綜采工作面過陷落柱開采技術(shù)

　　14-3#層303盤區(qū)8303工作面在回采過程中,于2006年7月28日早班回采至頭巷258米，尾巷252米時(shí)，在工作面33#架到47#架揭露陷落柱。陷落柱為全斷面巖石，較為發(fā)育，破壞了煤層的連續(xù)性，給工作面正常生產(chǎn)帶來了很大的影響，實(shí)際揭露陷落柱長徑為75米，短徑為55米。工作面頭尾落差達(dá)12米，陷落柱的不規(guī)則下沉，造成柱體內(nèi)巖塊松散，巖性不一致，硬度有較大差別，部分夾雜煤屑塊，同時(shí)陷落柱下沉過程中由于重力滑動(dòng)和摩擦造成附近的圍巖斷裂和變形，產(chǎn)生派生構(gòu)造，在陷落柱邊緣形成多道斷層，從而產(chǎn)生地塹地壘，使工作面起伏不平;其次是頂板完整性遭到破壞造成涌水增大。為此，我們采取了以下方法取得了較好的效果。

　　1、采用了深眼爆破的技術(shù)。要求隔架打眼，孔深4.5～6米，孔徑53mm，距底板0.8米,孔距3米，眼必須平行于底板。采用4#硝銨炸藥使用導(dǎo)爆索通過雷管引爆，分散裝藥結(jié)構(gòu)每眼4～6公斤，采用逐個(gè)起爆的方法。在實(shí)際操作過程中，根據(jù)巖石的硬度和破碎程度的不同選擇不同的孔深和裝藥量。

　　2、采用風(fēng)鉆局部補(bǔ)眼。即在巖石震動(dòng)效果不佳的地方，通過風(fēng)鉆打眼放震動(dòng)炮，要求眼深1.5米，少裝藥，放小炮的方法。

　　3、調(diào)整了割煤工藝。采用超前拉架割單刀的方式，機(jī)組上行截割煤巖，下行裝煤。要求每個(gè)圓班推進(jìn)3米，即夜班4個(gè)循環(huán)，早班2個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)必須保證工程質(zhì)量。

　　4、采用打放水孔的方法，加強(qiáng)對工作面涌水的排放。即采用在頭巷陷落柱范圍內(nèi)，每隔十米打一個(gè)放水孔和2301巷貫通進(jìn)行排水。

　　5、加強(qiáng)對支架的保護(hù)。要求再陷落柱范圍內(nèi)將支架的四個(gè)立柱用皮帶包裹，同時(shí)在支架的前柱再吊一道皮帶。

　　6、調(diào)整工作面采高。要求工作面高度保持在2.3米到2.5米。

　　1、改變了傳統(tǒng)的爆破方式，采用了深眼爆破的技術(shù)。并改進(jìn)了裝藥方法。2、采用了打放水孔往2301巷放水的方法，加強(qiáng)了工作面涌水的治理。 3、調(diào)整了割煤工藝。4、采用了風(fēng)鉆局部補(bǔ)眼的技術(shù)。5、加強(qiáng)對設(shè)備的保護(hù)。6、調(diào)整工作面采高。

　　采用該技術(shù)在14-3#層303盤區(qū)8303工作面安全順利的過了陷落柱。為我礦過陷落柱積累了經(jīng)驗(yàn)，取得經(jīng)濟(jì)效益約100萬元。

　　一、完成時(shí)間：

　　2006年11月22日

　　二、完成人：

　　張效春 吳躍平 韓利軍 馮彥銘 張德良

　　魏 鈞 馬太和 韓潤平 趙 亮 白建平

　　三、完成經(jīng)過

　?、?、工作面概況

1、14-3#層303盤區(qū)8303工作面位于303盤區(qū)北翼，工作面對應(yīng)上覆為12-2#層8303、8305已采面及小窯采空區(qū)。工作面煤層較穩(wěn)定， 大部分有兩層夾石，夾石厚度為0.05～0.4米，煤厚為2.4～3.2米，平均2.9米。工作面地質(zhì)構(gòu)造校簡單，共揭露8條斷層，其中在頭巷340米處揭露的落差為2.9米正斷層對回采影響較大。頂?shù)装鍘r層巖性如綜合柱狀圖所示。

