整性。这样的做法可以有效的防止顶板破碎发生瓦斯漏冒事件以及頂板伤人事件。还有就是防止老顶板在产生矿压时直接对新顶板产生桩基,造成整个顶板层垮塌事故。根据我国广业现场管理经验来看,实际操作中要做到支柱的维修质量和支撑质量,还要做到管理好泵站压力不低于17MPa,同时在底板柱下要铺垫一层胶皮物质,每一班工作人员都要对支柱进行两次维修检查。只有保证了支柱的支撑能力才能使顶板位置的支柱起到有效的支撑作用,不易发生顶板坍塌事件。

对老顶板实行控制监管措施。在采集工作区除此放顶期间,新顶板除此跨落到老顶板第一次跨落阶段,不但要管理好新顶板,同时也要抓好老顶板的监控问题,随着采集工作的推进,老顶板会达到一个极限弯度而变得弯曲下沉,同时新顶板也会随之下沉。

根据综合矿压所显现出来的特点与规律,对老顶板进行压力预测,根据预测在进行一次技术会诊,采取有针对性的建议进行开展强化措施,按照国家规定的质量标准,在支柱体系齐全,并能保证支柱有效支撑的能力基础上,来进行支架维护,是一些支架能在老顶板稳定的状态下发挥作用,这样能有效的防止大面积的垮塌,从而安全的度过老顶板初次抗压阶段。同时,在老顶板断裂以后,作用于煤矿壁前方的支撑压力会巷内部转移,采煤工作面和上下两巷道的的矿压也会减弱,这样就进入了工作采集面正常推进阶段。此时,仍然要抓好新顶的管理工作,以防止局部冒顶的灾难性事故发生。

5 工作采集面初次放顶的管理工作

各阶层的领导要重视起初次放顶,务必做到层层管理。其中顶板管理的第一责任者就是矿井生产矿长。矿长的主要职责就是组织和监督初次放顶的进展情况,根据相关数据解决好初次放顶存在的安全隐患和解决初次放顶问题的方案。矿区的总工程师负责技术管理,制定具有科学性针对性,带有指导性和先进思想性质的规程措施,从监督到实施方面进行把关。搞好工程质量加强生产管理监督,实现安全生产是采煤队主要职责。至于安全督促部门主要就是要做到检查每个部门对规章制度的落实态度,进行一系列的检查,并有权利有义务勒令其部门整改。

各阶层的领导都要跟班知道,在发现问题的同时解决问题。科学在进步,时代在发展,依靠科学科技手段,全力以赴的抓好初次放顶的工作重点,根据相关数据定制有效的决策建议,同时每个跟组的领导班子成员必须要熟知关于除此放顶方面的有关章程。如,当压力到达21MPa的时候,要懂得如何去鉴定规定的MPa,会做出相关的记录,懂得从分析角度去鉴定支柱的支撑能力和工作能力,以求做到心中有数。在初次放顶期间,要加强观测力度,重点观测区域应该放在靠近顶板线的最后一排支柱、局部冒顶区的支柱、机风巷道的超前支撑保护等。并采用循环性检查,务必要做到发现问题及时处理。

观测数据要真实齐全,对于初次放顶所产生的宏观性情况要进行重要记录,对于存在的隐患提出可行的建议。

进行定期的不定期的组织学习,以求增加工作人员的质量意识和安全意识,如果人员的综合素质不高,领导者的管理工作又做不长上去,在先进的生产技术设备,在科学的防护措施也不能确保百分百的安全生产操作。务必要做到从全局出发,对全矿区的人员进行系统性的培训,只有增强了工作人员的质量安全意识,才能做到各司其职,将安全生产放在首要位置之上。

6 结语

采集工作面初次放顶的技术性管理直接的关系到煤矿产业的安全性生产以及经济效益。顶板支柱方面的管理是采矿过程中一个重要的基础性工作,它不仅关系到了煤矿的安全状况,同时也直接与经济效益息息相关。因此,煤矿产业采集工作面的初次放顶技术的管理准则是加强顶板支柱的管理,减少顶板坍塌事故,确保安全生产。

参考文献

[1] 揣文峰,王绪光.采煤工作面初次放顶的技术与管理[J].辽宁工程技术大学学报,2003(2).

