The Treatment Technology Ahead of the stress of Low-level caving face in High-gas coal mine
Hongbin xuan
（jinhuagong Mine ， Datong Coal Mine Group ，datong，shanxi Province
037016）
Abstract in connection with Ahead of the stress of Low-level caving face，To support、Caving as the main measures ，to Relief as the Auxiliary measures，Comprehensive management，Reasonable recovery of the coal resources，Raise the level of Thick coal seam mining technology To achieve the safe production，To ensure the sustainable development of the mine。
Key words Gas ，Low-level caving，Ahead of the stress
1 礦井概況
云岡礦位于大同市西郊云岡溝內(nèi)，距大同市區(qū)18公里，開采大同侏羅紀(jì)煤層，井田南北長(zhǎng)13.1公里，東西寬5.75公里，面積59.0003平方公里。礦井開拓方式為立井、斜井混合式開拓，主運(yùn)輸水平為+980米水平，+1030米水平為輔助運(yùn)輸水平。礦井通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式。目前井田南部12#層408盤區(qū)是我礦主要生產(chǎn)盤區(qū)。
1．1 工作面概況
12#層8824面是我礦低位放頂煤開采的第三個(gè)工作面，該面走向長(zhǎng)1631m，傾向長(zhǎng)152m，煤層厚度為5.3m～7.6m，平均6.6m，煤層傾角2～6o，平均4o。直接頂為灰白色中細(xì)砂巖，以石英、長(zhǎng)石為主，具有水平層理，含云母及暗色礦物，厚度3.3～31.0米，平均為16.2米，老頂為灰色粉細(xì)砂巖互層，礦物成分以石英為主。具水平層理,厚度88.0～116.0米，平均為102.8米，底板巖性為細(xì)砂巖，厚度1.45—3.41米，12#層本層與上覆3#層層間距為119米。
工作面采用“五巷制”布置方式，分別為2824巷、2824－1巷、2824－2巷、5824－1巷，5824巷，其中2824巷為皮帶巷(進(jìn)風(fēng))，掘?qū)?.6米，掘高3.0米，(沿底掘進(jìn)），2824－1巷、2824－2巷為工藝巷（進(jìn)風(fēng)），掘?qū)?/span>3.5米，掘高2.4米（沿頂掘進(jìn)），5824－1巷為回風(fēng)頂巷（回風(fēng)），掘?qū)?/span>3.5米，掘高2.4米（沿頂掘進(jìn)），5824巷為運(yùn)料回風(fēng)巷(回風(fēng))，掘?qū)?.5米，掘高3.5米（沿底掘進(jìn)）。巷道采用金屬錨桿、錨索支護(hù)管理頂板。
工作面布置103架ZFS7500/22/35型液壓支架，前運(yùn)輸機(jī)為SGZ-764/400型一部，后運(yùn)輸機(jī)為SGZ880/800型一部，轉(zhuǎn)載機(jī)為SZZ-880/220型一部，破碎機(jī)PCM-160型一部，乳化液泵GKB-400/31.5兩臺(tái)，膠帶輸送機(jī)SSJ-1200/2*200兩部。
1.2 超前應(yīng)力集中的顯現(xiàn)
8824工作面在開采前440米時(shí)，工作面沒有出現(xiàn)大面積來(lái)壓，當(dāng)推進(jìn)至距切巷440米時(shí)，機(jī)軌合一順槽（2824巷）超前段80米壓力增大，巷道局部片幫深度達(dá)0.8米，煤頂破碎下沉，下端頭漏頂0.6～1米，轉(zhuǎn)載機(jī)頭附近30米范圍巷道底鼓，最大底鼓量高達(dá)0.6米。皮帶尾扭曲變形，滑道斷裂，超前支護(hù)的個(gè)別單體支柱折斷和彎曲，造成工作面停產(chǎn)，無(wú)法正常生產(chǎn)。
2、原因分析及治理方案
2．1 原因分析
經(jīng)過(guò)分析認(rèn)定造成12#層8824工作面超前集中應(yīng)力劇烈顯現(xiàn)的原因，形成如下共識(shí)：
本煤層開采深度增加，地壓較大。
原采空區(qū)8826面靠本工作面?zhèn)确彭斝Ч陀^上差，頂板懸臂梁較大，傳遞到本工作面2824巷圍巖的支承應(yīng)力較大，與本工作面開采中的超前應(yīng)力疊加，形成高度應(yīng)力集中區(qū)。
相鄰8826工作面采空時(shí)間短，其頂板仍處于活動(dòng)狀態(tài)中，影響本面頂板管理。
12＃煤層頂板堅(jiān)硬且性脆，具有積蓄大量彈性能的能力，能量達(dá)到極限時(shí)或受采空區(qū)頂板活動(dòng)影響而突然釋放，對(duì)巷道超前部分及工作面端頭造成破壞。