　　2、工作面水文地質(zhì)條件較簡單，煤巖層含水微弱，含水系數(shù)為0.1。工作面對應(yīng)上覆12-2#層8303、8305工作面及小窯采空區(qū)積水已經(jīng)過鉆孔放水，11#層小窯采空區(qū)積水不明。在回采初期已對工作面上覆局部低洼處積水作好應(yīng)對措施。

　　3、由于上覆為采空區(qū)，回采過程中為防止上覆有害氣體下泄的威脅，已進(jìn)行了升壓通風(fēng)管理。

　?、妗⑾萋渲x存狀況

　　本工作面于2006年7月28日早班回采至采位為頭巷258米、尾巷252米時(shí)，在工作面33#架～47#架突然揭露大面積全斷面巖石，通過對揭露的性狀分析及鉆孔探測，確定為陷落柱，初步推測陷落柱的范圍呈橢圓狀，長軸大于46米，短軸大于30米，位置為橫向靠近工作面頭部，縱向已接近頭巷340米處揭露的落差為2.9米斷層，重新開掘切巷如避開斷層和陷落柱的影響資源損失較大，且需全隊(duì)停產(chǎn)等待。為此礦黨政果斷決定采取有力措施推過影響區(qū)域，以提高資源回收率，緩解生產(chǎn)銜接。經(jīng)過全礦上下52天的拼博奮戰(zhàn)，于2006年9月17日終于采過陷落柱，完成了預(yù)定目的。

　　經(jīng)過實(shí)際揭露，陷落柱的長軸為75米，短軸為55米，陷落柱的不規(guī)則下沉，造成柱體內(nèi)巖塊松散，巖性不一致，硬度有較大差別，部分夾雜煤屑塊，同時(shí)陷落柱下沉過程中由于重力滑動(dòng)和摩擦造成附近的圍巖斷裂和變形，產(chǎn)生派生構(gòu)造，在陷落柱邊緣形成多道斷層，從而產(chǎn)生地塹地壘，使工作面起伏不平。

　　陷落柱在下沉過程中形成漏斗狀凹陷區(qū)域，使上覆頂板巖層的連續(xù)性遭到破壞，陷落柱范圍內(nèi)頂板涌水量急增，造成生產(chǎn)環(huán)境惡化。

　　㈢、施工組織方法

　　采用深孔爆破技術(shù)，調(diào)節(jié)工作面采高，調(diào)整割煤工藝，局部采用風(fēng)鉆打眼放炮來達(dá)到松動(dòng)巖石，打放水孔治理涌水，并對設(shè)備進(jìn)行妥善保護(hù)。成立以礦領(lǐng)導(dǎo)為首的過陷落柱領(lǐng)導(dǎo)組，統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)合作。

　　圖2 陷落柱示意圖

　　1、深孔爆破的方法

　　(1)采用隔架打眼的方法：鉆機(jī)隊(duì)二班負(fù)責(zé)打深眼，要求在陷落柱范圍內(nèi)每架打一個(gè)眼，即鉆機(jī)隊(duì)二班第一天打單數(shù)架號(hào)位置的眼，第二天打雙數(shù)架號(hào)位置的眼，這樣可以保證日推進(jìn)3米。要求孔深6米，孔徑53mm，距底板0.8米,孔距3米，眼必須平行于底板。

圖3 炮眼布置圖

　　(2)裝藥方法：

　　采用導(dǎo)爆索引爆，分散裝藥結(jié)構(gòu)，使用4#礦用巖石硝銨炸藥，每孔裝藥量為4公斤，見圖4所示。先將導(dǎo)爆索插入藥卷中，用膠帶裹牢，插入孔底，接著再裝一卷藥，隨后裝兩卷炮土，每卷炮土長50公分，然后再兩卷藥，最后用炮土封好。在實(shí)際操作過程中，為提高爆破效果，根據(jù)巖石的硬度和破碎程度的不同，優(yōu)化了爆破參數(shù)，進(jìn)一步提高了巖石的松動(dòng)效果，采用了4.5米和6米的孔深，裝藥結(jié)構(gòu)也有所變化，孔深為4.5米時(shí)裝4卷藥，孔深為6米時(shí)裝6卷藥，裝藥結(jié)構(gòu)如下圖。