[2] 安鹤龙.采煤工作面初次放顶的技术管理[J].煤炭技术,2004(4).

[3] 刘生.采煤工作面初次放顶技术管理[J].中国煤炭工业,2010(1).

[4] 揣文峰,王绪光.采煤工作面初次放顶的技术与管理[J].辽宁工程技术大学学报,2003(2).

作者:黄晓虎

矿井初次放顶技术管理论文 篇3:

采煤工作面冲击地压综合治理技术探究

摘 要 在煤矿开采过程当中,所谓冲击地压的概念主要是指煤矿巷道或者是煤矿工作面周围的岩体,在其自身弹性变化时所产生能量的刺激下而突然发生的剧烈破坏现象。本文结合I010203综采放顶煤工作面实际情况,在分析了冲击地压形成原因的基础上,从技术方案和管理管控措施两个方面对I010203综采放顶煤工作面冲击地压的综合治理技术措施的前提下,又进行了初次放顶、顶板深孔预裂爆破、煤层超前松动爆破等措施。通过对顶板、煤层的处理技术的应用,实现I010203工作面安全高效回采。

关键词 冲击地压 综合治理技术 采煤

1前言

多維构型下的煤矿安全生产必须在技术引领、方案预警引领、安全物质引领的多位一体道路上进行保护。但是传统的地质危害预控与前期勘探信息分析必不可少。以异常地质影响为代表的冲击地压是矿井事故的关键。其井巷中或者周围的煤岩体因为异常地质应力、外界情况扰动和上覆岩层坍塌为代表的冲击地压危害,时刻危及着煤矿开采工作人员的安全和生命。当前的煤矿开采工程已经迈入大掘进量的快速机械化开采方式,这种工艺随之而来的就是更为剧烈的围岩应力释放。[1]所以必须在掘进工艺设计和多维导向的复杂地质预控方面做足研究,确保本质安全。

2 I010203工作面情况简介

I010203工作面构型简单,位置大概在采区西翼B2煤层中,东面位置的III号勘探线上大约在130米的位置存在遮挡,西面以I号勘探线以西75m处为界。多维测量的南面距离井田边界182-52m。精细测定下的煤矿开采工作面下方位置顺槽水平方向上的标高大致有+1321米~+1327米的区间距离,在煤矿工作面上顺槽的水平方向上标高数据是+1365米~+1375米,经过角度测量仪器的测量,顺槽方向的方位角度测量数据是291?;煤矿工作面和地面之间所测量标注的高度是+1660米~+1820米。

煤矿开采工作面煤层所表现出来的方向大约是104-110之间的角度。通过对当前所勘测到的地质资料进行分析可以知道:煤矿中煤层的大致走向和顶底板所显示的标注高度变化趋势比较大、结构复杂,有9个断层,其中3个断层对采矿有重大影响。其他煤层之间的距离相差很小,最大的地方也不够1米,不会影响到煤矿的正常开采。此外,煤层中存在较多的褶皱结构和破碎区,会影响工作。[2]

巷道布置依据:为减少运输环节,矿方将I010203下顺槽开口位置定在I010201上顺槽以南15m;矿方将上顺槽开口位置定在下顺槽以南186.6m处;工艺巷在下顺槽以南93m处;I010203开切巷布置在上方B4煤层实体区,停采线位置依据风井保护煤柱(岩石走向跨落角按67°计算)及西翼B41运输上山保护煤柱确定,距I010203下顺槽开口80m。

采煤方法:根据《宽沟煤矿B2煤层综放开采可行性研究报告》中P102“B2煤层适合采用综放开采”,结合实际情况决定采取基于走向长臂的后退式的综采放顶煤开采技术。开采煤层厚度为9.5m,其中机采高度为3.2m,放顶煤高度为6.3m。落煤方式:采煤机割煤和液压支架尾梁、插板伸缩摆动低位放顶煤,通过工艺巷进行顶煤超前预裂爆破以此弱化顶煤硬度,提高顶煤冒放性,在矿山压力作用下,通过插板来对大块的煤进行破坏,以此来实现落煤。

