采煤工作面跨采技术总结.doc

采煤工作面跨采技术总结随着矿井生产的延续，在采煤工作面回采区域内、下覆系统巷道及老巷不断增多，给回采工作带来了较大的影响，也降低了矿井煤炭资源回收率。我矿二采区已回采的多块工作面都有跨巷开采的技术实例，主要采取的技术措施均为采前加固支护、跨巷时实行区域巷道封闭管理、跨采后及时修复加固（若为废弃老巷则及时封闭）；跨采老巷提前充填底板薄弱区域。例：2812工作面跨采221材料回风上山的经验1、跨采条件1. 1 工作面概况2812工作面位于一水平二采区第一区段，属最底层可采煤层，上覆2212工作面（已回采）及2312-2工作面（已回采）、2312-1工作面已布置完毕，即将回采。工作面以北为南北矿边界隔离煤柱，以东为2811工作面采止保安煤柱，以南为2824工作面（正在布置），以西为一、二采区隔离煤柱。工作面平均走向长度452m、倾斜长度113m、工作面煤层倾角8、面积（斜面积）51578。工作面范围内煤厚3.0m3.9m；平均3.5m。伪顶为0.100.30m灰色薄层状粉砂质泥岩；直接顶为2.0m2.6m灰色泥质粉砂岩，含一层0.2m厚的煤线；老顶为14.516m左右灰色薄至中厚层状粉砂岩，含较多黄铁矿结核，层理明显。直接底为2.002.50m浅灰黄色粘土岩、夹少量粉砂质泥岩；老底为1.002.80浅灰色细砂岩。1. 2 老巷概况采区设计时221材料回风上山老巷布置在该工作面回采区域内,自+600m总风底版道穿至工作面上方2#煤层内,现工作面推采时,需要推采过此斜巷。该巷采用锚喷支护（局部架设有螺纹钢格栅支架）,半圆拱型,宽2.9m ,高2.95m ,斜长共计47m。1. 3 问题的提出由于221材料回风上山老巷布置在该工作面回采区域内,采用常规推采方法将会对开采过程中的安全构成威胁,若丢弃剩余煤炭不回采,又会丢弃掉部分煤炭,造成浪费,并且会增加煤柱压桩范围，加大下覆区域系统巷道的维修难度。因此有必要针对现场实际采取特殊措施,使该工作面安全推过此穿层斜交转载斜巷。2、跨采方案设计2. 1 跨采设计技术分析根据该巷与工作面相对位置关系及巷道围岩运动变化发展过程,巷道破坏需经历以下5 个阶段:(1) 斜巷工作面底板段轻微影响阶段;(2) 斜巷工作面底板段显著影响阶段;(3) 斜巷工作面与巷道相交阶段;(4) 斜巷工作面顶板显著影响阶段;(5) 斜巷工作面顶板轻微影响阶段。支护设计的重点在于确定顶板及底板显著变化的临界距离提出支护措施,根据工作面支承压力分布特征、底板矿山压力分布特征、老巷围岩状态等提出合理跨采方案。在一个周期来压过程中,顶板支承压力的分布和显现,包含以下两个过程: (1) 岩梁运动相对稳定的发展过程。在此过程中支承压力大小和分布的变化都是渐进的、均衡的,在巷道和工作面附近支承压力显现的变化是平缓的均匀的(2) 岩梁运动显著变化的发展过程,在这个过程中,从岩梁断裂前夕开始,至老顶运动结束,随岩梁的运动状态的明显改变,支承压力分布和显现急剧变化,支承压力的分布主要包括:岩梁断裂时,在断裂部位应力集中;断裂结束后,断裂线附近的力下降和迅速向两侧转移,支承压力分布明显的分为内外应力场;随工作面推进和岩梁回转运动加速内应力场的高峰向煤壁方向转移,直至岩梁触矸,压力降到最小,外应力场重新向前方扩展。