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摘要:在当今社会发展的新形势下,煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科学发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。目前我国采煤方法已趋成熟,综采放顶煤方法在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。枣矿集团田陈煤矿地质条件特别复杂,在同一个工作面中经常出现很多地质构造,在生产过程中采用了很多特殊的采煤技术手段,加上煤矿五大自然灾害的影响,如何在生产过程中在及其恶劣的环境下达到稳产高产,尤其在向斜构造并有水患的情况下不影响生产,我们在采煤工艺方面总结了很多经验,并在现场得到很好的应用。
关键词:向斜轴 采煤工艺
1 简介
田陈煤矿7108工作面位于田陈矿北七采区,可采储量80.6万吨,分为里段和外段,工作面经过4次合茬后形成一个大工作面。工作面位于F7-15和邢寨支断层之间,右侧为邢寨支断层(H=100m)左侧为F7-15(H=0- 15m),F7-24断层把工作面分为里外两个块段。3下7108工作面向斜横穿工作面,工作面以断裂和褶皱构造为主,煤层倾角12°,走向长度里段可采540m,倾斜长度里段为146-200m,为一不规则工作面。工作面砾岩含水层水文地质条件相对复杂,含水类型为裂隙岩溶承压水。由于该区域大中型构造发育砾岩的裂隙岩溶发育不均衡,造成了煤顶板砂岩和侏罗砾岩两含水层具有较强的水力联系。该采区上覆岩层为侏罗系砾岩水,3煤顶板砾岩水及构造水害将严重威胁安全生产,如何采取有效措施科学治理水患,遏制水害的发生,确保矿井长治久安,是所有防治水患矿井深入研究的课题。在这方面我们田陈煤矿进行了多年的研究与探索,积累了较为丰富的防治水经验,特别是目前7108工作面向斜构造防治水经验,取得了明显效果。
2 地质资料
3下7108工作面主要受3煤顶板砂岩水,侏罗系砾岩水及两侧断层构造带水影响,经地质勘探7108工作面裂隙岩溶承压水将在工作面向前推进190m左右将有200m3/h涌水,而且正好是7108工作面里段向斜构造最高点与最低点落差最大的地点,并且工作面从初采至180#点全是采下山,而且工作面在中间形成一个低洼区,工作面老塘水不能自然流出。这对于开采向斜构造的工作面带来很大的不利因素,生产往往不能正常推进,治水就成为一个大的难题,怎样治好水又能保证工作面高产高效,成为我们工作中的一个重点。
3 初采前准备
根据地质提供资料,工作面将在推进190m左右将有200m3/h的涌水,并且相邻矿井曾发生过大型突水事故,为预防水患的发生,在工作面轨道巷180#点处打一水仓,安设6台130KW水泵,在轨道巷沿途敷设3路6寸排水管路,排水能力满足最大涌水量为200m3/h1.5倍,工作面准备2路电源以备工作面出水时能够安设水泵,工作面所安水泵能直接把水排到大水仓内,利用大水仓内大泵再把水向外排出,前期的这些准备工作能够满足工作面在出水情況下正常排水,保证工作面正常生产。
4 工作面开采方法
7108工作面采用走向长壁后退式采煤法,液压支架支护顶板,前后部刮板运输机运煤,全部跨落法处理采空区顶板,为综采放顶煤。我们根据前几个工作面采煤方式总结出一定经验,工作面采高要控制在3.2-3.5m之间,煤机割完煤后工作面及时跟机移架,滞后煤机15m进行推溜,后部逐架放顶炭,然后再拉后部运输机。工作面在掘进期间切眼及里轨顶板不同层次出现滴水和淋水,水量为0.5-5m3/h,当工作面向前推采100m时,工作面开始从老塘向外涌水,最初涌水量大概有10m3/h,此时工作面最洼点在87#架处,为了排水我们在87#架前溜挡煤板处安设两台7.5KW水泵进行排水,每班安排专人根据进尺挪泵窝抽水,刚开始对于10m3/h涌水对生产影响不大,除检修班排水外,其他各生产班当煤机割机尾煤或放后部溜子顶炭时涌水基本上被干炭渗走,经过长时间生产,我们总结出一套经验,每班在生产完成后,工作面后部预留15架顶炭不放,当下班组织生产时,首先开后部运输机,利用预留15架顶炭进行渗水,或者前部运输机先不开,等煤机先割10架左右煤再开机。