石炭二叠纪山4#煤层过特殊地质构造带综采开采工艺

石炭二叠纪山石炭二叠纪山 4 煤层过特殊地质构造带综采开采工艺煤层过特殊地质构造带综采开采工艺 一 立项原因一 立项原因 1 工作面概况 一盘区山 4 8101 工作面长 228m 可采走向长度 1788m 可采储 量 149 2 万吨 煤层厚度 0 87 3 37m 平均 2 64m 复杂结构煤层 含 1 4 层夹矸 夹矸厚度 0 1m 平均 0 57m 2 围岩特征 伪 顶 北部 0 15m 砂质泥岩 中部 0 2m 炭质泥岩 直接顶 厚度 0 71 10 6m 平均 3 94m 岩性为灰褐色高岭 质泥岩 灰色粉砂岩 灰白色细砂岩 老 顶 厚度 2 7 7 95m 平均 4 42m 岩性为灰白色粗砂 岩 直接底 厚度 0 8 1 25m 岩性为灰褐色高岭质泥岩 3 掘巷过程中 煌斑岩揭露情况 在掘巷过程中 头 尾巷均揭露煌斑岩侵入 2101 巷侵入范围 从 570m 670m 采位 5101 巷侵入范围从 567m 736m 采位 其中 1 采位 567m 640m 73m 范围内为一层煌斑岩侵入 2 采位 640m 693m 53m 范围内为两层煌斑岩侵入 3 采位 693m 736m 43m 范围内为一层煌斑岩侵入 一盘区山 4 8101 工作面由于受煌斑岩侵入影响 侵入区域内煤 体侵蚀 煤质变为硅化煤硬度极高 煌斑岩硬度 f 10 3 4 回采过程中 煌斑岩侵入情况 工作面推进位置 头 510m 采位 尾 523m 采位 时 在工作面 30 及 90 支架底板处已揭露煌斑岩 由于煌斑岩质地致密 坚硬 硬度 f 10 3 机组截割困难 当时以煌斑岩作底板 截割顶板 岩石 保证采高不得高于 2 5m 进行回采割煤 当工作面推进至头 570m 尾 567m 已进入头尾巷道所揭露煌斑岩侵入区域 二 研究内容二 研究内容 实际回采过程中从 2011 年 12 月 10 日开始 当工作面推进至头 510m 尾 523m 处 切巷 30 架 90 架揭露煌斑岩 与 2012 年 3 月 23 日 工作面推进至尾 736m 顺利通过煌斑岩侵入区域 侵入范围 510 736m 侵入长度 226m 采出煤量 22 6 万吨 由于煌斑岩质地 致密 坚硬 硬度 f 10 3 机组截割困难 在实际回采过程中 通过采用以下几方面措施顺利通过煌斑岩侵入区域 一 人力资源管理一 人力资源管理 为了确保顺利通过煌斑岩侵入区域 公司党政高度重视 曾多 次召开专题会议 制定多项方案 采取多项措施 力争以最小的人 力 物力投入 换取最大化的经济效益 实现 精采细采 提高不 可再生资源回收率 为了保证 8101 工作面顺利通过煌斑岩侵入区域 特成立以董事 长为首的过煌斑岩开采技术攻关领导组 并制定了具体领导组人员 职责 过煌斑岩开采期间 领导组人员采用 三 八 制盯班上岗 组织 协调好综采及普掘队组生产关系 保证施工人员 支架及机 电设备安全 并统一协调 疏导各生产环节关系 集中人力 物力 设备投入优势 全力保证顺利通过煌斑岩侵入区域 制定过煌斑岩 期间机电设备维护 顶板管理 通风等安全技术措施 二 过煌斑岩开采技术管理二 过煌斑岩开采技术管理 1 浅孔预爆破 开采技术 1 钻机的选择 根据煌斑岩的岩性和打孔的深度及现有钻机选用 7655 凿岩机能 满足需要 2 爆破器材的选择 塔山矿属于高瓦斯矿井 根据 煤矿安全规程 规定 预爆破 可采用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药 导爆索使用煤矿许用 导爆索 雷管使用煤矿许用电雷管 瞬发电雷管 放炮使用放炮器 3 预爆破参数的确定 预爆破位置的确定 从 5101 回风巷 567m 处开始到 736m 处 沿 走向长度 169m 预爆破炮孔与巷道位置和各炮孔位置 当煌斑岩位于底部 厚度为 500 800mm 施工一排孔 孔间距 1000mm 煌斑岩厚度为 800 1500mm 时 施 工两排孔 孔间距 600mm 炮孔角度 水平角度 与工作面煤壁夹角 孔与工作面煤壁夹 角为 90 考虑打孔和孔里不能有水 仰角选择 0 1 0 3 度 孔深 由于煌斑岩侵入区域为不规则形 孔深不能太深 一般 选择在孔深 1 2m 为适中 装药和封孔 装药采用人工装药 通过水炮泥及炮土进行封孔 4 浅孔预爆破 效果评价 通过采用 浅孔预爆破 技术 对煌斑岩进行松动爆破 爆破 后效果 