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提高上限綜采工作面回采實(shí)踐

文檔作者：任印超，臧恒斷文檔來(lái)源：皖北煤電集團(tuán)任樓煤礦綜采預(yù)備區(qū)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年03月17日
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煤礦現(xiàn)代化 2010-r第6期 總第99期
1 概況
提高上限綜采工作面回采實(shí)踐
任印超，臧恒斷
(皖北煤電集團(tuán)任樓煤礦綜采預(yù)備區(qū)安徽淮北235123 J
摘要提高綜采工作面上限在老塘出水、工作面周期來(lái)壓劇烈條件下，通過(guò)精確掌握周期來(lái)壓步距，
合理安排回采循環(huán)，迎峰開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)工作面快速、安全回采。
關(guān)健詞提高上限；老塘水；周期來(lái)壓；迎峰開(kāi)采
中圖分類(lèi)號(hào)：TD323 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1009—0797f2010)06—0013—02
任樓煤礦2008年度礦井原煤生產(chǎn)突破300萬(wàn)t，其主采
煤層7煤，平均傾角l7。。由于主采煤層上方覆蓋290m左右
的厚松散含水層，特別是其底部3—24．4m左右的較穩(wěn)定的砂
礫石第四含水層，直接覆蓋在可采煤層露頭之上，對(duì)煤系地層
直接滲透補(bǔ)給，給淺部煤層的安全開(kāi)采構(gòu)成了極大威脅。為確
保礦井安全生產(chǎn)，原設(shè)計(jì)留設(shè)了80m～100 m的防水煤巖柱，
壓煤1000余萬(wàn)噸。為提高煤炭資源回收率，任樓礦與科研院
校一起對(duì)任樓礦縮小防水煤柱進(jìn)行工程試驗(yàn)研究，現(xiàn)已安全
地回采了原防水煤柱壓煤130余萬(wàn)噸。中四采區(qū)的回采上限
由原設(shè)計(jì)的一350m水平上提至一300m水平，目前正在收作的
7240工作面就是中四采區(qū)南部跨采區(qū)(中二采區(qū))布置的提高
上限回采工作面，該面走向長(zhǎng)1630—1640m，平均1635m；傾斜
寬75m，回采上限一300m；地質(zhì)儲(chǔ)量40I4萬(wàn)t；下伏82煤局部
已回采。具體見(jiàn)下圖：
48．76m(南部)、42．96m(北部)。根據(jù)《任樓煤礦縮小防水煤柱
試驗(yàn)研究報(bào)告》提出的采裂比和淮北地區(qū)兩帶高度經(jīng)驗(yàn)公式
計(jì)算導(dǎo)水裂隙帶高度分別為39和38．5m (按平均煤厚2．49m
計(jì)算)，取最大值39m，可知本面導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度距“四
含”底界最小垂距分別為9．76m(南部)、3．96m(北部)，因此
7240工作面防水煤柱最小留設(shè)42．96m是安全可靠的。如回采
冒落裂隙導(dǎo)通“四含”含水層，四含水最大越流補(bǔ)給水量可大
120m3／h。
2．2．2 頂板砂巖裂隙水及老頂離層水
本面煤系地層砂巖裂隙水不豐富。一般以靜儲(chǔ)量為主，易
于疏干。由于工作面下分層8：煤已部分回采，7 煤老頂局部存
在離層現(xiàn)象，賦存有一定積水，預(yù)計(jì)局部段存在一定的老頂離
層水。
2．2．3 灰?guī)r水
在7240工作面東側(cè)(即下側(cè))平距本工作面最小平距
100m處發(fā)育已治理的7222導(dǎo)水陷落柱，說(shuō)明該區(qū)域巖溶及小
圖1 上提％40綜采工作面回采圖
2 影響7240上提綜采工作面回采的主要因素分析
2．1 地質(zhì)構(gòu)造影響
本工作面煤巖層呈近單斜構(gòu)造，本工作面在掘進(jìn)過(guò)程中，
共揭露十條斷層(H=0．4—5m)及一處底鼓現(xiàn)象， 其中
