高瓦斯矿井坚硬顶板控制及瓦期防治措施

高瓦斯矿井坚硬顶板控制及瓦期防高瓦斯矿井坚硬顶板控制及瓦期防 治措施治措施 双鸭山矿业集团有限公司东保卫矿是高瓦斯矿井 该矿一采区 左部 41 层顶板坚硬 周期来压明显 采面初次放顶及周期来压 期间顶板管理相当困难 伴有采空区大量的瓦斯涌出 增加了 采面安全管理的难度 针对这种情况 我们进行了专项研究 摸索出一套行之有效的办法 保证了采面的安全生产 1 采区概况 东保卫矿一采区位于井田东翼 以 200m 水平为界上下山布置 上至煤层露头 下至 370m 水平 东西走向长度 1200m 共有 36 41 两个主采煤层 煤层厚度 1 7 1 9m 煤层倾角 7 31 平均 20 煤层发育稳定 地质构造中度复杂 顶板均为灰色细 砂岩 底板均为灰色中砂岩 一采区左部瓦斯含量较高 绝对瓦斯涌出量为 4 8m3 min 工 作面瓦斯量的大小与采空区活动有关 41 层直接顶为 iii 类稳定 顶板 老顶为 iii 级顶板 老顶来压强烈 周期来压严重 老顶 初次来压及周期来压期间采空区瓦斯大量涌出 初次放顶时最 高瓦斯涌出浓度达 10 周期来压时最高瓦斯涌出浓度达 9 2 初次来压及周期来压期间瓦斯涌出机理及规律 在老顶岩层尚未断裂时 整个已采区由四周的煤柱支撑 顶板 下沉量不大 随着工作而向前推进 顶板悬露面积逐渐加大 顶板压力增加 四周煤体逐渐被压酥 压裂 煤体里释放出大 量的瓦斯 由于风流是沿工作面弧形流动的 靠工作面一侧风 流速度大 到工作面四 五排支柱时风流速度逐渐减小 到采 空区时风流速度极小 采空区内无风或微风 冲淡不了瓦斯 采空区上部和里部就成为瓦斯聚集的仓库 老顶的压力通过直接顶作用于支架上 支架的支撑力通过直接 顶对老顶进行控制 当老顶将要断裂 垮落前 采空区上方老 顶弯曲下沉 煤壁内的支承压力达到最大 此强大的支承压力 使直接顶及煤壁被剪切破坏 老顶悬露面积达到极限时 老顶 断裂 垮落 垮落的直接顶及老顶挤占了采空区内瓦斯的存在 空间 大量的瓦斯被挤出采空区 进入上隅角 导致初次来压 期间采空区瓦斯大量涌出 随工作面继续推进 老顶初次断裂后裂隙带岩石应力按照 稳定 失稳 再稳定 的变化规律 形成了周期来压 周期来压 时 垮落的岩块同样挤占瓦斯的存在空间 使采空区瓦斯周期 性地大量涌出 3 初次放顶及周期来压的对策 一采区 41 层 270m 左面第一次放顶 经历了 1 个月的时间 工作面上头推进 71m 下头推进 65m 放顶面积较大 初次放 顶十分困难 该面周期来压步距 17 25m 周期来压时局部顶 板沿煤壁切断 对工作面支护的破坏十分严重 针对这种情况 我们采取了如下措施 1 合理设计采场支护 使采场支护具有足够的初撑力 工作 阻力和可缩量 工作面选用单体液压支柱 4 5 排管理控制顶板 并保证有 5 的备用支柱 初次放顶及周期来压期间 在软帮第 一排上打设一排戗柱加强支护 防止推掌子 上下端头使用 4 对八根长钢梁支护 交替迈步前移 2 根据采面现场实际 决定放顶形式 一采区 41 层 270m 左面伪斜布置 初次放顶时采取调采方式 上端头调采 使上 半部顶板先冒下来 依次逐段放顶 