特厚煤層綜放工作面沖擊地壓防治技術(shù)

特厚煤層綜放工作面沖擊地壓防治技術(shù)

同煤集團(tuán)的大部分礦山都是堅(jiān)硬的屋頂和堅(jiān)硬的煤礦。近年來，隨著采礦深度的擴(kuò)大，地質(zhì)條件日益復(fù)雜，地壓影響頻繁，已成為制約安全生產(chǎn)的主要問題。云岡礦12#層8824工作面，就是典型的兩硬條件下開采的受沖擊地壓威脅的工作面。自2005年3月份生產(chǎn)推進(jìn)400m后，壓力顯現(xiàn)明顯，工作面頭部煤壁片幫多，頂板下沉量大，并伴有煤炮聲；2824皮帶順槽巷超前50m左右原支護(hù)經(jīng)常有折梁斷柱現(xiàn)象，局部區(qū)域出現(xiàn)底臌，軌道變形，皮帶架傾斜，尤其靠8826采空側(cè)煤壁炸幫嚴(yán)重，并隨著工作面的推進(jìn)壓力顯現(xiàn)相應(yīng)前移。嚴(yán)重時(shí)，電氣串車被推翻，底板突然臌起50cm～60cm，單體液壓支柱壓彎或爆裂，影響正常生產(chǎn)，也給安全帶來嚴(yán)重威脅。1工作區(qū)和地質(zhì)勘察1.1細(xì)及中砂巖巖石本工作面煤層整體呈西高東低的單斜構(gòu)造，煤層厚度較為穩(wěn)定，頭部煤層傾角較大，達(dá)6°，一般為3°～5°；厚度5.5m～6.9m，平均6.2m。直接頂：為灰白色細(xì)及中砂巖，礦物成分以長石、石英為主，具水平層理，含云母等暗色礦物，厚度26m～42m。直接底：粉及細(xì)砂巖，厚度為0.3m～3.0m。淺灰色，含暗色礦物。開采深度300m。1.2頂板放頂煤開采云岡礦12#層8824工作面，走向長度1630m，工作面長155m，端頭支架型號(hào)ZFSD—3500—22/35，過渡架型號(hào)ZFSG—6800—22/33，工作面支架型號(hào)ZFS—7500，采煤機(jī)型號(hào)MGTY—700，運(yùn)輸機(jī)型號(hào)SGZ764/400。采用單一長臂后退式低位放頂煤開采，全部垮落法管理頂板。采高3m，放頂煤3.9m。2四個(gè)相鄰關(guān)系、道路結(jié)構(gòu)和相鄰道路上碳立柱的尺寸2.1工作面采空區(qū)該工作面上覆3#層408盤區(qū)8824工作面及小煤窯采空區(qū)，南鄰12#層8826面采空區(qū)，北鄰12#層8822面（未采），東接盤區(qū)軌道巷，西為礦界煤柱。2.2沿頂板增植放炮孔布置該工作面共施工5條巷道，沿底板布置2條順槽巷，其中2824進(jìn)風(fēng)巷為機(jī)軌合一巷，規(guī)格為掘?qū)?.6m，掘高3.0m，凈高2.6m，見底留頂掘進(jìn)；5824巷為回風(fēng)運(yùn)料巷，規(guī)格為掘?qū)?.5m，掘高3.3m，凈高2.85m。沿頂板布置1條排瓦斯巷和2條工藝巷，排瓦斯巷與5824順槽巷內(nèi)錯(cuò)7m，掘?qū)?.0m，掘高2.3m，凈高2.15m，工藝巷寬3m，高2.3m，間距70m。其中工藝巷作為煤體爆破松動(dòng)兼進(jìn)風(fēng)巷。炮孔的布置原則為：在兩工藝巷分別垂直于巷道兩幫按三花形式布孔。上孔與上孔、下孔與下孔水平間距為2m，上孔與下孔水平間距為1m，上孔距巷道頂板為1.1m，下孔距巷道底板為0.4m，兩孔垂直間距為0.8m，孔深24m～27m。超前工作面煤壁20m預(yù)爆破，對(duì)頂煤起預(yù)裂和破碎的作用，開采時(shí)，再利用采動(dòng)引起的超前支撐壓力，二次破碎頂煤。2.3超前支護(hù)布置2824進(jìn)風(fēng)順槽巷與已采空的8826工作面留設(shè)20m煤柱，原支護(hù)為錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)，錨桿排間距為1.0m×0.8m，托板垂直巷道方向布置，錨索沿巷道頂板中線，每4m一根，巷道兩幫分別布置兩排護(hù)幫錨桿。超前支護(hù)自工作面煤壁線向外30m范圍支雙排液壓單體柱，其余30m～40m范圍在靠工作面一側(cè)支一排單體液壓支柱，所有液壓單體柱均帶0.6m長的工字鋼柱帽。由于開采過程中不斷發(fā)生沖擊地壓現(xiàn)象，超前支護(hù)由原來的兩排30m改為三排100m，前50m采用對(duì)柱支護(hù)，即在鄰空側(cè)一根工字鋼柱帽下互相緊貼兩根單體液壓支柱，并安裝壓力表進(jìn)行觀測(cè)、記錄和分析。3壓力檢測(cè)計(jì)劃3.1花布置上幫鄰空幫孔深和底板高度在2824順槽巷垂直兩煤幫各施工兩排卸壓孔，三花布置，下排卸壓孔距底板高度1.2m，排距0.5m，孔距0.8m，下幫（鄰空幫）孔深8m，上幫孔深10m，孔徑均為90mm。見圖1。3.2.3.4爆破眼施工在5824順槽轉(zhuǎn)載機(jī)范圍內(nèi)底板中施工卸壓槽。施工順序：縮皮帶時(shí)在轉(zhuǎn)載機(jī)前施工，轉(zhuǎn)載機(jī)前移后，卸壓槽位于轉(zhuǎn)載機(jī)下。炮眼布置方式：距巷中心線兩側(cè)各250mm施工爆破眼，炮眼間距400mm，排距500mm，眼深1300mm，角度45°，水平擺角80°。每施工2個(gè)眼一次起爆，每眼裝一卷起爆藥，即3#硝銨炸藥和瞬發(fā)電雷管，正向爆破。卸壓槽的長度視工作面推進(jìn)度而定，起爆后，槽深保持600mm以上。見圖2。4超前支護(hù)范圍施工卸壓孔后巷道壓力明顯降低，巷內(nèi)煤壁片幫現(xiàn)象減少，尤其是鄰空側(cè)煤壁炸幫減弱更為顯著，超前支護(hù)范圍內(nèi)炸幫、片幫程度明顯改善，頂板下沉量減少60%以上，損梁折柱現(xiàn)象有很大的緩減。施工卸壓槽后，底臌次數(shù)減少50%以上，危害程度也大大降低，電氣列車、皮帶架、運(yùn)輸軌道等均沒有發(fā)生過大的傾斜，保證了正常的生產(chǎn)和安全。5施工卸壓孔和卸壓槽，保證了施工順利進(jìn)行(1）采用卸壓孔和卸壓槽配合強(qiáng)支護(hù)防沖措施，有效地降低了鄰空巷壓力