機(jī)軌巷靠近采空區(qū)，且巷道跨度較大，受應(yīng)力集中破壞程度大。
根據(jù)以上分析，應(yīng)力集中表現(xiàn)為來(lái)壓迅猛，破壞力大，因此制定方案時(shí)先考慮保護(hù)巷道及設(shè)備不會(huì)被損壞，后考慮如何將應(yīng)力合理地釋放，保證行人及設(shè)備的安全。
原2824巷道支護(hù)斷面圖
2.2 治理方案
針對(duì)以上原因分析，我們采取了以支護(hù)和放頂為主，卸壓為輔的治理措施，具體如下：
把機(jī)軌巷的設(shè)備串車超前工作面100米以外放置，機(jī)軌巷超前支護(hù)范圍由原40米增至100米，變雙排單體柱為三排，中間一排單體柱穿工字鋼梁十字靴，臨近采空區(qū)側(cè)煤壁超前50米內(nèi)支對(duì)柱。
對(duì)12#層2824巷加強(qiáng)支護(hù)，在原來(lái)的五排錨桿、兩排錨索護(hù)頂，并有護(hù)幫錨桿網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全封閉鋪網(wǎng)（金屬網(wǎng)）并掛錨索鋼梁（11#工字鋼），炸幫裸露面積大于0.8㎡時(shí)必須補(bǔ)打短節(jié)工字鋼錨索梁。在工作面下出口1#---3#架頂梁處補(bǔ)網(wǎng)掛錨索，保證安全出口暢通。保證行人及通風(fēng)的要求。
引進(jìn)支腿式護(hù)幫錨索鉆機(jī)對(duì)采空區(qū)側(cè)煤壁補(bǔ)打4米的錨索，對(duì)煤柱進(jìn)行固化。（排距1.5米，鋼絞線長(zhǎng)4米）。
加大頂板預(yù)爆破力度，把原頂板炮15米步距縮小一半，靠采空區(qū)一側(cè)頂板炮孔深增加5—7米，加大預(yù)裂范圍。
在皮帶順槽兩側(cè)煤壁打卸壓孔，孔徑108MM，位于工作面一側(cè)孔距1米，孔深10米，采空區(qū)一側(cè)孔距1米，孔深7米，在轉(zhuǎn)載機(jī)橋身下利用檢修班施工卸壓槽，釋放超前集中應(yīng)力。
加強(qiáng)工作面礦壓監(jiān)測(cè)監(jiān)控力度，收集和整理資料，總結(jié)超前來(lái)壓規(guī)律，搞好礦壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。在原三區(qū)五線和每個(gè)支架安裝雙針壓力表的基礎(chǔ)上，又在1#支架上安裝一塊綜采連續(xù)記錄儀分機(jī)，監(jiān)測(cè)端頭壓力情況。在2824巷超前100米單體支柱上分段安裝八塊YTL-60圓圖自記儀，尤其在轉(zhuǎn)載機(jī)頭處安裝一塊單體柱壓力數(shù)字顯示儀，以便轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)隨時(shí)掌握壓力情況。
3 效果
通過(guò)采取上述措施，在之后的推進(jìn)過(guò)程中，機(jī)軌合一順槽（2824巷）超前來(lái)壓強(qiáng)度明顯減弱，來(lái)壓瞬時(shí)增阻由原來(lái)的10—25MPa降低到6—10MPa，來(lái)壓步距由原來(lái)的15—20米增加到20—25米 ，片幫減弱，僅有零星片幫，巷道頂板較完整，底鼓量減少，工作面推進(jìn)正常。
4 結(jié)論
由于在采掘部署上8824工作面2824巷道靠近8826工作面采空區(qū)，來(lái)壓后應(yīng)力集中顯現(xiàn)，對(duì)寬斷面的巷道造成的損壞相對(duì)加大，因此在部署時(shí)，應(yīng)避免工作面寬斷面的巷道臨近采空區(qū)，來(lái)壓后，首要原則是支護(hù)，然后再考慮卸壓，本面在支、放的基礎(chǔ)上然后卸壓，技術(shù)方案成功，同時(shí)為下一個(gè)低位放頂煤工作面的順利開采及解決超前集中應(yīng)力問(wèn)題提供可靠依據(jù)，積累了經(jīng)驗(yàn)，避免了由集中應(yīng)力引起的安全事故，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，保證了礦井順利地完成全年的生產(chǎn)任務(wù)。
另外，工作面從出現(xiàn)集中應(yīng)力顯現(xiàn)開始，連續(xù)7天工作面推進(jìn)僅7m，實(shí)施技術(shù)方案后，工作面平均日進(jìn)達(dá)到4m，之后工作面順利推進(jìn)785m，安全采出煤量51.7萬(wàn)噸，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
作者簡(jiǎn)介，宣宏斌，男，中共黨員， 1987年畢業(yè)于山西礦業(yè)大學(xué)，工學(xué)學(xué)士，高級(jí)工程師，現(xiàn)任同煤集團(tuán)晉華宮礦礦長(zhǎng)。
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