F7240-3290。 50。-70。H=2．5m F7240—490。 70?！?0。
H=0．5~5．0m、F7~l-0—5162~190。 50。一70。H=4．0m，對(duì)工作
面回采產(chǎn)生較大影響。
2．2 工作面水文地質(zhì)因素影響
2．2．1 上覆新地層“四含”水
該面上覆“四含”厚度在0．1～8．0m之問(wèn)，平均厚5．3m，單
位涌水量q=0．O0837L／s．m，為一弱含水層，補(bǔ)給水源不充足，以
靜儲(chǔ)量為主。7240工作面設(shè)計(jì)最小防水煤巖柱厚度分別為
51．06m(南部)、47．46m(北部)。根據(jù)風(fēng)巷實(shí)際資料，本工作面
距“四含”底界最小垂距(即最小防水安全煤巖柱)分別為
構(gòu)造發(fā)育，7 22陷落柱雖然封堵效果良好，
但不排除小構(gòu)造導(dǎo)通灰?guī)r水的可能。
2．3 工作面布置對(duì)回采的影響
7240工作面是跨采區(qū)布置，工作面部分
位于8 煤采空區(qū)之上。由于本工作面部分
位于8 煤采空區(qū)之上，并下鄰7煤采空區(qū)，
因此頂?shù)装鍘r性已受到較大程度的破壞，巖
石抗壓強(qiáng)度下降，頂板差。另外本工作面傾
斜較短，僅75m，造成周期來(lái)壓步距長(zhǎng)，來(lái)壓
顯現(xiàn)劇烈。
3 7240工作面設(shè)備配置
7~0工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)1630～1640m，傾向長(zhǎng)75m。工作
面使用設(shè)備：ZZ4400／17／35支架，共51架；運(yùn)輸機(jī)SGZ764／2×
200；采煤機(jī)MG250／600一臺(tái)；轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ764／160；破碎機(jī)
PLM一1000；皮帶機(jī)SSJ一150，2部，90T，一部。
4 7240工作面回采實(shí)踐
7240工作面于2007年11月開(kāi)始回采，2009年2月回采
結(jié)束。回采初期，工作面壓力不大，每小班推進(jìn)4～6刀，最高
單進(jìn)為8刀／班，隨著回采的深入，工作面受8211工作面及
212集中軌道巷的影響，壓力明顯增大。當(dāng)工作面回采至風(fēng)巷
—55m、機(jī)巷j 一74m(即工作面推進(jìn)50m±)時(shí)，從機(jī)巷采空
區(qū)老塘發(fā)生出水現(xiàn)象，初時(shí)水量2m3／h，水溫27℃ ；工作面推進(jìn)
70m±時(shí)，水量增大至50m3／h±；工作面推進(jìn)90m±水量減小
至10m~／h±；工作面推進(jìn)115m±；水量又增大至70m~／h±，水
· 13 ·
煤礦現(xiàn)代化 2010年第6期 總第99期
溫26℃ ±，出水水質(zhì)永久硬度為42～50德國(guó)度，分析為四含
水越流補(bǔ)給水，工作面 水走向長(zhǎng)約220m。2009年1月，工作
面采至風(fēng)巷 點(diǎn)、機(jī)巷j 一20m時(shí)，工作面機(jī)巷老塘又發(fā)生出
水現(xiàn)象，水量在4～50m3&amp;amp;，出水水質(zhì)永久硬度為60～69德國(guó)
度，水質(zhì)硬度與純四含水硬度基本吻合，本次工作面出水走向
長(zhǎng)約180m。
具體表現(xiàn)在：
(1)工作面兩次出水水量均表現(xiàn)為隨周期來(lái)壓而增大規(guī)
律，出水量出現(xiàn)反復(fù)狀態(tài)。
(2)工作傾斜長(zhǎng)僅76m，工作面周期來(lái)壓較強(qiáng)烈。
(3)工作面煤壁側(cè)出現(xiàn)大面積偏幫、漏頂，頂板碎矸石順
著支架前梁落下。
(4)液壓支架壓力大，支架下沉，安全閥卸載，立柱無(wú)行
程，支架被壓死。局部高度不夠，致使采煤機(jī)無(wú)法通過(guò)，壓力表
顯示最大壓力在38 MPa以上。
(5)支架前梁部受壓嚴(yán)重，支架前梁千斤頂部分開(kāi)啟。
7240工作面走向長(zhǎng)、面短，地質(zhì)條件復(fù)雜，屬配采工作面，
