南山煤礦回收殘留煤柱工作面安全開采技術(shù)實(shí)踐

1、南山煤礦回收殘留煤柱工作面平安開采技術(shù)實(shí)踐孫錦華摘 要：沖擊地壓防治對(duì)于南山煤礦是一個(gè)重要工作，主要針對(duì)煤巖體破裂產(chǎn)生的動(dòng)載影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與針對(duì)局部區(qū)域煤體集中靜載的監(jiān)測(cè)手段相配合，同時(shí)控制回采速度，保證巷道支護(hù)質(zhì)量等方法，確保井下殘留煤柱工作面平安開采。關(guān)鍵詞：煤柱工作面 平安開采 南山煤礦中圖分類號(hào)：TD823                 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A   

2、         文章編號(hào)：1672-3791202102c-0050-021 南山煤礦西一區(qū)18層四分段下塊概況工作面走向長(zhǎng)度平均160m，平均傾斜長(zhǎng)度68m26110m，煤層厚度平均8m，采用滑移放頂煤方法開采，工作面開采時(shí)間為2021年8月29日，工作面于2021年5月24日回采到指定停采位置;回采煤量約為13.6萬t。煤層頂?shù)装逄卣?。所采煤層頂板根本頂?040m灰白色中砂巖，直接頂為2m厚灰白色細(xì)砂巖，底板直接底為2m厚炭質(zhì)粉砂巖，根本底為40m灰白色中砂巖。鄰區(qū)、鄰層。鄰區(qū)對(duì)照。該區(qū)

3、上區(qū)段：西一區(qū)18層四分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采一隊(duì)于2021年11月8日回采完畢。該區(qū)下區(qū)段：盆底區(qū)北翼18層一分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊(duì)于2021年5月24日回采完畢。該區(qū)右區(qū)段：北五區(qū)18層六分段下塊底板層綜放面采空區(qū)：由綜采一隊(duì)于2021年11月27日回采完畢。鄰層對(duì)照。該區(qū)下區(qū)段上覆：盆底區(qū)北翼15-2層一分段底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊(duì)于2021年1月3日回采完畢。該區(qū)右區(qū)段上覆：北五區(qū)15-2層六分段下塊底板層綜放面采空區(qū)，由綜采二隊(duì)于2021年7月18日回采完畢。2 工作面采前沖擊危險(xiǎn)性評(píng)估煤層沖擊地壓危險(xiǎn)狀態(tài)整體定性評(píng)估綜合指數(shù)Wt=0.57屬于中等沖

4、擊危險(xiǎn)。危險(xiǎn)區(qū)域劃分。該工作面中弱沖擊危險(xiǎn)區(qū)域4個(gè)，中等沖擊危險(xiǎn)區(qū)域1個(gè)，強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)區(qū)1個(gè)。具體劃分情況如下。工作面回風(fēng)道距設(shè)計(jì)切眼3045m，回采期間受工作面見方及該層煤體側(cè)壓影響，評(píng)價(jià)為弱沖擊危險(xiǎn);回風(fēng)道7595m范圍，受斷層及區(qū)段小煤柱側(cè)壓影響，評(píng)價(jià)為中等沖擊危險(xiǎn);回風(fēng)道135160m范圍受外側(cè)此層區(qū)段三角煤柱影響評(píng)價(jià)為強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)。工作面溜子道距切眼3045m范圍受工作面見方及該層煤體側(cè)壓影響，評(píng)價(jià)為弱沖擊危險(xiǎn);溜子道7595m、135160m范圍，受此層煤體側(cè)壓影響，評(píng)價(jià)為弱沖擊危險(xiǎn)。3 工作面沖擊地壓綜合防治工作面防沖優(yōu)化布置。工作面所屬煤層為18#煤，經(jīng)礦大等科研機(jī)構(gòu)沖擊

5、傾向性鑒定，結(jié)果為頂板弱沖擊，煤層弱沖擊;工作面回采前經(jīng)防沖大隊(duì)進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，結(jié)果為中等沖擊危險(xiǎn);工作面原設(shè)計(jì)停采線位置外錯(cuò)與上區(qū)段采空區(qū)50m，回采期間將受到外側(cè)本層煤柱側(cè)壓影響，故將設(shè)計(jì)停采線向設(shè)計(jì)切眼方向移動(dòng)50m，即與上區(qū)段切眼平齊，這樣有效的防止了因工作面停采線與上區(qū)段外錯(cuò)導(dǎo)致的局部應(yīng)力集中。工作面防沖工程設(shè)計(jì)。煤體大孔徑鉆孔卸壓。通過對(duì)煤體進(jìn)行大孔徑鉆孔卸壓，改變了巷道深部煤體的力學(xué)性質(zhì)，使得具有沖擊傾向的煤體內(nèi)部出現(xiàn)破碎帶，釋放出彈性能量，降低了沖擊危險(xiǎn)性，并防止了沖擊地壓的發(fā)生。采用ZY-750D型液壓鉆機(jī)功率18.5kW，鉆桿50mm，鉆頭直徑113mm，鉆桿長(zhǎng)度0.76m

