73005工作面采煤方法选择及隐患处理方法

73005工作面采煤方法选择及隐患处理方法

抚顺矿业集团有限责任公司老虎台矿辽宁抚顺113003

摘要:随着煤矿开采服务年限的增加,煤矿的开采深度也在不断增加,矿山压力随之增大,地质条件和水文地质条件出现变化,这给煤矿开采技术和方法提出更高的要求。抚顺矿业集团公司老虎台矿73004综放面出现透水事故后,进行了工作面封闭,隐患处理后重新设计为73005工作面,若恢复开采,选择何种采煤方法和如何处理隐患才能保证安全生产成为首要问题。所以一种适合自身条件的采煤方法,能够给煤矿企业带来更好的经济效益和安全效益。它是煤矿企业实现高产高效的关键。

关键词:老虎台矿;73005工作面采煤方法选择;隐患处理

本文结合抚顺矿业集团公司老虎台矿的自身实际情况,综合考虑地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及坚固性系数、煤层结构、顶底板条件及水文地质条件等影响矿井采煤方法选择的因素,提出一种适合自身企业状况的采煤方法,所选用的采煤方法要以确保安全生产为前提,为煤炭企业的技术革新提供更加宝贵的经验。

73004综放面于2011年6月21日出现透泥事故,7月7日封闭。根据集团公司“优化三矿,提升页岩油生产”课题攻关签约动员大会的指示精神,为解放矿井中央西翼73004封闭综放面块段冻结煤量,提升经济运行质量,寻求长远发展,老虎台矿对73004封闭综放面进行了深入、细致的研究,重新进行了73005工作面设计。对采煤方法选择和水患治理方案进行了讨论、分析。

1采煤方法选择

1.1综合机械化采煤方法

采用综合机械化采煤法开采,将进行分层布置工作面,此种方法准备次数多,工作面搬家次数多,生产效率低,成本高。若开采一层而过,开采煤层以上的煤体就成为孤岛煤柱,成为不可采煤层,会永久丢失。冒落后裂隙发育,有积水的可能,对下部73006、73007规划面的布置、开采会产生不可预见的影响。目前老虎台矿正在开采43002、55003两个综放面,准备43001和83003两个综放面,没有多余的成套设备。现63005综放面刚刚回采结束,目前开采73005工作面,只能利用63005综放面设备,若新购买一套综放设备,大概需要8000余万元,而采用此法开采,预计产出煤量20万吨,每吨原煤售价按600元计算,销售收入1.2亿元,销售收入除去成套设备成本、原煤成本后出现入不敷出现象,投入大于产出,这在经济上很不划算。

1.2高水或膏体充填分层开采方法

采用分层开采,采空区充填法管理顶板的方法,“三带”高度会大大降低,下层开采时,上面已形成再生顶板,减少工作面与上部水导通的可能,但随着704炮采区的结束,水砂充填采煤法自行取消,为炮采区服务的四套水砂(页岩)充填系统全部报废,并进行了喇叭沟改造,改成粉煤灰灌浆防火系统,现已无法恢复。采用此种方法开采,掘进准备频繁,工作面搬家次数多,回采效率较低,成本高,经济总量低,还要重新建立一套充填系统,需要技术、一定的准备时间和资金投入。所以,分层法开采,采空区充填法管理顶板目前不具备条件。

现正在考察分层充填法开采技术,这是今后我矿进行城下压煤开采方法的发展方向。

1.3综采放顶煤开采方法

1.3.1综采放顶煤工作面开采技术条件

工作面为特厚煤层分层综放开采;

煤层平均厚度不大于12m;

工作面倾角小于15°;

煤的坚固性系数小于3;

煤层顶板随采随冒,冒落充填高度大于采放高度;

煤层已解除煤与瓦斯(二氧化碳)突出危险;

水文地质条件相对复杂;

地质构造较为复杂。

1.3.2综采放顶煤采煤方法的适宜性

本工作面开采技术条件符合上述条件,加之根据老虎台矿多年的开采实践,以及支护强度的变革,对开采、掘进、支护、瓦斯抽放、消防火、防治冲击地压、防治水等工作形成了一整套先进技术工艺和管理经验,采用综采放顶煤方法开采煤炭,全部垮落法管理采空区较为合适。但采用综采放顶煤方法开采“三带”高度较高,裂隙发育,容易激活断层破碎带与上部水导通,容易与离层空间水导通而出现透水事故。经煤科院与北方工业大学专业人士分析、论证,73004综放面就是由此情况而导致透水、透泥事故,因此,只有将73005工作面上部情况彻底查清,隐患全部处理完毕后,才能用综采放顶煤方法开采。

2隐患处理方法

73004综放面封闭期间,老虎台矿不间断的做了大量探测水工作,但是,由于钻探机具能力有限,远距离低阻异常区探测不到位,上部冒落体是否完全压实,是否存在离层空间、空间有无积水情况尚未探明,离层空间积水危害极大,下部开采一旦与上部离层空间导通,后果不堪设想,2007年3月10日73003综放面透水事故就是显著的事例。所以,本综放面还需采取稳妥、有效的方法继续探测。

老虎台矿正在积极主动寻求稳妥方案,分析、研究探放水方法,积累材料,采取有选择启封,掘探险通道的方式进行探测,经研究,做了如下方案(见图)。

实践证明,采用巷探即近距离探测效果会更好一些,从-680m放水道重新掘一条尾巷联络道,为保证掘进安全,距73004综放面停采线净煤柱40m处掘新开切眼,距原运输顺槽净煤柱15m再掘新运输顺槽,边掘边布置钻孔探测工作面周边及上部积水情况。

在掘进过程中,钻进进尺1029m,我们将结合地表瞬变电磁法及井下直流电法物探结果,进行分析和验证,确保探测结果真实可靠,严格执行“探、放、堵、截,排”安全措施,为73005工作面的顺利开采创造安全环境。现已安全回采完毕。

3结束语

煤矿开采方法的正确选择,对煤矿安全生产及经济效益的提高起着至关重要的作用。经科学分析,立足长远,综合机械化放顶煤采煤法适合我矿目前生产方式,高水或膏体充填采煤法适合城下压煤及边角煤回收开采,是老虎台矿今后长远发展的新趋势。积极努力探寻隐患治理(主要是水患)方法,为今后综放面的安全生产积累经验,创造条件。

作者简介:

王福军(1968年4月—),男,毕业于辽宁工程技术大学,注册安全工程师,采煤工程师,现任老虎台矿地测科副科长。1990年7月参加工作以来,一直从事一线及采矿设计工作,先后在市级刊物发表多篇获奖论文。

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