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综采工作面安全通过强矿压危险区域技术研究 摘 要:在煤矿采煤工作面推进过程中,会遇到冲击矿压波及区域,如果不提前采取针对性预防措施,就会出现大面积片帮、漏冒顶,液压支架歪架倒架,甚至发生伤亡事故。本文介绍了某工作面安全通过强矿压危险区域实例,有一定的借鉴意义。关键词:综采工作面;安全;强矿压;危险区域1 工作面概况1061工作面回采期间,距上切眼距离180-386米范围为重点防冲击区域,该区域第一层岩浆岩破断时的震动能量约为1.34107J,经过传递过程中在岩层中衰减,最大传播到两巷及工作面的能量约为1.47104J,因此该区域存在弱冲击危险。2 监测监控技术2.1 SOS微震监测系统SOS微震监测系统每天提供日报、分析、预测震源及冲击危害波及区域,对工作面弱冲击地压起到监测预知的作用,根据分析结论,确定工作面可以安全回采或进行卸压释放。微震监控机房24小时不间断值班,及时分析处理微震信号。根据单次震动波能量大小,判定冲击危险状况:单次震动波能量达到Emax1104J,无冲击危险性,工作面可正常回采。单次震动波能量达到1104J Emax4104J,发出弱冲击危险性预警,若现场巷道矿压没有明显显现,微震监测频率没有明显增加,向该区域人员发出安全提醒,机、风巷煤壁向外150米范围内禁止人员通行、逗留;若巡查发现巷道明显变形,矿压显著增大,发生崩坏卡缆、煤壁片帮时则停止生产,撤出机、风巷及工作面作业人员至机巷煤壁向外150米处。单次震动波能量达到4104J1105J,发出强冲击危险性预警,若巡查发现巷道明显变形,矿压显著增大,发生崩坏卡缆、煤壁片帮、瓦斯增大现象时则停止生产,撤出机、风巷及工作面作业人员至机巷煤壁向外150米處。2.2 钻屑法监测钻屑法是通过在煤层中施工直径42mm钻孔,孔深10m,间距10m,孔距底板1.2m左右,单排布置,钻孔方向为水平垂直巷帮,每钻进1.0m测量一次钻屑量,当钻屑量S4.2Kg/m时,必须施工卸压钻孔。2.3 矿压及围岩变形观测该工作面采用山东尤洛卡KJ216A/B型在线监测支架初撑力和工作阻力,工作面共布置12块压力分站,每隔10架安装一块分站,该分站每隔五分钟记录并上传一次支架的初撑力和工作阻力,能够准确的掌握工作面顶板来压情况。另外在1061工作面每隔10架安装一对矿用耐震压力表,前后立柱各1个,与在线监测分站安装支架不重复,用于矿压监测补充数据。3 过强矿压危险区域关键措施(1)大直径卸压钻孔。当钻屑量S4.2Kg/m时,采用液压钻机施工终孔直径为75mm卸压钻孔。卸压钻孔两架打一个,孔间距3m,钻孔方位为0度(以垂直工作面方向为0方位方向),孔深不低于10m,卸压措施超前距不小于5.0米。相邻循环交叉打眼(上一循环打奇数架,则下一循环打偶数架,交替进行)。(2)加强煤层注水。两巷煤层注水,工作面回采期间实行煤层深孔静压注水技术。深孔净压注水孔深不得小于50m,利用原来的顺层孔(提前工作面20米,拆除顺层孔抽放管路)注水,注水软管与防尘管路必须全部合茬,安装计量表、水压表,进行提前注水湿润煤体。工作面煤壁注水,利用预测钻孔实施煤壁动压注水。预测钻孔参数, 分别自切眼两帮往里10m处开始布置,孔径:42mm,孔深:10m,钻孔间距10m,(相邻循环交叉打眼,孔间距不变,不得套用旧孔)。钻孔方位:0,单排布置,距底板1.2m。把封孔器的高压直通与液压管路连通后,把封孔器插入钻孔内,封口深度不小于2.0m。用8#铁丝与高压胶管连接后固定护帮板上,打开注水压力阀,开始注水。注水压力:610MPa,注水时间1030 min为宜。(3)加强超前管理。两巷超前管理不小于20米,超前管理支护形式:超前管理20米范围内采用ZQL5000/22/42超前支架,超前支架初撑力不小于3880KN,超前支架沿巷道中线走向进行支设。(4)防崩措施。锚带网索段防护距离不少于100m,锚索托盘全部防护。防崩用编织袋将锚索穿进去,用14#铁丝将锚索托盘“十字”交叉捆扎在锚网上。U型棚段防护距离不少于100m。用编织袋将每棚U型钢卡缆包好,再用14#铁丝把折叠后的编织袋两头捆扎在U型卡缆的卡头上。(5)回采安全管理。工作面过强矿压危险区域期间,超前工作面100m对两巷顺层钻孔进行预注水,软化煤层顶板岩体及改变煤体物理性质,降低煤的冲击倾向性指标和煤岩层的单向抗压强度。防突区在风巷3#高位钻场及F9点处施工两组斜交钻孔,抽放采空区内瓦斯,确保工作面安全回采。工作面提前20m加强突出危险性预测,严禁超尺回采,确保卸压排放措施超前距不小于5.0m;校检措施超前距不小于3.0m,直至工作面顺利通过强矿压危险区域。工作面过强矿压危险区域期间,机、风巷每推进20m设置一道2m厚的实体袋墙,确保上、下隅角充填严密,防止瓦斯溢出。回采期间,工作面进风风量不低于1500m3/min,回风风量不低于1800 m3/min,地面400泵系统负责地面孔的抽放,停抽的地面孔要安装自动缷压装置,同时要加强微震监控、抽采监控、瓦斯监控等实时监控。加强风巷电器设备管理,预防失爆现象,风巷供电前,要有专职电工对回风流内电器设备进行检查,确保电器设备完好,风巷瓦斯浓度在0.8%以下,方可供电。严格控制回采进度,一般工作面回采进度应小于4m/d,并且尽量保持匀速推进;同时加强工作面上隅角瓦斯的监控,当上隅角瓦斯浓度超过0.5%时,立即停止生产。回采期间,加强两巷维护,班班巡查,发现炸帮、顶板漏矸的要及时修复。加强冲击危险区域管理,禁止存放无关物料、设备,支设的支柱与顶网连接或连为一体防倒,防止冲击时弹起伤人。同时也要防范在此期间采空区瓦斯涌出异常。4 结语本文详细介绍了综采工作面遇强矿压危险区域的工程案例,通过SOS微震监测系统、钻屑法监测、矿压及围岩变形观测、瓦斯监测监控等强化监测监控,实施大直径卸压钻孔、加强煤层注水、加强煤层注水、防崩措施等,强化安全回采管理,安全通过强矿压危险区域,值得学习借鉴。 -全文完-
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