大采高綜采工作面通過(guò)煤層變薄區(qū)域的方案與實(shí)踐

摘 要：我國(guó)煤炭礦藏資源豐富，但賦存條件千差萬(wàn)別，受限于地理環(huán)境的復(fù)雜性，薄煤層的煤礦存儲(chǔ)量也占據(jù)礦藏資源的很大部分，如何對(duì)這部分礦藏進(jìn)行高效的開(kāi)采，是擺在煤礦企業(yè)面前一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。文章以晉華宮礦開(kāi)采的8210大采高工作面為例，對(duì)煤層變薄區(qū)域的方案與實(shí)踐作了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：大采高工作面；煤層變薄；淺孔震動(dòng)爆破

中圖分類(lèi)號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）27-0175-02

我國(guó)幅員遼闊，礦藏豐富，其中煤礦產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)重要能源供給產(chǎn)業(yè)之一，始終受到廣泛的關(guān)注。當(dāng)前，煤炭產(chǎn)業(yè)遭遇了前所未有的寒流，煤礦生產(chǎn)必須把高效開(kāi)采和開(kāi)發(fā)利用放在首位，以節(jié)約資源、增加效益。眾所周知，薄煤層開(kāi)采難度較高而開(kāi)采效率較低，變薄區(qū)薄煤層的開(kāi)采一直是困擾煤礦生產(chǎn)的技術(shù)難題，但若放棄開(kāi)采，又會(huì)造成能源的浪費(fèi)。

我國(guó)煤炭礦藏資源豐富，但賦存條件千差萬(wàn)別，受限于地理環(huán)境的復(fù)雜性，薄煤層的煤礦存儲(chǔ)量也占據(jù)了礦藏資源的很大部分，如何對(duì)這部分礦藏進(jìn)行高效開(kāi)采，是擺在煤礦企業(yè)面前一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

1 工作面概況

影響簿煤層開(kāi)采技術(shù)的因素很多，因此在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)必須根據(jù)具體情況進(jìn)行科學(xué)的可行性分析。影響薄煤層開(kāi)采的主要因素有：地質(zhì)條件復(fù)合因素、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度、煤層的穩(wěn)定性、煤層厚度、煤層傾角、煤層堅(jiān)硬性、煤層頂?shù)装鍡l件、工作面塊度等因素。

晉華宮礦開(kāi)采的8210大采高工作面采用沿頂板掘進(jìn)雙巷布置方式，可采走向1 703 m，傾斜長(zhǎng)163.7 m，煤層厚度為1.4～7.3 m，平均厚度為5.7 m。在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工作中，煤層厚度在2.8 m以上的地帶，其直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，整體性好；南山12#層煤層賦存不穩(wěn)定，8210大采高工作面2210巷和5210巷均采至201 m時(shí)，發(fā)現(xiàn)有煤層變薄趨勢(shì)。當(dāng)工作面采至2210巷211 m，5210巷214 m時(shí)，工作面出現(xiàn)地苞，50#～80#架煤層厚度為2.1～2.8 m。煤層在2.1～2.8 m地段，頂板則相變?yōu)樯澳鄮r互層或薄層砂巖與砂質(zhì)泥巖互層，不同巖層間呈交錯(cuò)狀，為典型的河漫灘相沉積產(chǎn)物。由于地苞巖石屬于白砂巖，巖石硬度比較大，機(jī)組直接截割比較困難，并且截齒損耗量大。已經(jīng)嚴(yán)重影響了大采高工作面的安全高效生產(chǎn)。采用淺孔震動(dòng)爆破方式進(jìn)行松動(dòng)巖石，減少了截齒損耗，機(jī)組順利通過(guò)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，采取的安全措施能夠滿足安全生產(chǎn)要求。而在煤層<2.1 m的地段，頂板則完全由粉砂、中砂以至粗砂巖替代。且砂巖中含有深色泥巖塊，為河床相之沉積物，其膠結(jié)物多為泥質(zhì)類(lèi)，砂巖表層遇水浸潤(rùn)后呈松散狀，但巖層整體性尚好，巖石f值達(dá)到10。實(shí)踐表明，通過(guò)采用淺孔震動(dòng)爆破方式進(jìn)行松動(dòng)巖石后，采煤機(jī)可以順利通過(guò)，有效的控制了截割堅(jiān)硬巖石對(duì)采煤機(jī)的損壞和截齒損耗量。