工作面采时底板应力分布和巷道围岩应力是遵循一定规律变化的。工作面跨采时,底顶岩层中最大主应力及其与煤层法线夹角的变化情况表明:围岩主应力方向随工作面逼进逐渐回转,工作面前方5m以外值较小,巷道两帮及拱部变化较小,不对称分布,但工作面煤壁下方4m ,值达到2050时,巷道反推进方向侧的帮及拱部出现了上述破坏现象。巷道距离煤层的法向距离越小,值变化越大,这种破坏特征越明显。因此,对上述容易破坏的部位,应加强支护,且应提前加固。为进一步明确加固范围,需要找出在采动影响下,采煤引起的底板破坏深度。根据矿压理论,工作面底板支承力划分为3 个区。即区主动应力区(即高应力压缩区) , 区为过渡区, 区为被动应力区(拉断鼓胀区) 。根据经验公式有:D = rCOSr = retan式中: D 底板破坏深度;r 破坏区域半径; 底板岩石内摩擦角;应力移动扩展角。根据上述公式,计算出处于工作面底板下方3. 5m 范围段巷道围岩发生明显的变形,周边出现塑性破坏区,围岩塑性区随应力的增加而扩展,从而引起明显的矿压显现因此需要对该范围的围岩进行重点加固。2. 2 工作面跨采斜巷技术措施(1) 采前充填加固:老巷穿层布置,与工作面煤岩层呈立体交叉关系,开门点位于煤层底板内,逐渐向北为穿层布置,过渡到煤层顶板内。为减缓应力集中的影响,需要对巷道围岩进行早期加固。巷道A 区采用木垛及浮矸充填的矸石带进行加固,充填范围为自巷道与煤层交叉处0. 5m岩柱至巷道拱顶距离煤层底板岩柱3. 5m处,岩柱大于3m以外的部分,不用加固,对于。巷道顶板距离煤层底板小于0. 5m范围,未采取充填措施,工作面推至巷道时,机道内的煤矸形成自然充填物,达到充填的目的。D 区巷道采用木垛及浮矸充填的矸石带进行加固,充填范围为自巷道底与煤层顶板1. 5m至巷道距离煤层底板岩柱大于3. 5m 处,充填长度为6m ,对岩柱大于3. 5m 以外的部分,无需加固。对于小于1. 5m 范围地段,进行打锚网加固,防止巷道受采动影响,产生严重的冒顶、片帮现象。(2) 推透时, 造假底。自斜巷处于底板岩柱5m 范围开始,进行铺底加固,在支架底座下沿倾斜方向铺设3.2m工字钢(布置一对工字钢，间距0.5m/对) ,以加大支柱的受力面积,直至硬底破坏为止,铺底以斜巷对工作面的铅垂投影中心线为基准,并挂标识牌,在其上下4m 范围进行加固,随工作面推采逐渐下移。工作面底板揭露斜巷后,底板空硐用松动的煤矸及时充填,临透前,少装药,用机组割煤,减轻对底板的破坏;严格执行敲帮问顶制度,摘除危岩悬矸,在斜巷内按间距3m支设木垛。木垛设挡矸墙,防止掉落的矸石滚动伤人,严禁无关人员进入该区域。造假顶。当巷道进入顶板时,及时在柱空中用型钢维护,间距1. 5m ,在其上穿摞方木造假顶,单体支柱配工字钢梁,直至顶板静岩柱4m为止。(3) 严格落实预透七防制度。贯通老巷前,技术人员认真编制安全技术措施,防治有害气体超限、通风系统紊乱、放炮着火、崩坏设备、贯通伤人及冒顶等事故。(4) 老巷预透工作面底板位置精确预计。由于该巷道为穿层布置,工作面推采时,巷道布置在底板下方,因此必须精确标识出老巷在工作面的位置,为此根据工作面平面图,计算出工作面相应的中心位置,用红漆画线。3、跨采结果通过对老巷与工作面的系统分