深部承压水体上煤层综合机械化开采技术实践

1、 深部承压水体上煤层综合机械化开采技术实践 潘西煤矿主采煤层为19层煤，该煤层在开采中长期受底板高承压水威逼，曾多次发生工作面底板突水事故，潘西煤矿在4196面奥灰富水性强、水压大的后四采区通过采纳ZY2800/14/32型综采支架和实行多种疏排水措施克服奥灰水突水的严峻威逼，实现了4196面的平安开采。 1 工作面概况4196西面为-740m水平后四采区第六亚阶段，其上部为4195西面采空区，其下部为未采区。工作面走向长度839m，倾斜长度142m，煤层倾角25，煤厚2.55m。直接顶为灰色粉砂岩，钙泥质胶结，层理节理发育，性脆易碎易冒落；直接底板为砂质粘土岩，灰色到褐色，遇水膨胀，厚3.6

2、m。上顺槽为轨道顺槽，下顺槽为运输顺槽，皆沿19层煤布置，运输顺槽下部设有工作面疏水巷，专为工作面排水用，疏水巷沿19层煤布置，梯形断面，运输顺槽与疏水巷有8条联络巷连接，作疏水备用，本工作面采纳走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板，综合机械化采煤。MG150/375W型采煤机落煤、装煤，SGD630/264W型刮板输送机运煤，ZY2800/14/32掩护式支架支护顶板。采高2.55m,循环进度为0.6m。2 工作面水文地质状况2.1工作面突水状况分析工作面主要的充水含水层为底板的五、六灰和奥灰，距19层煤间距分别为18.7、33、60m，五、六灰为直接充水水源、间接充水水源为奥灰，因采区

3、位于矿井深部，五、六灰及奥灰赋水性变得非常不匀称，五、六灰主要以构造裂隙赋水，奥灰主要以古岩溶裂隙赋水，在破坏较强的构造带四周，存在上下相互连通的垂直裂隙通道，使奥灰各主要含水岩段相互连通，通过这些裂隙，奥灰水又补给了五、六灰。目前，后四采区已回采了8个工作面，除4194东面外，其它工作面均发生了突水，突水量在180一900m3/h，突水初期水量一般较大，水位下降明显，最大水量持续时间短，从整个矿井突水水量及水位变化状况分析，井田内奥灰水应属半封闭型的有限补给边界条件，动水补给量小，因此进入后四采区的动水补给也不充分，但由于汇水面积大，奥灰水静储量大，造成最大突水量远大于正常涌水量，4196西

4、主巷观测孔奥灰水压为5.2MPa，大于临界突水水压4.2MPa，因此该面具有突水危急。依据物探资料分析，该面存在3个富水特别区，易发生奥灰突水，这对矿井正常生产影响很大。2.2涌水量估计4196工作面和4195工作面是邻近工作面，水文地质条件在正常状况下具有相像性，按如下阅历类比公式计算： 3 工作面顶底板压力分布与突水的关系（图I)通过图1可以看出，工作面推动过程中超前压力集中在煤壁四周，工作面切顶排四周又呈现卸压区，底板在超前集中压力的作用下受到破坏，卸压区在水压的作用下底板鼓起，高压底板水在水力通道畅通的状况下，发生工作面突水，这也是工作面突水经常发生在切顶排四周的缘由。4196面于20

5、21年11月23日工作面突水，突水前1h在突水点上下的支架阻力增阻较快（见图2），较正常偏大10.5%，说明工作面推动速度较快时，突水具有突发性，表现在支架阻力上，突水征兆不明显。但支架增阻较快时，预示工作面有周期来压或其它（如：突水）状况。工作面突水后，工作面推动3刀后，支架压力降到正常压力值（30MPa以下）。 4 实行的主要措施及效果（1）加大探放水力度。依据物探资料圈定的低阻特别区，在4196面西主巷施工了5个钻机窝，钻孔放水量240m3/h，水压已由初始的6.2MPa下降到5.2MPa。（2）严格掌握工作面采高，严禁割煤时破坏底板。（3）加强工作面支护质量管理。确保支架初撑力达到24

6、MPa，确保底板受力匀称，减小支架压力对底板的破坏。（4）工作面实行伪倾斜开采，工作面下部超前上部10m,使工作面涌水顺当进人采空区。（5）工作面突水后，在工作面敷设直径250mm的疏水管，并设置挡水墙，把水引向放水巷，以减轻水流对工作面底板的冲刷。（6）地质人员加强4196面主巷钻孔水的观测，出水量假如突然增大准时汇报调度室，并找出缘由。（7）矿压科人员分三班上岗，巡查工作面支架阻力变化状况，当工作面周期来压前或支架阻力突然增大时准时通知工区实行防范措施。（8）派专人随时清挖4196面主巷、后四沉淀池、后四石门水沟，防止煤炭冲人水仓，减小水仓容量。5 结束语该综采面从2021年10月15日初采到2021年5月7日结束，共发生底板突水2次，由于各项措施的准时到位，没有造成工作面停采和搬家，最高月产达到了11万t，平均单产