大倾角、中厚煤层、复合顶板结构开采研究

大倾角、中厚煤层、复合顶板结构开采研究

鸡西矿业公司东海煤矿

一、工作面地质概况

该工作面位于东一采区右部,右一/36A工作面,走向280米,倾向130米,工作面倾角25°-32°,平均28°,煤层厚度为2.6-2.9m,平均采高2.75米,储量14万吨(含腰石),该煤层中部属复合煤层,煤层中部有一层腰石,厚度为0.2-0.6m,岩性属粗粒砂岩,腰石下煤层厚度1.8m,腰石上煤层厚度为0.3m-0.4m。伪顶为0.3米页岩,还夹有0.1米厚凝灰质砂岩、底板均为细砂岩,煤层结构复杂,煤层呈单倾斜赋存状态,托腰石开采采高1.8m,开采储量10万吨。

二、合理确定开采方案

针对东一采右一/36A煤层条件,经专业领导及工程技术人员共同研究分析有两个方案;一是采全高,腰石位置采取人工打眼放炮:二是托腰石留顶煤开采,采全高的不利因素是(1)腰石位置打眼放炮制约工作面生产能力;(2)影响煤质;(3)采用3.15m支柱支护难度大,伪顶难控制,工人劳动强度大,安全系数低。而托腰石开采的不利因素只是机道顶板支护管理,只要采取可靠措施是完全可以控制的。此方案的优点是;1、提高了煤质;2、降低了工人的劳动强度;3、安全上有保障;所以最终该工作面确定托腰石留顶煤开采。

1、回采工艺选择

根据工作面走向、倾向、倾角、可采储量等地质条件,工作面采取走向长壁后退式高档方式回采,采空区采取全部垮落法管理顶板。

2、支护选择

工作面支护采用DZ2.2-100/30单体支柱配木顶帽控制顶板,木顶帽采用硬杂木、规格为500mm×150mm×150mm顶板管理采用四排5柱,支柱间排距为0.6M×0.6M,机道宽度为1.6米,工作面最小控顶距3.4米,最大控顶距4.0米,最小控顶距时支护密度2.45根/平方米,最大控顶距时支护密度2.08根/平方米;工作面最小控顶距时支护强度为12.2吨/根,最大控顶距时支护强度为10.4吨/根,安全系数A=2.2/0.926=2.4>2,采取柱排距0.6米×0.6米的支护方式是安全的,理论上是合理的。主要配套设备及技术参数见表。

三、安全技术措施:

(一)、机组安全技术措施

1、机组运行时、上行割煤,下行推底煤,往返一次进一刀。

2、机组运行时,工作面内严禁平行作业(推移溜子人员除外)。

3、机组运行时,防止下部变化影响造成煤层片帮,采取转大向。

(二)、回柱放顶安全技术措施

1、翻打前,工作面除翻打工外其他人员撤出工作面,机组、溜子必须停器。

2、翻打时,二人一组,边翻边打,两组分段作业安全间距不小于25米。

3、放顶时使用2.5米长放顶绳,回柱人员采取三角回柱法,回柱时站在回收支柱上方,二、三排柱之间作业,一人作业、一人监视顶板,待顶板稳定后方可进行回收支柱。

4、打柱时,先将工作面的点柱挑梁设好,及时控制机道顶板;压力大时,加密挑梁,长梁不准滞后二排柱。

5、翻打时,班组长现场监督检查,确保安全后方可作业。

6、升完每段(10个号)支柱后,及时用防倒绳(∮12.5)将支柱拴牢。

(三)、两口两巷安全技术措施

1、上下两口采用"四对八梁"(滑车自移式)支护管理。

2、两巷超前支护采用铰接顶梁配单体柱支护,至煤壁10米内打双排,10-20米打单排,规格1.2M×1.2M。

(四)、顶板管理安全技术措施

1、工作面采用0.6M截深滚筒、循环进度为0.6M,排距为0.6M。

2、工作面一至三排柱上齐防倒绳(∮12.5mm柔丝绳),每10棵柱为一组。

3、工作面每6米设一棵防滑木(规格1400×300×300MM)。

4、工作面每隔5个号增加一棵柱挑长钢梁控制腰石,破碎处适

当增加支护密度。

5、强化设备检修、维修质量,降低事故率,提高开机率,确保工作面正规循环生产。

6、加强矿压观测,掌握顶板压力变化规律,及时采取针对性安全技术措施,经观测初次来压步距为40米,周期来压步距为16米。

(五)、预片帮安全技术措施

1、采煤机顶盖安装防片帮挡货板。

2、机组司机作业时,做好远方操作。

3、使用长把工具及时处理伞檐、探头、松帮等不安全隐患。

4、严禁任何人员进入机道内作业。

5、加强"三直"管理,保证工作面压力均匀。

(六)、初次放顶安全技术措施

1、确保工作面施工质量,支柱初撑力达到施工要求。

2、工作面四排柱上齐防倒绳,末排每隔一棵柱增加一棵戗柱。

3、工作面木顶帽规格增大到400mm×200mm×200mm为硬质坑木。

四、经济效益

采全高可采煤量14万吨(含腰石)发热量4000大卡,售价106元,月产只能达到2.0万吨,材料消耗大,煤质下降,商品煤没有用户,不能外发,造成地面积压,无法保证员工的工资。托腰石可采储量10万吨,发热量4750大卡,售价189.05元,月产平均达到2.7万吨;通过对比,托腰石开采创造了可观的效益,吨煤多划款83.05元,累计增效406.5万元。

五、结论

合理选择回采工艺和科学管理,取得了中厚煤层、大倾角高档工作面开采的成功,为鸡西矿业公司在高档回采工艺条件下,中厚煤层、大倾角高档工作面复合结构托腰石开采,提供了宝贵经验同时也取得了可观的经济效益。

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