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處理綜采面采空區(qū)懸頂安全技術(shù)措施

  
評論: 更新日期:2015年11月20日

??????? 前 言
??????? 目前,西溝煤焦有限責(zé)任公司煤礦按照15萬t/a改擴建《初步設(shè)計安全專篇》的設(shè)計要求和礦井開采現(xiàn)狀,首采面布置在+770水平一采區(qū)東翼+795mA7煤層已回采并封閉,現(xiàn)在開采接替采面暨A5首分層綜采面-+820mA5東翼綜采工作面,采煤方法為水平分層綜采放頂煤采煤法。該工作面長度為28m,工作面支護采用輕型液壓支架,工作面端頭支護采用礦用端頭支架,超前支護30m采用一字鉸接梁配單體液壓支柱,其中前20m采取雙排支護,后10m采取單排支護。
??????? 由于該工作面上部為倉儲采煤法采空區(qū),為了確保工作面順利快速推進,防止工作面后方采空區(qū)出現(xiàn)較大面積的懸頂現(xiàn)象,按照綜放工作面回采技術(shù)工藝和要求,必須對該工作面頂板進行強制預(yù)裂爆破,即對+820mA5東翼綜采面頂煤實施深孔松動預(yù)裂爆破、頂板實施強制爆破迫使其經(jīng)礦山壓力破壞后,隨著采面回采推進,頂板自然垮落充填采空區(qū)。
??????? 2004年12月,西溝煤焦公司委托西安科技大學(xué)能源學(xué)院對我礦5#煤層水平分段綜放開采進行科研論證,且編制了《阜康市西溝煤焦有限責(zé)任公司煤礦5#煤層水平分段綜放開采可行性論證報告》。2008年西溝煤焦公司二號井煤礦事先按照此論證報告進行開采中大槽,取得成功。為此,我礦現(xiàn)按照西科大編制的可行性論證報告,借鑒西溝二礦中大槽水平分段綜放開采成功經(jīng)驗,按照本礦A5煤層傾向、頂板軟化系數(shù)等而制定此方案,但在實施過程中必須根據(jù)工作面試驗區(qū)段的具體煤層賦存條件和試驗效果及時地修改完善深孔預(yù)裂爆破實施方案。另外,A5煤層在回采推進過程中,工作面架后必須留設(shè)3米厚的浮煤,并對采空區(qū)進行注漿,黃泥漿充填厚度不小于1米,既防止采空區(qū)發(fā)生煤炭自燃又可充當(dāng)采空區(qū)底板墊層。
??????? 一、工作面基本條件:
??????? 西溝煤焦有限責(zé)任公司煤礦位于新疆昌吉回族自治州阜康市上房溝鄉(xiāng)區(qū)內(nèi),井田地處博格達峰北麓的低山丘陵地帶,地面標(biāo)高為1025-1222米,相對高差197米。5號煤層為主要可采煤層之一,煤層較穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡單,層位穩(wěn)定,煤層可采厚度22~28m,平均可采真厚26m。煤層頂板為細砂巖、粉砂巖和泥巖,底板為泥巖、炭質(zhì)泥質(zhì)。煤巖力學(xué)參數(shù)見下表。
??????? 5#煤層巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗成果表
??????? 編號?巖石名稱?單向抗壓強度(MPa)?天然狀態(tài)單項抗拉強度(MPa)?天然狀態(tài)直剪切強度 (MPa)?軟化系數(shù)?
??????? ??飽和狀態(tài)?干燥狀態(tài)????
??????? A5頂?粉砂巖?17.6~22.0?????
??????? A5底?細砂巖?27.0?????
??????? A5采面屬于綜放工作面,上部老空區(qū)積水較大,火燒區(qū)煤巖層的含水量比較豐富,工作面開采前已進行了采前探放水,水量得到一定排泄,現(xiàn)在還存在微量流水現(xiàn)象。
??????? 二、技術(shù)要求:
??????? 1、在+820mA3東翼措施巷即相對應(yīng)綜采面采空,綜采面煤壁以東12米-32米區(qū)段,間隔3米布置一組炮孔,每組炮孔布置5個單孔,以扇形形式布置,炮孔方位均垂直A5煤層,按照不同傾角向上布置;每個炮孔進入頂板巖層的厚度為20米,沿A5頂板傾向方向終孔間距5米,封孔長度20米,詳見炮眼參數(shù)及裝藥量說明表。通過以上方式對該區(qū)段內(nèi)未垮落的頂煤和A5頂板進行強制預(yù)裂爆破,炮孔的最小抵抗線不小于3米,以此處理綜采面采空區(qū)大面積懸頂現(xiàn)象,同時為A5下分段放頂煤創(chuàng)造良好條件,剩余懸頂區(qū)段待下分段采面回采前進行強制放頂。
??????? 頂板深孔爆破炮眼參數(shù)及裝藥量說明表
??????? 序號?炮眼地點?孔號?方 位?傾 角?孔 深?裝藥量?封孔長度?
??????? ? +820mA5東翼綜采面回風(fēng)巷?1#?NE177°?9°?76.3m?143kg?25m?
??????? ??2#?NE177°?12°?77.5m?145kg?25m?
??????? ??3#?NE177°?15°?80.9m?147.9kg?25m?
??????? ??4#?NE177°?18°?81.7m?150.9kg?25m?
??????? ??5#?NE177°?21°?82.9m?154.5kg?25m?
???????
??????? 2、頂板深孔預(yù)裂爆破使用的炸藥選用煤礦許用乳化炸藥,其爆速大于3000m/s。特制成直徑60mm、長度350mm的特形藥卷,每卷重1kg,裝藥線密度為3kg/m。按照裝藥不耦合系數(shù)1.25計算,裝藥孔的直徑為75mm,對應(yīng)的鉆孔鉆頭直徑不小于75mm;雷管選用煤礦許用1-5段毫秒延期雷管,雷管延期爆破時間不大于130毫秒。炮眼裝藥結(jié)構(gòu)采用不偶合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),即每15節(jié)炸藥段安裝一個引藥引爆,每個引藥安裝兩個雷管,每個炮眼所有引藥必須利用煤礦許用放炮母線串聯(lián),裝藥及起爆方式為正向起爆方式。炮眼封泥選用較潮濕的黃土和專用封孔水泥,其中孔口以內(nèi)3米區(qū)段采用水泥封堵,其他封孔區(qū)段采用黃土進行封堵炮孔(裝藥結(jié)構(gòu)圖詳見附圖1)。
??????? 附圖1?? 裝藥結(jié)構(gòu)及封孔結(jié)構(gòu)
???????????
??????? 三、安全措施:
??????? 所有炮眼實行“打孔編號、掛牌”和“爆破摘牌、消耗”管理,由安全科負責(zé)做好記錄并存檔。
??????? 炮眼連線方式為串聯(lián),每次最多起爆一組炮眼,起爆地點設(shè)置在+845水平車場進風(fēng)側(cè)。

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