[關(guān)鍵詞]:復(fù)采礦井 掘進(jìn)工藝 頂板 支護(hù)方式
大同煤礦集團(tuán)華盛虎峰煤業(yè)有限公司位于山西省河津市下化鄉(xiāng)南桑峪村北部,為資源整合復(fù)采礦井。其井田位于河?xùn)|煤田南部鄉(xiāng)寧礦區(qū)西南端,主采2#煤層、10#煤層?,F(xiàn)只開采2#煤層,該煤層原始厚度4.6~6.30m,平均5.45m。本井田2#煤層已巷采30余年,中上分層古巷密如蛛網(wǎng),均為巷采采空區(qū),直接頂大部分已垮落;下分層也受到一定程度的破壞,給掘進(jìn)造成很大困難,為典型的復(fù)采礦井。
對(duì)受到嚴(yán)重破壞井田進(jìn)行復(fù)采,沒有先例可循,只能邊掘進(jìn),邊摸索。我礦組織工程技術(shù)人員對(duì)臨近煤礦進(jìn)行多方考察,針對(duì)2#煤層煤體松軟、易垮落且頂板破碎等特點(diǎn),選用風(fēng)鎬落煤、工字鋼棚支護(hù)方式施工工藝。施工過(guò)程中,工程技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)跟班,與一線員工共同作業(yè),探討協(xié)商,根據(jù)頂板實(shí)際情況嘗試了多種支護(hù)方式,較為成功的有以下幾種:
1、由于2#煤層頂板為松軟煤層或已垮落直接頂矸石,掘進(jìn)時(shí),如采用全斷面掘進(jìn),頂板暴露面積較大,時(shí)間較長(zhǎng),隨掘隨落,不易控制。我公司掘進(jìn)時(shí)采用留“肚”的方法,即先掘進(jìn)棚腿位置,再掘棚梁位置,支架支設(shè)完畢后再掘中間煤,該方法盡可能縮小了頂板暴露面積和時(shí)間,有效的防止了松軟或破碎頂板隨掘隨落。
2、頂板為松軟煤層易垮落時(shí),采用打木竄桿臨時(shí)維護(hù)頂板(每掘進(jìn)一個(gè)循環(huán)打10-15根木竄桿),有效防止松軟煤層垮落、為永久支護(hù)創(chuàng)造條件和空間。頂部為已垮落直接頂矸石時(shí),采用打木竄桿維護(hù)頂板時(shí)強(qiáng)度不夠,易折易斷。后改用打寸半鋼管維護(hù),雖能有效控制頂板,但不能重復(fù)使用,成本太高。經(jīng)多次論證實(shí)踐后,采用Φ42的圓鋼一端制成直角,另一端打尖制成長(zhǎng)1.5m的鐵竄桿,代替木竄桿維護(hù)頂板,永久支架支設(shè)完畢后,用大錘退出鐵竄桿,準(zhǔn)備下次使用(見上右圖)。實(shí)踐中、鐵竄桿對(duì)已垮落直接頂碎矸頂板時(shí)使用后,起到很好的臨時(shí)支護(hù)作用;
3、井田中上分層已巷采,局部地區(qū)不規(guī)則留有煤柱。掘進(jìn)巷道進(jìn)入原煤層煤柱時(shí),頂板壓力增大,巷道變形嚴(yán)重(見右圖)。我公司安裝了山東省尤洛卡自動(dòng)化裝備股份有限公司的KJ216頂板(壓力)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)行了頂板在線監(jiān)測(cè),根據(jù)頂板壓力變化,及時(shí)采用縮小棚距,加強(qiáng)支護(hù)密度方式加強(qiáng)壓力增大區(qū)的支護(hù)。
4、車場(chǎng)交叉點(diǎn)施工具有斷面大,施工難的特點(diǎn),而在松軟煤層中和頂板破碎處施工車場(chǎng)交叉點(diǎn),更是難上加難。我礦根據(jù)實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了“瘦身版”的車場(chǎng)交叉點(diǎn)(見右圖)。把車場(chǎng)交叉點(diǎn)刷大起點(diǎn)從基本軌起點(diǎn)處移至道叉開岔點(diǎn),彎道處軌中線距最近巷幫保留1.5m距離,即保證大型設(shè)備運(yùn)輸,又能減小了施工斷面,大斷面處和抬棚梁采用50Kg軌道支護(hù)。
以上掘進(jìn)方法的采用,克服了虎峰煤業(yè)公司復(fù)采礦井松軟煤層頂板和破碎頂板技術(shù)管理難題,極大的提高了掘進(jìn)速度,其中2115進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)鎬掘進(jìn)單月最高記錄為240m。
煤炭資源為不可再生資源,隨著開采,日趨減少,開采復(fù)采礦井,增加煤炭?jī)?chǔ)量將被日趨重視,虎峰煤業(yè)復(fù)采礦井的開采為其或許能夠提供新的思路和方法。