在这种情况下生产基本上不受影响,但是随着工作面向前推采,老塘涌水越来越大,当工作面推采至150#点处时,经过测试涌水量已达到130m3/h,工作面换成两台22KW水泵也满足不了排水需要,工作面不得不调整采煤工艺,把工作面尽量采平直,让机尾尽量采得底一些,把落差降低到极限,工作面除水泵抽水外另外一部分水从机尾自动流出,为了不让水冲垮巷道,在机尾超前维护以里50m范围内敷设水槽,利用袋子打堰挡水,让水全部流进水槽,机尾向外轨巷顺槽及二切眼铺设两部脱水溜子,顺槽溜槽包括挡煤板都是脱水的,保证水炭在溜槽中自然分离,然后把分离后剩下的浮煤利用溜子拉出,紧接脱水溜子的是4部800#皮带运输机,保证淤炭全部能够拉走。为了不让更多水炭在工作面被水冲走,经过多次试验我们在工作面87#架处利用木料(枕木)把溜槽垫高200mm左右(如图a所示):
■
(a) (b)
这样水就从溜槽底下流出来,在工作面最低点让水不能漫不过溜槽,这样溜子就不拉水炭,外部运输系统也不因为皮带拉水炭而影响生产,这是我们在生产过程中摸索的成功经验,在这个过程中一定控制好水,具体做法是:在每节溜槽下垫两块木料,木料方向为顺着工作面推进方向摆放(如图b所示),随着工作面向前推采,每向前推采一硐,木料及时跟着向前垫,在水流出的同时,在前部运输机挡煤板下保证水不积聚,而且让水最好在支架脚丫巴下顺利流向水槽,然后再由水槽流向脱水溜子,绝对不能让水冲垮巷道。水经过顺槽溜子再流向大水仓,大水仓内为了能很好地清理淤煤同样安设一部脱水溜子,保证淤煤正常清挖排出。只有治好水,才能保证生产正常进行,工作面虽然出水量大,但是我们没有因为水而影响生产,并且在此期间工作面还能达到高产高效。
总之7108工作面治水成功经验,主要在于抓好工作中的各个环节。①采煤工艺掌握好,工作面尽量采平直,再者是工作面预留顶炭,或者是掌握好预留顶炭位置。②保证前后部运输机绝对不能拉水炭,每班安排专人疏通水路,清挖水仓及沉淀池,工作面每向前推一硐及时把后部溜槽垫起。③使用好脱水溜子,让脱水溜子保证正常运转并且把水炭过滤出来及时排出。④水仓内水泵能有足够排水能力,水仓内淤煤及时清挖。只要以上几个环节控制好,向斜构造工作面在有水的情况下同样能高产高效。
参考文献:
[1]傅建明.综采工作面跨向斜轴回采技术研究[J].河北煤炭,2007(05).
[2]吴凤鸣.向斜轴部水患的治理[J].煤炭技术,2006(02).
[3]刘浩,戴芝礼.Ⅱ461工作面顶板砂岩裂隙水防治分析[J].煤炭科技,2006(04).
作者简介:范运林(1971-),男,山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿综采工区,工区副技术员。
关键词:向斜轴 采煤工艺
1 简介
田陈煤矿7108工作面位于田陈矿北七采区,可采储量80.6万吨,分为里段和外段,工作面经过4次合茬后形成一个大工作面。工作面位于F7-15和邢寨支断层之间,右侧为邢寨支断层(H=100m)左侧为F7-15(H=0- 15m),F7-24断层把工作面分为里外两个块段。3下7108工作面向斜横穿工作面,工作面以断裂和褶皱构造为主,煤层倾角12°,走向长度里段可采540m,倾斜长度里段为146-200m,为一不规则工作面。工作面砾岩含水层水文地质条件相对复杂,含水类型为裂隙岩溶承压水。由于该区域大中型构造发育砾岩的裂隙岩溶发育不均衡,造成了煤顶板砂岩和侏罗砾岩两含水层具有较强的水力联系。该采区上覆岩层为侏罗系砾岩水,3煤顶板砾岩水及构造水害将严重威胁安全生产,如何采取有效措施科学治理水患,遏制水害的发生,确保矿井长治久安,是所有防治水患矿井深入研究的课题。在这方面我们田陈煤矿进行了多年的研究与探索,积累了较为丰富的防治水经验,特别是目前7108工作面向斜构造防治水经验,取得了明显效果。
2 地质资料
3下7108工作面主要受3煤顶板砂岩水,侏罗系砾岩水及两侧断层构造带水影响,经地质勘探7108工作面裂隙岩溶承压水将在工作面向前推进190m左右将有200m3/h涌水,而且正好是7108工作面里段向斜构造最高点与最低点落差最大的地点,并且工作面从初采至180#点全是采下山,而且工作面在中间形成一个低洼区,工作面老塘水不能自然流出。这对于开采向斜构造的工作面带来很大的不利因素,生产往往不能正常推进,治水就成为一个大的难题,怎样治好水又能保证工作面高产高效,成为我们工作中的一个重点。
3 初采前准备