调采方法为扇形调采 即 工作面溜子头不动 调溜子尾 调采时采用 3 短 1 长或 4 短 1 长的进刀方式 工作面每次推进一个整循环都要把煤壁采直 防止工作面煤壁出现 大肚子 弯 调采的同时打设信号顶子 用来观察顶板压力情况 信号顶子用直径 16cm 的圆木制作 中部砍 5cm 深的缺口 工作面推进 6m 后开始打设信号顶子 柱距 30m 每隔 7 个循环打设一次 信号顶子不回撤 调采时 必须注意 工作面调正后立即停止调采恢复正常推进 工作面 不能调成里伪 防止上部顶板垮落到下部支柱上造成推垮型冒 顶事故 结果工作面上部推进 74m 后上部顶板沿走向先冒落 40m 顶板压力得到有效释放 实现了预期的放顶效果 3 加强现场管理 确保工程质量 矿成立初次放顶及周期来 压领导小组 由生产矿长担任组长 总工程师担任副组长 生 产科长 采煤工程师 采煤区区长 生产副区长 采煤区技术 员 采煤段长 副段长任主要成员 负责跟班检查采面工程质 量 出现质量问题及时监督整改 发现漏液 卸液单体支柱及 时组织升井维修并及时补充不足部分 观察信号顶子及硬帮煤 壁出现的来压预兆 提出初次来压及周期来压预报 并根据现 场实际情况补充制定针对性安全技术措施 遇到险情及时组织 作业人员撤出 确保初次放顶及周期来压期间安全生产 4 加强回柱放顶管理 防止回柱伤人事故 初次放顶及周期 来压期间回柱十分困难 回柱放顶时始终坚持两人一组作业 实现两人联保 一人回撤 一人观察顶板 严禁单人冒险作业 回柱时 作业人员必须站在被撤支柱的斜上方 在一 二排支 住间进行回撤 回撤的泄液钩绳长度不少于 3m 回柱人员必须 站在支架完整处 避免崩绳 崩柱 甩钩 断绳等事故发生 分段回柱时 必须坚持由下向上的原则 防止冒落矸石下滚伤 人 回撤分段交界处最后几根支柱及处理埋压支柱时 必须打 好护身支住 坚持先打后撤的原则 4 顶板来压期间采空区瓦斯的防治措施 1 加强通风系统管理 防止风流短路 采区车场风门实现联 锁 通车时一道风门打开 另一道风门关闭 保证通车时的采 面正常通风 2 增加工作面新风量 防止瓦斯积聚 将工作面风量加大到 410m3 min 并在上巷设风机吹上隅角 加大风量冲淡并及时 带走瓦斯 3 加强采区瓦斯监测 防止瓦斯超限 工作面设专职瓦检员 班班看守 跟机检查槽口及上隅角瓦斯情况 发现一次瓦斯超 限奖励 30 元 通风科 安监科设专人抽查瓦检员上岗情况 防 止瓦检员漏检与假检 值班段长 瓦检员 入井干部都携带便 携式瓦斯检测仪 上隅角悬挂一台便携式瓦检仪 回风道设瓦 斯断电仪 作业人员配备报警矿灯 瓦斯超限及时组织作业人 员撤出工作面 4 加强机电设备管理 防止电器失爆 机电科设专职防爆员 检查机电设备防爆情况 发现失爆设备及时维修 更换 采区 供电实现 三专两闭锁 即双电源供电 专用变压器 专用供电 线路 专用开关 风电 瓦斯电联锁 5 加强放炮管理 防止放炮事故 放炮必须使用水炮泥 炮 泥和乳化炸药 严格执行 三人放炮制 和 一炮三检制 6 加强入井检查 严禁携带烟火 入井人员必须带自救器 无自救器禁止入井 对入井人员一律检查 发现携带烟火者 罚款一万元 经过长期的探索 东