工作面初采及第一次出水間，該面實(shí)行兩班生產(chǎn)，一班檢修。
回采時(shí)由于對(duì)工作面提高回采上限水文條件、地質(zhì)條件、設(shè)備
狀況認(rèn)識(shí)不足，曾走過(guò)一定彎路，工作面周期來(lái)壓期間，支架
下沉，安全閥卸載、支架被壓死，生產(chǎn)非常被動(dòng)。隨著回采的進(jìn)
行，對(duì)周期來(lái)壓規(guī)律的認(rèn)識(shí)逐步清晰，生產(chǎn)逐漸走向正?；?，
工作面第二次出水期間，工作面平穩(wěn)開(kāi)采，沒(méi)有出現(xiàn)支架壓死
現(xiàn)象。具體做法如下：
4．1 掌握周期來(lái)壓位置及來(lái)壓步距
從工作面回采實(shí)際情況看，周期來(lái)壓步距一般在23～
35m左右；當(dāng)周期來(lái)壓來(lái)臨時(shí)，除工作面煤壁m現(xiàn)偏幫、掉頂
外，支架壓力表上數(shù)值一般都在30 MPa以上(支架每5架安
裝一塊壓力表)。
4．2 7240工作面實(shí)際回采過(guò)程中采取的措施
(1)加強(qiáng)礦壓觀測(cè)，為周期來(lái)壓做充分準(zhǔn)備。加強(qiáng)工作面
壓力觀測(cè)，要求每班分三次：接班時(shí)、班中及班末，檢修班要每
隔2小時(shí)一次；發(fā)現(xiàn)壓力超過(guò)30 MPa，要及時(shí)報(bào)告區(qū)隊(duì)值班人
員及礦相關(guān)職能部門(mén)，采取預(yù)防周期來(lái)壓的措施；乳化泵的工
作壓力不低于30MPa，乳化液濃度不小于3％～5％；加強(qiáng)工作
面支架液壓系統(tǒng)維護(hù)，杜絕管路漏液、跑液現(xiàn)象；對(duì)損壞的安
全閥、壓力表要及時(shí)更換與修復(fù)；通過(guò)觀測(cè)分析7240工作面
來(lái)壓步距在23—28m。
(2)周期來(lái)壓來(lái)臨時(shí)，加強(qiáng)煤壁片幫和頂板管理。周期來(lái)
壓時(shí)，采取以下方法管理頂板：①提高支架初撐力，增大工作
阻力；② 安全閥卸載時(shí)，及時(shí)補(bǔ)液，并輔助單體支護(hù)；③ 發(fā)現(xiàn)煤
壁片幫，掉頂或工作面大面積切斷時(shí)，采取人工超前管理方法
管理頂板；④支架在移架時(shí)采取帶壓移架，嚴(yán)禁大起大落移
架；⑤嚴(yán)格移架質(zhì)量，并將護(hù)幫板、伸縮梁等升到位；⑥發(fā)現(xiàn)支
架架型不正規(guī)時(shí)，必須采用單體等進(jìn)行輔助調(diào)架，確保架型正
規(guī)有力；⑦ 在工作面推進(jìn)25m時(shí)，若未來(lái)壓前，采取在底板松
軟的地段下底梁，底梁采用2．8m工字鋼，每架兩根，均勻布
置，沿傾向鋪設(shè)；⑧頂板大面積切斷、支架壓死、工作面不夠高
煤機(jī)過(guò)不去等情況時(shí)，采用臥底、挑頂?shù)却胧┻M(jìn)行處理。
5 7240提高回采上限工作面取得的成功經(jīng)驗(yàn)
(1)精確掌握周期來(lái)壓步距。加強(qiáng)礦壓觀測(cè)，掌握周期來(lái)
· 14 ·
壓步距。一般工作面的來(lái)壓步距與工作面頂板巖性、工作面傾
斜長(zhǎng)及開(kāi)采循環(huán)等因素有關(guān)，所以一個(gè)工作面的周期來(lái)壓步
距需系統(tǒng)、定時(shí)觀測(cè)，才能取得科學(xué)數(shù)據(jù)。7240工作面通過(guò)大
量、系統(tǒng)觀測(cè)較好地掌握了工作面的來(lái)壓步距，為做好工作面
頂板及煤壁管理提供了技術(shù)依據(jù)。
(2)嚴(yán)格工程質(zhì)量，迎峰開(kāi)采、強(qiáng)勢(shì)推進(jìn)。加強(qiáng)工作面的
管理，注重工作面工程質(zhì)量，杜絕液壓元件“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)
象的發(fā)生，確保支架前兩立柱上線，運(yùn)輸機(jī)平、直、穩(wěn)，使工作