通过爆破使煌斑岩暴露自由面增大 煌斑岩产生不规则裂 隙 降低机组对煌斑岩截割强度 2 减小机组截深及牵引速度 降低采高 减少岩石截割厚度 3 进入煌斑岩侵入区域前 更换高强度截齿 增大滚筒对煌斑 岩截割强度 4 在煌斑岩侵入区域回采过程中 每隔两小时检查一次滚筒截 齿损坏程度 当截齿合金钢磨碎严重时 及时更换新截齿 保证机 组滚筒对煌斑岩的有效截割 5 针对煌斑岩侵入区域不同的特征 采用不同的方法进行回采 挑顶或刹底 煌斑岩侵入区域对回采影响较大主要分为三个阶段 木楔雷管 第一阶段 当工作面回采至采位 567m 640m 时 73m 范围内为 一层煌斑岩侵入 主要侵入在工作面底部 采用挑顶及 浅孔预爆 破 技术松动煌斑岩硬性截割的方法进行回采 其中 工作面挑顶 高度 500mm 预爆破松动煌斑岩厚度 500mm 第二阶段 当工作面回采至采位 640m 693m 时 53m 范围内为 两层煌斑岩侵入 主要侵入在工作面中部和底部 回采过程中 以 中部煌斑岩作为顶板 采用刹底及 浅孔预爆破 技术松动底部煌 斑岩的方法进行回采 其中 刹底厚度 600mm 预爆破松动煌斑岩 厚度 700 900mm 第三阶段 当工作面回采至采位 693m 736m 时 43m 范围内为 一层煌斑岩侵入 主要侵入在工作面底部 回采过程中 采用挑顶 及 浅孔预爆破 技术松动底部煌斑岩的方法进行回采 其中 挑 顶高度 300mm 预爆破松动煌斑岩厚度 500mm 三 过煌斑岩开采技术方案比较过煌斑岩开采技术方案比较 1 浅孔预爆破 技术 硬性通过煌斑岩侵入区域 综上所述 采用 浅孔预爆破 技术结合挑顶或刹底硬性截割 煌斑岩的采煤方法 8101 工作面多采出煤量 22 6 万吨 提高可布 面回采率 实现资源回收最大化 2 8101 工作面搬家 重新开切眼 当工作面遇煌斑岩侵入区域时 重新开切眼 将投入大量的人 力 物力 工作面安全隐患也相应增大 切巷长 228m 机掘队组日 进 10m 需施工 45 天 开尾壁龛断面 18 1 5 3 1m 还需施工组 合锚索 机组起重锚索 滚筒窝等零星工程 需 5 天 开切眼合计 共需 50 天 8101 工作面搬家时间 30 天 人员投入约 100 人 班 新切眼为 了保证安全运输液压支架 需对工作面底板进行硬化 新切眼底板 硬化规格 228 8 0 2m 重新开切眼及工作面搬家材料消耗表重新开切眼及工作面搬家材料消耗表 序号序号材料名称材料名称材料型号材料型号单位单位数量数量 1 左旋无纵筋螺纹钢锚杆 22 2 5m 套 4320 2 护帮锚杆 18 1 8m 套 1527 3 锚索 17 8 5 3m 套 1360 4 组合锚索 17 8 5 3m 10 3m 套 240 5 单体液压支柱DW40 150 100X根 660 6 金属网 m27370 7 玻璃锚杆 18 1 8m 套 1530 8 4 0m 长 W 型钢带 4000 150 3 根 510 9 4 8m 长 W 型钢带 4800 150 3 根 240 10 3 5m 长工字钢梁11 工字钢根 120 11 2 8m 木柱 20 根 532 12 方木 1200 200 200 根 1824 通过上述两个方案比较 随采用 浅孔预爆破 技术 硬性通 过煌斑岩侵入区域回采周期长 材料 配件消耗量大 但工作面出 煤量增加 人力 物力等综合投入量相应降低 而选择工作面搬家 重新开切眼 既需要投入大量的人力 物力 又增加矿井安全生产 隐患 雁崖扩区将近两个半月无回采产量 三 技术创新点三 技术创新点 1 8101 工作面过煌斑岩侵入区域时 针对煌斑岩硬度大 致 密等特点 采用 浅孔松动爆破 的方法 将煌斑岩提前进行预爆 破 松动爆破 爆破后效果 通过爆破使煌斑岩暴露自由面增大 煌斑岩产生不规则裂隙 降低机组对煌斑岩截割强度 2 在煌斑岩侵入区域回采过程中 每隔两小时检查一次滚筒截 齿损坏程度 当截齿合金钢磨碎严重时 及时更换新截齿 保证机 组滚筒对煌斑岩的有效截割 3 针对煌斑岩侵入区域不同的特征 采用不同的方法进行回采 挑顶或刹底 4 针对爆破产生的有毒有害气体及稀释瓦斯 工作面过煌斑岩 期间 调整工作面风量 工作面风量由 2500m min 增加到 3500m min 每班配专职安瓦检工及救护队员盯班上岗 四 社会经济效益四 社会经济效益 8101 工作面顺利通过煌斑岩侵入区域 多采原煤 22 6 万吨 增 创经济效益 1 24 亿元 提