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综采工作面过断层安全技术措施的实践应用

2019-07-15秦怀新

山东煤炭科技 2019年6期
关键词:金属网煤机机尾

刘 磊 秦怀新 任 伟

(枣庄矿业集团高庄煤业有限公司,山东 枣庄 277605)

1 概述

3下1102工作面推采至材料巷6#点55.7m、运输巷10#点9.9m位置处,工作面将揭露f71断层(H=0~4m,∠30°~65°)(图1)。该断层自工作面87#架揭露,先向机尾方向延伸,再向机头方向延伸,伴随工作面回采直至停采线位置,对回采将产生较大影响。为保证推采期间工作面支架状态在控及工作面顶板安全,确保实现安全生产,制定以下安全技术措施。

图1 F71断层与工作面的位置关系图

2 过断层期间安全技术措施

2.1 过断层期间工作面组织技术措施

2.1.1 过断层方式

过断层期间采用强推硬过的方式通过断层区域。工作面断层区段煤壁、面溜、支架必须保持直线,相邻支架错茬不得大于2/3侧护板(350mm),防止架间漏矸。

2.1.2 过断层前后施工方法

(1) 断层初始揭露66m期间,预计每推采17m向机尾方向延伸1架;继续推采79.5m,预计每推采3.5m向机头方向延伸1架;继续推采95m,预计每推采10m向机头方向延伸1架;继续推采143.5m,预计每推采3m向机头方向延伸1架,伴随工作面直至停采线位置,断层延伸至16#架位置。

(2) 断层揭露前,工作面84#~89#架上满6架网。随断层面延伸方向延网,保证断层面上下各3架金属网,视断层过后顶板稳定情况撤除相应架数的金属网。断层初始揭露66m期间,预计每推采17m向机尾方向延伸1架金属网;继续推采79.5m,预计每推采3.5m向机头方向延伸1架金属网;继续推采95m,预计每推采10m向机头方向延伸1架金属网;继续推采143.5m,预计每推采3m向机头方向延伸1架金属网。

(3)若断层面附近顶板破碎、冒高超过0.3m时,必须使用相应规格的半圆木和方木装顶,保证支架接实顶、达到初撑力。当断层处煤壁折帮深度超过1.0m时,除采取装顶、联网、沿倾向横穿大板等措施外,必须在支架上方,沿走向穿大板,并将大板料合入支架上方,增强接顶效果。

(4)断层处联网走向压茬不少于200mm,倾向压茬不少于200mm,联网选用三花眼搭接,扎丝选用12#铁丝,网扣间距不大于250mm,扎丝拧紧不少于3圈。当联双层金属网时,必须采取鱼鳞式搭接,联网质量符合作业规程的相关要求。

(5)断层区段必须拉移超前支架,拉移支架时要做到擦顶移架,少降快拉。正确使用好滑移梁、护帮板,以减小支架的端面距,增强顶板支护强度,并确保该区段支架初撑力不得低于24MPa。

(6)顶板破碎或煤壁片帮严重时,必须拉移超前支架后煤机方可过机,现场使用好滑移梁及护帮板,保证支护有效,并上好双层网,配合4m大板木料支护顶板。

(7)调整支架期间,移架时必须采用单茬作业,严禁多茬平行作业。

(8)工作面推采过程中,支架原则上要保证与刮板输送机垂直,两立柱偏差值在±50mm范围内,支架落差不大于侧护板的2/3(350mm),严禁出现咬架、挤架现象。

2.2 过断层期间提高回采率的方式

(1)随着工作面推采,断层先向机尾延伸后向机头延伸,断层机头方向提前10架进行飘刀,断层机尾方向适量刹底,减少丢底煤。

(2)断层上盘处需进行刹底,减少丢底煤,控制破顶板矸石量,尽量不破或少破顶板矸石,确保煤质。

(3)断层下盘需及时挑顶飘刀,断层面处逮顶煤不超过10架,每刀飘刀量不小于100mm,不大于150mm,减少割底矸量。

(4)除断层区域外,全面沿顶沿底开采,局部超高区段沿顶留底开采,严禁随意留顶煤。严格按照作业规程要求控制工作面采高。

(5)当断层处矸石硬度较小(f<5)时,可用煤机直接割底矸;当矸石岩性变硬,煤机割矸阻力较大,严禁用煤机直接割矸,必须采取人工打眼放震动炮的方式推过断层。

2.3 过断层爆破设计方案

(1)该工作面开采共四班,早班为检修班,晚、中班两个班次主要实施爆破松动作业,下午班和晚班主要实施割煤作业。割煤设计为:破矸量小时,割煤 3刀1.8m;破矸量大时,每班割煤2刀1.2m。

根据 5301工作面煤层开采的采高情况,矸石厚度小于1m时,采用打单排眼;矸石厚度在1~2.5m时,打三花眼;厚度大于2.5m时,打五花眼;眼距1.0m,排距1.0m,眼深1.7m。

打眼角度上层眼垂直方向为90°,水平方向向面中倾5°~10°,炮眼的布置及角度示意图见图2所示。

(2)爆破参数。打眼采用YT-27(YT-24)型风钻。爆破器材使用FD-200Z型发爆器。根据爆破现场的工况,确定以下爆破参数,如表1所示。炮眼布置图如图2所示。

表1 过F71断层爆破说明

图2 炮眼布置图

装药结构:本次爆破方案主要采用正向装药结构(图3)。采用毫秒电雷管一次打眼、一次装药、一次起爆的方式爆破。爆破材料使用乳化炸药和毫秒电雷管。

3 效果

高庄煤业有限公司3下1102工作面过F71断层期间,采取了合理有效的安全技术措施,选取了合理的技术措施及有效的爆破技术方案,保证了综采工作面安全快速过断层带,取得了较好的效果。

图3 正向装药结构示意图

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