根据地质提供资料,工作面将在推进190m左右将有200m3/h的涌水,并且相邻矿井曾发生过大型突水事故,为预防水患的发生,在工作面轨道巷180#点处打一水仓,安设6台130KW水泵,在轨道巷沿途敷设3路6寸排水管路,排水能力满足最大涌水量为200m3/h1.5倍,工作面准备2路电源以备工作面出水时能够安设水泵,工作面所安水泵能直接把水排到大水仓内,利用大水仓内大泵再把水向外排出,前期的这些准备工作能够满足工作面在出水情況下正常排水,保证工作面正常生产。
4 工作面开采方法
7108工作面采用走向长壁后退式采煤法,液压支架支护顶板,前后部刮板运输机运煤,全部跨落法处理采空区顶板,为综采放顶煤。我们根据前几个工作面采煤方式总结出一定经验,工作面采高要控制在3.2-3.5m之间,煤机割完煤后工作面及时跟机移架,滞后煤机15m进行推溜,后部逐架放顶炭,然后再拉后部运输机。工作面在掘进期间切眼及里轨顶板不同层次出现滴水和淋水,水量为0.5-5m3/h,当工作面向前推采100m时,工作面开始从老塘向外涌水,最初涌水量大概有10m3/h,此时工作面最洼点在87#架处,为了排水我们在87#架前溜挡煤板处安设两台7.5KW水泵进行排水,每班安排专人根据进尺挪泵窝抽水,刚开始对于10m3/h涌水对生产影响不大,除检修班排水外,其他各生产班当煤机割机尾煤或放后部溜子顶炭时涌水基本上被干炭渗走,经过长时间生产,我们总结出一套经验,每班在生产完成后,工作面后部预留15架顶炭不放,当下班组织生产时,首先开后部运输机,利用预留15架顶炭进行渗水,或者前部运输机先不开,等煤机先割10架左右煤再开机。在这种情况下生产基本上不受影响,但是随着工作面向前推采,老塘涌水越来越大,当工作面推采至150#点处时,经过测试涌水量已达到130m3/h,工作面换成两台22KW水泵也满足不了排水需要,工作面不得不调整采煤工艺,把工作面尽量采平直,让机尾尽量采得底一些,把落差降低到极限,工作面除水泵抽水外另外一部分水从机尾自动流出,为了不让水冲垮巷道,在机尾超前维护以里50m范围内敷设水槽,利用袋子打堰挡水,让水全部流进水槽,机尾向外轨巷顺槽及二切眼铺设两部脱水溜子,顺槽溜槽包括挡煤板都是脱水的,保证水炭在溜槽中自然分离,然后把分离后剩下的浮煤利用溜子拉出,紧接脱水溜子的是4部800#皮带运输机,保证淤炭全部能够拉走。为了不让更多水炭在工作面被水冲走,经过多次试验我们在工作面87#架处利用木料(枕木)把溜槽垫高200mm左右(如图a所示):
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(a) (b)
这样水就从溜槽底下流出来,在工作面最低点让水不能漫不过溜槽,这样溜子就不拉水炭,外部运输系统也不因为皮带拉水炭而影响生产,这是我们在生产过程中摸索的成功经验,在这个过程中一定控制好水,具体做法是:在每节溜槽下垫两块木料,木料方向为顺着工作面推进方向摆放(如图b所示),随着工作面向前推采,每向前推采一硐,木料及时跟着向前垫,在水流出的同时,在前部运输机挡煤板下保证水不积聚,而且让水最好在支架脚丫巴下顺利流向水槽,然后再由水槽流向脱水溜子,绝对不能让水冲垮巷道。水经过顺槽溜子再流向大水仓,大水仓内为了能很好地清理淤煤同样安设一部脱水溜子,保证淤煤正常清挖排出。只有治好水,才能保证生产正常进行,工作面虽然出水量大,但是我们没有因为水而影响生产,并且在此期间工作面还能达到高产高效。
总之7108工作面治水成功经验,主要在于抓好工作中的各个环节。①采煤工艺掌握好,工作面尽量采平直,再者是工作面预留顶炭,或者是掌握好预留顶炭位置。②保证前后部运输机绝对不能拉水炭,每班安排专人疏通水路,清挖水仓及沉淀池,工作面每向前推一硐及时把后部溜槽垫起。③使用好脱水溜子,让脱水溜子保证正常运转并且把水炭过滤出来及时排出。④水仓内水泵能有足够排水能力,水仓内淤煤及时清挖。只要以上几个环节控制好,向斜构造工作面在有水的情况下同样能高产高效。
参考文献:
[1]傅建明.综采工作面跨向斜轴回采技术研究[J].河北煤炭,2007(05).
[2]吴凤鸣.向斜轴部水患的治理[J].煤炭技术,2006(02).
[3]刘浩,戴芝礼.Ⅱ461工作面顶板砂岩裂隙水防治分析[J].煤炭科技,2006(04).
作者简介:范运林(1971-),男,山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿综采工区,工区副技术员。