支护设计:宽沟煤矿开采顺序为区段上行式,结合I010201、I010202工作面的开采经验,工作面下顺槽受支承压力较大,压力显现较为明显,为确保工作面下顺槽顶板稳定,减小顶板离层量,工作面上、下顺槽均采用超前支架进行支护,工作面支护方式是利用的液压支架技术,防止煤壁片帮,架后顶板采用全部跨落法进行处理,通过超前预裂缩短顶板初次、周期来压步距。

3 冲击地压形成的原因分析

冲击倾向性说明:I010203工作面属于B2煤层当中的中央位置,B2煤层自身带有弱冲击的特性,同时其顶板具有强冲击的特性。与其上覆距B2煤层大约距离在五十米的B4?煤层则自身带有强冲击的特性。对该工作面进行煤炭开采的过程当中具备厚层坚硬顶板的特性,在应力方面,其具有相对复杂的叠加特性,为了煤炭开采过程中的安全起见,必须设计一套科学、完善、安全的冲击地压防治方案。[3]

危险区域划分:根据B2煤层工作面安全回采的冲击地压防治经验,结合I010203工作面的实际情况,通过对该回采面的进行全方位的综合性具体详细地分析,现对I010203工作面回采期间划分为9个冲击危险区域,详见图1。

(1)区域I,具有中等冲击危险。该区域属于I010203工作面当中的下顺槽超前支护当中影响到的范围。(2)区域II,具有弱冲击危险。该区域为I010203工作面上顺槽超前支承压力影响范围。以上两个危险区域具有比较明显的、典型动态变化的特征,能够随着工作面开采的变化而发生前移。(3)区域III,具有中等冲击危险。该区域具有“单面见方”特征,也就是说煤矿开采工作面进行180-230米的位置。(4)区域IV,该区域自身带有中等冲击的特性。该区域为“双面见方”区域,也就是说在工作面进行大约350-400米的位置。(5)区域V,自身带有强冲击的特性。该区域为在工作面进行大约50米的位置。(6)区域VI,自身带有强冲击的特性。这个区域的位置在工作面外I010405采空区的煤体。(7)区域VII,自身带有弱冲击的特性。这个区域属于DF2断层对工作面产生不良影响的范围。(8)区域VIII,自身具备中等冲击的特性。这个区域属于工作面和停采线之间的距离大约50米的位置。(9)区域IX,自身带有中等冲击的特性,这个区域属于工作面老顶初次来压的范围。

4 冲击地压综合治理技术

4.1 技术方案

防冲治理方案:根据B2煤层的冲击地压防治经验,我矿将在I010203工作面采取的防冲处理技术主要是初次放顶、顶板深孔预裂爆破,煤层超前松动爆破等措施。通过对顶板、煤层的处理技术的应用,实现I010203工作面安全高效回采。

超前深孔预裂爆破:由于I010203工作面自身所具备的厚层坚硬顶板的先天特点,并且该工作面还将受到上部煤层以及煤柱的干扰,应力相对较大。

爆破孔直径为深孔爆破弱化顶板,爆破孔直径一般为70mm-100mm。当孔的直径较小时,加载难度较大,爆炸的影响范围与爆炸孔的直径成正比。小孔径的爆破效果较差,但孔径过大时,泥浆难以封堵,影响爆破。[4]因此,深孔爆破弱化顶板钻孔的直径不能太大也不能太小。I010203工作面深孔炮眼直径设定为94mm。炸药爆炸后形成冲击和扰动,从爆炸源起依次形成挤压区、裂隙区、振动区。计算爆破作用产生的裂纹面积范围可以确定合理的孔距。由于爆破是在没有自由表面的情况下进行的,当载荷解耦时,根據爆破应力波计算泄压爆破裂纹区域的范围。

不耦合装药爆破,作用于孔壁上的径向应力峰值,即初始冲击压力Pr为:

dc、db—分别为炸药和炮孔直径,为Φ90mm和Φ94mm;

n—爆生气体碰撞岩壁时产生的应力增大倍数,n=8~12,取12。

式中:岩石的泊松比v=0.2,抗拉强度,三号乳化炸药密度=1.27g/cm3,衰减指数a=1.5。说明在炮眼直径为Φ94mm,药卷直径在Φ90mm的情况下,炸药爆炸后形成的裂隙区半径为3623mm,直径为7246mm,则组内炮眼间距取7000~7500mm。