6、，在回風(fēng)道及溜子道強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)區(qū)域每1m布置一組，每組兩個(gè)進(jìn)行大孔徑鉆孔卸壓，角度分別+5°、+8°在中等沖擊危險(xiǎn)區(qū)域每2m布置一組，每組兩個(gè)大孔徑卸壓鉆孔。施工完后為防止孔內(nèi)有瓦斯?jié)B出，及時(shí)用黃泥或水泥灰封孔，封孔長(zhǎng)度不小于1m。該工作面在掘進(jìn)期間及回采期間不間斷進(jìn)行循環(huán)施工，直至回采完成，鉆孔深度1530m。截止到回采結(jié)束，共計(jì)施工大孔徑卸壓鉆孔400余個(gè)，累計(jì)鉆孔11000余m。煤體注水鉆孔軟化卸壓。鉆孔布置：利用兩巷施工的大孔徑鉆孔每10m執(zhí)行一對(duì)靜壓注水孔;溜子道注水孔角度為+17°，孔深約40m;回風(fēng)道注水孔角度為+5°，孔深約30m。發(fā)現(xiàn)煤層

7、出現(xiàn)滲水現(xiàn)象時(shí)，停止注水。工作面推進(jìn)到距鉆孔15m時(shí)，停止該鉆孔注水工作。注水隊(duì)派專人負(fù)責(zé)，詳細(xì)做好注水時(shí)間，注水量及泵壓記錄。截止到回采結(jié)束共計(jì)施工注水鉆孔62個(gè)。工作面沖擊地壓監(jiān)測(cè)。SOS微震在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。南山煤礦在全礦范圍內(nèi)布置一套SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全面覆蓋礦區(qū)，并形成完整監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)井上下數(shù)據(jù)同步。當(dāng)該工作面附近出現(xiàn)異常震源數(shù)據(jù)時(shí)，由防沖大隊(duì)下達(dá)預(yù)警通知單，經(jīng)礦領(lǐng)導(dǎo)審批后采區(qū)立即處理確保平安生產(chǎn)。工作面自開采以來震源情況如下：工作面自2021年9月19日起回采至2021年5月24日回采結(jié)束共計(jì)發(fā)生震源193次，其中4次方以上震源59次。位置主要集中在上區(qū)段三角煤柱區(qū)域附近，對(duì)工作面

8、及上下兩巷影響不大，直至回采完成未出現(xiàn)明顯沖擊顯現(xiàn)。KJ743應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。南山煤礦KJ743地應(yīng)力無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作面形成后安裝探頭10套，并建立井上下局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)井上下數(shù)據(jù)同步，對(duì)工作面進(jìn)行24h監(jiān)測(cè)。KJ743應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自2021年9月安設(shè)以來，最大應(yīng)力值為5.6MPa，數(shù)據(jù)平穩(wěn)，未超過該面設(shè)置的預(yù)警值10MPa。煤粉率監(jiān)測(cè)。在西一區(qū)18層四分段下塊工作面附近、劃分危險(xiǎn)區(qū)域?yàn)榫G色無沖擊危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)取標(biāo)準(zhǔn)值，確定標(biāo)準(zhǔn)值后，在工作面每回采15m或出現(xiàn)異常震源時(shí)，在工作面及上下兩巷距切眼1520m處進(jìn)行取值，所取值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比照，當(dāng)所取值小于標(biāo)準(zhǔn)值1.5倍時(shí)，且其他檢測(cè)系統(tǒng)無異常數(shù)

9、據(jù)時(shí)，可正常進(jìn)行回采作業(yè)，每次取值不得少于5個(gè)孔。截止到回采結(jié)束，所取煤粉率數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)值1.5倍以下。4 結(jié)語該工作面采用微震與應(yīng)力相結(jié)合的監(jiān)測(cè)手段，微震作為一種區(qū)域性的監(jiān)測(cè)方法，主要針對(duì)煤巖體破裂產(chǎn)生的動(dòng)載影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與針對(duì)局部區(qū)域煤體集中靜載的監(jiān)測(cè)手段相配合，可以實(shí)現(xiàn)沖擊地壓的綜合監(jiān)測(cè)?？刂苹夭伤俣?，除采用大孔徑、注水鉆孔等卸壓措施外，該工作面采用了較慢的回采速度勻速推進(jìn)同時(shí)要滿足防火要求，這樣大大降低了能量微震事件的發(fā)生頻率，讓煤巖體內(nèi)能量平緩釋放。支護(hù)質(zhì)量要保證，在工作面回采期間，定期對(duì)巷道內(nèi)的支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域或支護(hù)失效位置提前采取措施，有利于巷道的抗沖擊能力，降低沖擊地壓發(fā)生的危險(xiǎn)。沖擊地壓防治對(duì)于南山煤礦是一個(gè)重要工作，南山煤礦在進(jìn)行沖擊地壓防治實(shí)踐的過程中，還應(yīng)不斷健全和完善沖擊地壓防治的技術(shù)體系，通過不斷總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、降低防治本錢、提高