面設(shè)備一直處于一種完好狀態(tài)。當(dāng)周期來(lái)壓來(lái)臨時(shí)搶時(shí)間、抓
進(jìn)度，加快工作面的推進(jìn)，在支架還沒(méi)下沉前，快速推進(jìn)，把周
期壓力“甩”到老塘側(cè)。2009年元月3日夜班(位置：j 點(diǎn)前
12．5m， 點(diǎn)前50m)，工作再次壓力顯現(xiàn)，工作面中部壓力明
顯，出現(xiàn)較大面積片幫掉頂，20架至35架安全閥開(kāi)啟。采用快
速推進(jìn)，開(kāi)動(dòng)采煤機(jī)強(qiáng)行推進(jìn)，煤機(jī)緊貼支架前梁通過(guò)。在推
進(jìn)兩刀后，壓力消退，工作面片幫掉頂現(xiàn)象消失。避免了因周
期來(lái)壓帶來(lái)煤壁片幫、漏頂事故的發(fā)生，保證了該工作面正常
生產(chǎn)。
(3)加強(qiáng)水路管理。7240工作面在回采過(guò)程中，總共出現(xiàn)
兩次大范圍的老塘出水現(xiàn)象，水質(zhì)均為四含越流補(bǔ)給水，受周
期來(lái)壓的影響時(shí)大時(shí)小，在第一次工作面出水期間，因?qū)咸?
水認(rèn)識(shí)規(guī)律掌握不清，排水設(shè)備、管路(設(shè)計(jì)2寸的)不能滿(mǎn)足
要求，造成機(jī)巷積水，巷道下沉嚴(yán)重，給工作面下出口管理帶
來(lái)較大威脅。后來(lái)一方面通過(guò)掌握來(lái)壓步距與出水量的關(guān)系，
提前分段做好水倉(cāng)，另一方面把原排水管路更換為兩路4寸
管路及增大排水設(shè)備的方法，較好地解決、治理了工作面老塘
出水。
(4)合理設(shè)計(jì)、布局減小地壓影響。上提工作面一般在采
區(qū)生產(chǎn)后期設(shè)計(jì)布置，受提高高程的限制工作面面寬往往偏
小(傾斜寬多在lOOm以?xún)?nèi))，工作面回時(shí)，周期來(lái)壓步距長(zhǎng)，礦
壓顯現(xiàn)劇烈，在地壓比較大的礦井由為顯著，給工作面頂?shù)装?
管理帶來(lái)較大困難。
(5)提高綜采設(shè)備能力。7240工作面使用設(shè)備為ZZ440／17／35
支架(于2004年購(gòu)置投放使用)，周期來(lái)壓時(shí)，經(jīng)常發(fā)生安全
閥開(kāi)啟造成壓架事故。所以提高工作面支架工作阻力，加強(qiáng)工
作面支撐強(qiáng)度，會(huì)明顯減小周期來(lái)壓對(duì)工作面頂?shù)装寮懊簬?
的破壞，會(huì)大大提高丁作面回采效率。
總之，提高回采上限工作面遇到水、頂板事故較多，7240
工作面條件較為復(fù)雜，后期的成功回采，為類(lèi)似條件的工作面
的回采，提供了寶貴的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
f1] 孫寶錚，劉吉昌．礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)【M】．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出
版社．1986．
【21 張幼蒂等．采礦系統(tǒng)工程【M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，
2000．
作者簡(jiǎn)介
『11任印超(1982一)，男，安徽淮北市濉溪縣人，205年畢業(yè)
于安徽理工大學(xué)計(jì)算機(jī)系，助理工程師，現(xiàn)在皖北煤電集團(tuán)任
樓煤礦綜采預(yù)備區(qū)從事綜采設(shè)備安裝、拆除、采煤技術(shù)工作。
l臧恒斷(1981一)，男，安徽碭山縣人，2005牟畢業(yè)于安徽理
工大學(xué)電氣工程系，助理工程師，現(xiàn)在皖北煤電集團(tuán)任樓煤礦
綜采預(yù)備區(qū)從事綜采設(shè)備安裝、拆除、采煤技術(shù)工作。
(收稿日期：2010—7—17)

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