2 爆破技術(shù)要求

礦山開(kāi)采中影響爆破工作的因素很多，如爆區(qū)的地形地質(zhì)條件、爆破參數(shù)、起爆網(wǎng)絡(luò)、起爆順序和穿爆的工程質(zhì)量等，爆破方法因其所涉及的爆破參數(shù)是整個(gè)礦山開(kāi)采工作中不可忽略的指標(biāo)，因而選擇什么樣的爆破方法將對(duì)礦山開(kāi)采產(chǎn)生很大的影響，如果選取不當(dāng)，會(huì)使礦山的生產(chǎn)安全得不到保障，也會(huì)使礦山的開(kāi)采成本上升。

2.1 炮孔施工技術(shù)

①炮眼的布置。當(dāng)起底巖石厚度<0.6 m時(shí)，打一排鉆孔，鉆孔間距為0.5 m。

當(dāng)起底巖石厚度0.6 m

當(dāng)起底巖石厚度1.2 m

②炮孔角度。底排鉆孔俯角為20 ？觷，其它鉆孔垂直于工作面煤壁施工。

③炮孔深度為2 m。

④炮孔裝藥長(zhǎng)度為0.66 m。

⑤炮孔裝藥量為3卷。

⑥封孔要求。

炸藥外剩余部分用黃土充填好，雷管、導(dǎo)爆索絕對(duì)不得露出孔外，如圖1所示。

⑦爆破炮孔裝藥參數(shù)表格，見(jiàn)表1。

2.2 拉炮要求

放炮員要從頭至尾依次拉炮，每次最多爆破3個(gè)孔，并要求各孔采取大串聯(lián)的聯(lián)接方式。

處理大塊矸石時(shí)，將大塊矸石拉到溜頭，根據(jù)實(shí)際情況打眼放炮處理，嚴(yán)禁放明炮、糊炮。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)時(shí)調(diào)整工作面的炮眼間距，深度及裝藥量，以保證松動(dòng)效果，如圖2所示。

3 回采工藝

我國(guó)煤炭資源豐富，但煤層構(gòu)造較為復(fù)雜，同時(shí)面臨著開(kāi)采較薄煤層的問(wèn)題。對(duì)薄煤層進(jìn)行高效開(kāi)采，成為可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵所在。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)方式回采，必須對(duì)礦井的生產(chǎn)因素與地質(zhì)構(gòu)造因素進(jìn)行綜合考慮后，再行確定回采方式，科學(xué)的回采方式勢(shì)必為保證礦井生產(chǎn)安全提供有力的技術(shù)支撐。

①在煤層變薄區(qū)域，保證采高不低于3.7 m，機(jī)組、支架順利通過(guò)，同時(shí)視工作面實(shí)際情況，盡量減少割底量。

②變薄區(qū)底板巖石屬深灰色粉砂巖，質(zhì)硬，工作面揭露最厚處約1.7 m，當(dāng)巖石薄、松軟先采用機(jī)組小截深及調(diào)低牽引速度，多次往返直接截割巖石的方法通過(guò)，截深及牽引速度根據(jù)巖石硬度變化及保證不損壞機(jī)組的前提下調(diào)整；當(dāng)巖石厚、且硬度大、對(duì)設(shè)備損壞嚴(yán)重時(shí)，采取打眼松動(dòng)爆破機(jī)組截割工藝措施進(jìn)行回采作業(yè)。

③工作面打一茬眼放炮后，及時(shí)清理支架前的浮煤浮矸，保證能夠割煤兩刀，同時(shí)保證支架行程符合措施要求。

④采煤機(jī)割完煤后，必須將采煤機(jī)放到尾上，方可進(jìn)行下個(gè)循環(huán)的打眼、拉炮工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)采用淺孔震動(dòng)爆破方式進(jìn)行松動(dòng)巖石技術(shù)后，解決了因采煤機(jī)直接截割堅(jiān)硬巖石而產(chǎn)生的設(shè)備損壞概率和配件消耗量。采用該技術(shù)后，工作面過(guò)煤層變薄區(qū)域時(shí)，截齒消耗量減少了70%；每個(gè)圓班至少割煤5刀，提高了生產(chǎn)效率。該方案和實(shí)踐為大采高工作面安全快速順利通過(guò)煤層變薄區(qū)域提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。

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