十一矿综放采煤存在问题及措施

十一矿综放采煤存在的问题及措施十一矿综放采煤存在的问题及措施技术中心 周国友十一矿 杨鸿彬内容提要内容提要 根据十一矿的地质条件及在首采综放工作面的实践，分析了综放开采所必须解决的几个问题及其控制措施。关键词关键词 综放采煤 端面漏顶 涌水追尾 遗煤自燃1 矿井概况矿井概况十一矿于 1979 年 1 月简易投产，原设计生产能力 60 万 t，井田东西走向长 6.6km，南北倾斜长 3.9 km，可采储量 1.6 亿t。1995 年 6 月二水平开始改扩建，改扩建后矿井生产能力 120万 t/a。矿井回采方式原设计全部为炮采，人多、面广、摊子大，矿井整体经济效益长期低位运行。为适应市场经济的需要，走高产高效强力开发之路，以提高矿井经济效益，经论证在二水平己二采区实施综采放顶煤开采。2 工作面基本条件工作面基本条件2.1 地质条件该工作面位于二水平己二下山采区下延运输机巷西侧，东为采区下山保护煤柱，西为香山煤矿（未采动） ，南北分别为未开采的己16-1722060 和己16-1722120 工作面，煤层厚度4.16.1m，平均 5.5m，煤层倾角 1625°，平均 17°。煤层比较稳定，结构简单，煤层普氏硬度系数 f6，煤层具有自燃倾向，自然发火期 12 个月。工作面走向长度平均 1060m，倾斜长度 125m，可采储量 769560t。煤层伪顶、直接顶为泥岩及沙质泥岩互层，厚度为 2m，级别级，直接底为灰色泥岩，含有根茎化石，厚度为 6.5m，老底为 L1灰岩，厚度为 1m。2.2 巷道布置及支护型式工作面两巷沿煤层走向平行布置，两巷、切眼及外联络巷道均沿煤层顶板施工。巷道支护分别为：风巷梯形工字钢支护，机巷里段为梯形工字钢支护，外段锚杆锚网支护，切眼为锚杆加锚索联合支护。3 综放生产中存在的几个问题及控制措施综放生产中存在的几个问题及控制措施综放工作面安装完毕投产后遇到了许多困难，严重制约综放生产的正常进行，主要表现在：一是端面顶煤离层漏顶，使支架顶梁不能接触顶板，导致支架歪倒，危及安全；二是工作面涌水追尾，导致工作面生产不能正常进行；三是生产过程中煤尘大；四是多种因素导致采空区遗煤，容易形成自然发火事故。3.1 工作面支架歪倒、端面漏顶的原因分析及措施（1）原因分析：通过现场实际观察发现，工作面支架在前移过程中都有一个共同特征，即支架移架漏煤和放煤的时序及放煤量与顶煤离层，继而端面漏顶存在因果关系，经过进一步分析认为，是由于移架和放煤量及放煤时序的因素导致工作面支架上部隐形空顶，使得煤壁承受较高支承压力导致煤壁离层片帮进而形成漏顶。（2）控制措施：一是提高金属网的辅网质量，努力减少移架过程中漏煤；二是带压移架，即前移支架时尽量少卸载；三是设专人按“二割一放”进行操作，即割二刀煤放一次顶煤，放顶煤时，以前梁上部的顶煤不漏为标准。措施实施后基本杜绝了离层片帮现象。3.2 综放面涌水追尾分析与治理该工作面直接底为灰色泥岩，直接底下部为 L1灰岩富水区，在工作面开始掘进时，预计出水量为 60m3/min，设计为在机巷每隔 100m 设一水管进行排水，但在回采过程中涌水量明显增大，达到 120m3/min，且追尾现象严重。决定在机巷下帮增设工作面环形水仓，并在环形水仓内布置泄水孔。增设工作面环形水仓和打泄水钻孔后，其治水效果不明显，不能从根本上杜绝工作面涌水追尾，进一步观察和分析，认为该工作面底板水赋存状态较为特别，呈与工作面推进方向一致的条带状，并且含水层处岩性松软，泄水孔塌孔、堵塞，所以泄水效果差，遂决定在工作面底板布置导水泄水巷，并与环形水仓连通，见下图。工作面底板导水泄水巷与工作面环形水仓相配合治水方案实施后，成功地治服了工作面涌水追尾，从根本上杜绝了工作面的水害问题。3.3 回采工作面煤尘超标原因的分析和治理工作面采煤机配有内喷雾降尘装置，液压支架放煤口设有喷雾降尘装置。但在生产过程中，煤尘仍严重超标，经过现场进一步观察分析，认为煤尘的产生主要是在移架、割煤和放煤工序，其产尘量大小依次为移架、割煤、放煤。生产中虽然严格按章操作，但煤尘仍超标，为此在分析实际观测的基础上进行以下改进：一是及时调整支架对顶煤封闭性的改善，使架间漏煤现象得到有效控制，大大减少产尘量；二是实施煤体浅孔注水，即在检修班沿工作面倾斜布置注水孔注水。注水孔孔深 3.5m，孔径 34mm，使用橡胶封孔器，承压封孔注水采用的供水压为 3MPa。煤体注水后，尽管煤尘发生量有一定的降低，但仍不能降到理想程度，并且注水效果受人为的影响因素较多，有待提高。3.4 采空区遗煤及自然发火的分析和治理在综放生产的整个过程中，由于初采、初放、回收搬家过地质构造带，漏顶事故处理，防治水、放煤顺序、职工操作水平等多种因素的影响，使综放回采采空区遗煤无法杜绝。所以，在综放投产的初期，经论证及时引进国际国内处于领先地位的制氮阻燃技术及装备。注氮方式为“埋管式注氮” ，按工作面 U 型通风方式，将注氮管铺设在进风机巷，沿底板铺设，特别是埋入段要注意埋设质量，氮气释放口高于底板一定高度，并弯向采空区与工作面平行，同时避免释放口被煤岩物堵口。实践证明，引进和使用该技术有效的防治了采空区遗煤自然发火，特别是在综放工作面因采面出水，推进异常缓慢的条件下避免了采空区遗煤自燃现象，为综放工作面的安全提供了可靠的保证。建立高产高效矿井是煤矿生存和发展的必由之路，而实现高产高效就必须改变传统的采掘方式和工艺，引进和使用该技术有效的防治了采空区遗煤自然发火，为综放工作面的安全生产提供了可靠的保证。随着炮采、炮掘向综采、综掘的顺利过度，十一矿实施的综采、综掘的优势将逐渐凸现出来。