　　　圖4 裝藥結(jié)構(gòu)

　　(3)爆破方法：

　　導(dǎo)爆索使用雷管引爆，采用逐個(gè)爆破的方法爆破。

　　2、結(jié)合風(fēng)鉆局部補(bǔ)眼爆破。在巖石震動(dòng)效果不佳的地方，如工作面上部通常在深孔爆破后仍有較大巖塊，影響機(jī)組截割，采用風(fēng)鉆打眼放小炮破碎，眼深為1.5米，每眼裝藥400克。

　　3、調(diào)整了割煤工藝。由于工作面頭尾落差達(dá)12米，頭低尾高，所以采用超前拉架割單刀的方式，即機(jī)組上行截割煤巖，下行裝煤。每個(gè)循環(huán)必須保證工程質(zhì)量。

　　4、采用打放水孔的方法，及時(shí)排放工作面涌水。在頭巷陷落柱范圍內(nèi)，每隔十米打一個(gè)放水孔和2301巷貫通進(jìn)行排水。在二部皮帶頭低洼處打兩個(gè)放水孔與2301巷貫通進(jìn)行排水。采取以上措施后對陷落柱的頂板涌水的治理能夠滿足生產(chǎn)要求。

　　5、加強(qiáng)對設(shè)備的保護(hù)。在陷落柱范圍內(nèi)將支架的四個(gè)立柱用皮帶包裹防止損壞，同時(shí)在支架的前探梁下再吊一道覆蓋工作面全高的皮帶，防止爆破飛石和提高裝巖效果。

　　6、調(diào)整工作面采高。工作面采高調(diào)整到2.3米到2.5米，以滿足機(jī)組的最小通過高度和留有一定的安全間隙為限。

　?、?、施工安全技術(shù)要求：

　　1、爆破前將支架、管線等嚴(yán)格保護(hù)，避免損傷;爆破后必須將電纜槽和支架內(nèi)的石塊雜物清理干靜。

　　2、在陷落柱范圍內(nèi)每個(gè)循環(huán)必須超前拉架，保證達(dá)到最小控頂要求。

　　3、每天由鉆機(jī)隊(duì)二班負(fù)責(zé)打深眼爆破，早夜班按正常循環(huán)進(jìn)刀及小孔破碎大塊巖石，工作面必須割平，支架放平，不容許急提急剎。在陷落柱范圍內(nèi)嚴(yán)格控制機(jī)組速度，不得超過2米/分鐘。不得利用機(jī)組強(qiáng)行截割圍巖。

　　4、加大機(jī)電檢修力度，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是保證支架初撐力和工作阻力，不得出現(xiàn)跑、冒、漏、串、滴等現(xiàn)象，支架工必須將支架升緊升牢，保證達(dá)到支護(hù)效果.

　　5、在過陷落柱期間，工作面附近必須存放50根鋼梁、100根單體柱及二十套鋼針，以備不時(shí)之需。

　　㈤、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

　　經(jīng)過50余天的艱苦奮戰(zhàn)，工作面比較順利通過了陷落柱，并在短時(shí)間內(nèi)通過了陷落柱伴生的斷層影響區(qū)段，取得了很好的效果。

　　1、節(jié)省了重開切眼巷道及二次搬家準(zhǔn)備的工程量，相對節(jié)約了大量的財(cái)物和人工的投入。

　　2、如果進(jìn)行小搬家必須避開340米處落差2.9米斷層的影響，采用連續(xù)回采出來后多生產(chǎn)原煤 1.7萬噸，提高了資源回收率。

　　3、為將來過類似地質(zhì)構(gòu)造影響提供了一次有益的參照，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和辦法。

　　通過對比，產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益約100萬元。