大采高在新集二矿的首次应用

摘要:介绍了210610工作面一次采全高的施工方法及矿压观测,保证了安全回采。

关键词:大采高 　矿压显现　 安全回采

中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0103-02

新集二矿是国投新集能源股份有限公司的第二对特大型矿井,于1996年10月正式投产,服务年限75年。2007年核定矿井生产能力为290万t/a。主要采用综合机械化采煤方法。6-1煤层:是全井田主要可采、较稳定、厚煤层;但在东采区,局部地点6-1煤出现分岔,上部分支为6-1上煤层,往东夹矸逐渐增厚,以前这种采煤工作面主要开采单一6-1煤。造成煤炭资源浪费。现根据经济技术一体化的原则,针对工作面的开采条件,该矿首次在210610工作面采用大采高支架、走向长壁后退式综合机械化一次采全高(6-1上煤与6-1煤同采)、全部垮落式管理顶板的采煤方法,取得较好的经济和安全效益。

1 210610工作面的地质条件

该矿210610工作面煤层普遍发育一层夹矸(停采线以西为6-1煤,向东分为6-1煤上及6-1煤),煤层结构及平均厚度为:1.9(1.2)2.4m;煤层赋存情况较稳定。210610工作面西起2106轨道上山,东距-650～-550m东翼提料上山约66.6m,工作面南距110608采空区最小为12m(净垛距),北部为6煤未采动区,工作面上方对应8煤的110812(1998年回采)、110810(1999年回采)工作面。以前6煤开采采用ZZ7600-18/38支架,采高受到限制,易造成煤炭浪费,且托顶煤开采,顶板难以管理,容易出现冒漏事故。现首次使用ZZ9200-24/50综采液压支架,采高能达该工作面的实际要求。

3 矿压监测的方法及目的

(1)用KBY-60型数显单体支柱工作阻力检测仪动态、随机抽查两巷液压支柱初撑力(工作阻力)动态抽查工作面液压支架及两巷超前支护液压单体支柱初撑力,检查现场施工质量,现场督促施工单位整改不合格工程,及时消除安全隐患。

(2)工作面均匀布置11台KBJ-60Ⅲ-1型矿用数字压力计进行液压支架初撑力(工作阻力)监测;风、机巷超前支护各布置2台KBJ-60Ⅲ-1型矿用数字压力计进行液压单体支柱工作阻力监测。通过压力的变化,分析回采中上层顶板的运动规律,准确地进行工作面老顶初次、周期来压的临压预报,建议施工单位采取针对性措施有效地预防顶板、水害等事故的发生。

(3)回采初期在风巷由切眼向外每间隔10m布置1组两帮位移及顶底板移近量监测点,共设置10个监测点,随回采向前补设。并观测顶板离层仪的数据,综合分析采动超前影响的距离、强度,为相关部门、领导确定回采中超前支护范围提供依据。

(4)积极地与施工单位、地质部门沟通,及时掌握工作面回采进度、采高、地质变化等情况。对选取的工作面顶板支护方式、支架选型和支护密度选取进行验证。

4 实测矿压数据

(1)210610工作面初次来压步距为32m,工作面共经历周期来压27次,平均来压步距为14m。液压支架的实测最大工作阻力为41MPa,达到额定工作阻力的90％,说明ZZ9200液压支架能够满足工作面的支护强度。液压支架的实测初撑力部分达不到规定要求,主要是现场施工人员在思想上存在问题,质量意识差,不重视液压支架的初撑力,怕费事,为省时间,在升柱过程中供液时间达不到要求,或根本不升后立柱,多数发生在生产班。初撑力低,会造成顶板下沉量增大,不利于顶板管理,必须加强支架的初撑力的管理。另外由于采高过大,当支架顶梁的仰角过大,最大采高能达到5.2m,易造成顶梁接顶不实,出现冒漏事故。当采高控制在4.6m以下时,工作面条件较好,未出现片漏现象。通过有效的矿压观测,准确的预报了顶板来压,及时检查施工质量,并反馈于施工单位,从而保证了工作面的安全生产。如图1。

从2011年2月8日～2011年10月10日掘进期间来看,顶板离层量变化比较大。当工作面进行回采时,越靠近测点,顶板离层量就越大,其顶板离层速度也明显增快。当工作面靠近测点30～40m时,采动影响显著,顶板超前压力大,顶板会产生裂隙,形成松动膨胀区,易破碎,如果支护不到位,容易出现冒漏事故。

(3)根据风巷设置的巷帮及顶底板位移测点的观测数据来分析,风巷19＃两帮及顶底位移曲线图如图3。

从曲线图可以看出,当测点越接近工作面时其位移量及位移速度明显增大,这与顶板离层监测点的数据相符合。累计顶底板位移量为1050mm,累计巷帮位移量为1860mm,巷道的顶底板位移量小于巷帮的位移量,巷道变形严重,根据矿压监测数据,风巷顶板超前采取三路锚索吊梁加强支护,局部托棚支护,并进行超前卧底、刷帮,保证了风巷的行人空间和支护强度,确保了正常回采。在工作面回采期间,风巷出现多处锚网破损撕坏、鼓帮、片漏等问题,这暴露了在掘进期间施工质管理不到位,锚网搭接不够或未用扎丝扎接,锚杆扭矩力达不到规定要求等问题,这给回采的安全埋下了隐患,也为我们以后的工作敲响了警钟,而同期机巷受采动影响较小,只有局部底板鼓底。

5 结语

通过对210610工作面回采期间的矿压监测,为以后开采此类条件的工作面积累了经验,并取得较好的经济和安全。但工作面部分地点丢底煤,造成局部瓦斯过大,要重点加强管理。