綜采工作面過陷落柱技術實踐研究

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　　關鍵詞：綜采工作面；陷落柱；深眼爆破；涌水處理；調整割煤工藝

　　一、工作面概況

　　1．14-3#層303盤區(qū)8303工作面位于303盤區(qū)北翼，工作面對應上覆為12-2#層8303、8305已采面及小窯采空區(qū)。工作面煤層較穩(wěn)定，大部分有兩層夾石，夾石厚度為0.05～0.4米，煤厚為2.4～3.2米，平均2.9米。工作面地質構造校簡單，共揭露8條斷層，其中在頭巷340米處揭露的落差為2.9米，正斷層對回采影響較大。

　　2．工作面水文地質條件較簡單，煤巖層含水微弱，含水系數為0.1。工作面對應上覆12-2#層8303、8305工作面及小窯采空區(qū)積水已經過鉆孔放水，11#層小窯采空區(qū)積水不明。在回采初期已對工作面上覆局部低洼處積水作好應對措施。

　　3．由于上覆為采空區(qū)，回采過程中為防止上覆有害氣體下泄的威脅，已進行了升壓通風管理。

　　二、陷落柱賦存狀況

　　本工作面于2008年7月28日早班回采至采位為頭巷258米、尾巷252米時，在工作面33#架至47#架突然揭露大面積全斷面巖石，通過對揭露的性狀分析及鉆孔探測，確定為陷落柱，初步推測陷落柱的范圍呈橢圓狀，長軸大于46米，短軸大于30米，位置為橫向靠近工作面頭部，縱向已接近頭巷340米處。揭露的落差為2.9米斷層，重新開掘切巷如避開斷層和陷落柱的影響資源損失較大，且需要全隊停產等待。為此礦黨政果斷決定采取有力措施推過影響區(qū)域，以提高資源回收率，緩解生產銜接。經過全礦上下52天的拼博奮戰(zhàn)，于2008年9月17日終于采過陷落柱，完成了預定目的。

　　經過實際揭露，陷落柱的長軸為75米，短軸為55米，陷落柱的不規(guī)則下沉，造成柱體內巖塊松散，巖性不一致，硬度有較大差別，部分夾雜煤屑塊，同時陷落柱下沉過程中由于重力滑動和摩擦造成附近的圍巖斷裂和變形，產生派生構造，在陷落柱邊緣形成多道斷層，從而產生地塹地壘，使工作面起伏不平。

　　陷落柱在下沉過程中形成漏斗狀凹陷區(qū)域，使上覆頂板巖層的連續(xù)性遭到破壞，陷落柱范圍內頂板涌水量急增，造成生產環(huán)境惡化。

　　三、施工組織方法

　　采用深孔爆破技術，調節(jié)工作面采高，調整割煤工藝，局部采用風鉆打眼放炮來達到松動巖石，打放水孔治理涌水，并對設備進行妥善保護。成立以礦領導為首的過陷落柱領導組，統(tǒng)一指揮，協調合作。

　　1．深孔爆破法。

　　（1）采用隔架打眼的方法：鉆機隊二班負責打深眼，要求在陷落柱范圍內每架打一個眼，即鉆機隊二班第一天打單數架號位置的眼，第二天打雙數架號位置的眼，這樣可以保證日推進3米。要求孔深6米，孔徑53毫米，距底板0.8米,孔距3米，炮眼必須平行于底板。

　?。?）裝藥方法：采用導爆索引爆，分散裝藥結構，使用4#礦用巖石硝銨炸藥，每孔裝藥量為4公斤，見如圖4所示。先將導爆索插入藥卷中，用膠帶裹牢，插入孔底，接著再裝一卷藥，隨后裝兩卷炮土，每卷炮土長5米，然后再兩卷藥，最后用炮土封好。

　?。?）爆破方法：導爆索使用雷管引爆，采用逐個爆破的方法爆破。

　　2．結合風鉆局部補眼爆破。在巖石震動效果不佳的地方，如工作面上部通常在深孔爆破后仍有較大巖塊，影響機組截割，采用風鉆打眼放小炮破碎，眼深為1.5米，每眼裝藥400克。

　　3．調整了割煤工藝。由于工作面頭尾落差達12米，頭低尾高，所以采用超前拉架割單刀的方式，即機組上行截割煤巖，下行裝煤。每個循環(huán)必須保證工程質量。

　　4．采用打放水孔的方法，及時排放工作面涌水。在頭巷陷落柱范圍內，每隔10米打一個放水孔和2301巷貫通進行排水。在二部皮帶頭低洼處打兩個放水孔與2301巷貫通進行排水。采取以上措施后對陷落柱的頂板涌水的治理能夠滿足生產要求。

　　5．加強對設備的保護。在陷落柱范圍內將支架的四個立柱用皮帶包裹防止損壞，同時在支架的前探梁下再吊一道覆蓋工作面全高的皮帶，防止爆破飛石和提高裝巖效果。

　　6．調整工作面采高。工作面采高調整到2.3～2.5米，以滿足機組的最小通過高度和留有一定的安全間隙為限。

　　四、施工安全技術要求

　　1．爆破前將支架、管線等嚴格保護，避免損傷；爆破后必須將電纜槽和支架內的石塊雜物清理干靜。

　　2．在陷落柱范圍內每個循環(huán)必須超前拉架，保證達到最小控頂要求。

　　3．每天由鉆機隊二班負責打深眼爆破，早夜班按正常循環(huán)進刀及小孔破碎大塊巖石，工作面必須割平，支架放平，不容許急提急剎。在陷落柱范圍內嚴格控制機組速度，不得超過2米/分鐘。不得利用機組強行截割圍巖。

　　4．加大機電檢修力度，保證設備正常運轉，特別是保證支架初撐力和工作阻力，不得出現跑、冒、漏、串、滴等現象，支架工必須將支架升緊升牢，保證達到支護效果。

　　5．在過陷落柱期間，工作面附近必須存放50根鋼梁、100根單體柱及20套鋼針，以備不時之需。

　　五、社會經濟效益

　　經過50余天的艱苦奮戰(zhàn)，工作面比較順利地通過了陷落柱，并在短時間內通過了陷落柱伴生的斷層影響區(qū)段，取得了很好的效果。

　　1．節(jié)省了重開切眼巷道及二次搬家準備的工程量，相對節(jié)約了大量的財物和人工的投入。

　　2．如果進行小搬家必須避開340米處落差2.9米斷層的影響，采用連續(xù)回采出來后多生產原煤 1.7萬噸，提高了資源回收率。

　　3．為將來過類似地質構造影響提供了一次有益的參照，積累了一定的經驗和辦法。

　　通過對比，產生的直接經濟效益約100萬元。

　　作者簡介：方志剛（1980－），男，山西大同人，同煤集團燕子山礦綜采三隊助理工程師，研究方向：采礦技術發(fā)展。