根据上述顶板力学参数和#3乳化炸药性能参数,计算结果为破裂带直径大于7500mm。因此,在保证足够安全的情况下,同时对工作面顶板进行预开裂,以达到顶板不受力的前提,故炮间距设置为10000mm。

爆破孔的深度主要由顶板的厚度、工作面的长度、煤层的陡度、距孔底的距离、孔间的距离等因素决定。孔的深度不应太深。比如洞太长,装车难度会增加,容易出现“卡洞”现象。

密封长度。当利用柱状荷载时,煤岩体的抗爆能力随着孔深的增加而增加,而爆破煤的爆破能力与密封长度和煤、岩体的抗爆能力有关。封孔长度过短,会降低抗爆能力,爆破时会产生爆破漏斗,影响爆破效果,尤其是中间的稳定性和支撑性会受到破坏。如果密封孔的长度大于其临界长度,煤的爆破能力将小于抗爆能力,密封段的煤岩体在爆炸时不能形成裂缝,这也会影响爆炸效果。因此,合理的封堵长度应保证封堵段煤岩体松散、预裂,同时不能产生发射漏斗。

按照一般考虑,深孔爆破的密封长度不应小于孔深的1\3,但考虑到爆炸点靠近碳素屋面,容易造成屋面漏水事故。根据经验,爆炸点应控制在碳纤维屋顶以上4m。上通道爆破孔采用ZDY-4000s和ZDY-1900全液压隧道钻机建造,钻头为94mm合金钢钻头。下通道爆破孔采用ZDY-1000全液压隧道钻机建造,钻头为75mm合金钢钻头。爆破孔采用ZDY-1900和ZDY-6000S全液压煤矿隧道钻机,钻头为94mm合金钢钻头。

4.2 管理管控

1.冲击地压防治现状。矿区成立冲击地压防治领导小组,形成了由矿长全面负责,分管副矿长对分管范围内的防治工作直接负责,总工程师、安全矿长负责冲击地压防治的技术管理工作;下设矿压防治办公室,负责综合监测、解危措施、效果检验、技术方案制定等防冲技术管理工作,灾害防治队负责防冲工程现场施工。建立以“基础评价、监测预警、解危措施、效果检验、安全防护、防冲管理、现场施工”为基础的“六位一体”防冲管理体系。最后建成微震监测系统、地音监测系统、支架在线监测系统、顶板离层在线监测系统、电磁辐射仪监测、钻屑监测等综合立体监测体系。[5]

2.实施综合预警、综合治理手段。通过在线监测系统和现场采集数据进行分析、研判,每日下发综合日报表,实施超前预警。对采煤工作面危险区域实施超前深孔预裂爆破、上下端头切顶爆破解危措施处理顶板,降低和消除应力集中区域。对掘进工作面危险区域实施煤体松动爆破、大直径钻孔卸压解危措施将煤体应力进行释放,有效地保证了采掘工作面安全平稳推进。

5 结语

1.实施防冲综合治理手段。通过确定合理的采掘工艺,实施坚硬顶板处理方法(包括工作面超前深孔预裂爆破、上下端头切顶爆破)、煤体应力释放技术(包括煤体注水、煤体松动爆破、大孔径钻孔卸压)等综合防治手段,有效地保证了采、掘面安全推进。

2.根据矿井矿压综合防治方案及首采综放工作面的实际情况,做好I010201综放工作面顶板管理工作,采取积极主动的防治措施。结合该工作面周期来压,在I010201下顺槽施工工艺巷(工艺巷间距:100m),截至目前已施工完成了1至9号,累计施工长度980m,对工作面的顶板进行爆破处理时,切实将矿压防治措施落实到现场,确保放顶煤期间的安全生产,为矿井安全高效生产夯实基础。

参考文献:

[1] 姜福兴, 王存文, 叶根喜,等. 采煤工作面冲击地压发生的可能性评价方法研究[C].全国冲击地压研讨会暨全国煤矿安全,高效,洁净开采技术新进展研讨会. 中国煤炭学会, 2008.

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作者:陈世银

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