張鵬權(quán)
(大同煤礦集團(tuán)同地紅溝梁煤業(yè)有限公司調(diào)度室,山西 大同 037100)
在煤礦地質(zhì)構(gòu)造中,沖刷帶構(gòu)造比較常見,會(huì)對(duì)綜采作業(yè)造成直接影響。一般來講,如果沖刷帶范圍小,巖體普氏系數(shù)小的話可以直接利用采煤機(jī)截割通過;如果沖刷帶范圍大,巖體普氏系數(shù)大,則需要先進(jìn)行松動(dòng)爆破才能通過。紅溝梁煤業(yè)8301工作面的開采實(shí)踐,對(duì)松動(dòng)爆破結(jié)合采煤機(jī)割煤過沖刷帶進(jìn)行了研究。
8301工作面為12#煤層303盤區(qū)首采工作面,煤層傾角3°,所采煤層距地表深度190~200m。工作面東部為12#煤集中巷道,南部60m為蹬空區(qū),西部為侏羅系煤層剝蝕邊界,北部225m為F1落差60m,傾角∠75°的斷層;工作面上方無可采煤層,下方為13#層實(shí)體煤巖。工作面走向長(zhǎng)度500m,傾斜長(zhǎng)度90m,切眼寬度6m,高度2.2m。煤層偽頂為0.03m的粉砂巖,直接頂為平均厚1.67m粉砂巖,基本頂為平均厚9.86m中、細(xì)砂巖。
工作面采用傾斜長(zhǎng)壁一次采全高后退式綜合機(jī)械化采煤,選用MG250/600-AWD采煤機(jī)、ZZ5600/14/28液壓支架60架、ZZS6000-17/37端頭支架3架、SGZ-764/264刮板機(jī)、SZZ-764/132轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM-110破碎機(jī)1臺(tái)、設(shè)備列車。
8301工作面回采至頭巷178m、尾巷175m時(shí),在工作面11#架到38#架揭露沖刷帶的沖深最大范圍。沖刷帶破壞了煤層的連續(xù)性,部分夾雜煤線,附近圍巖變形。根據(jù)地質(zhì)資料、揭露沖刷帶賦存狀況、巷道鉆探結(jié)果分析,推斷該面沖刷帶寬度13~18m,沖刷帶頭尾跨度53m,煤層最薄位置只有1.1m,巖性為中粗砂巖。
(1)現(xiàn)場(chǎng)沖刷帶厚度較薄時(shí),采煤機(jī)控制好牽引速度和截割深度,正常割煤前進(jìn)。
(2)當(dāng)沖刷帶巖體厚度能夠滿足采煤機(jī)通過時(shí),采煤機(jī)將底煤掃空后,進(jìn)行松動(dòng)爆破,在頂板往下20cm布置一排炮眼,眼深1.5m,水平間距1m,配合采煤機(jī)截割掃矸、找頂、找底、出渣。
(3)當(dāng)沖刷帶切入煤層更深,無法滿足設(shè)備通行的最小距離時(shí),機(jī)組提前15m停機(jī)。施工人員在煤(巖)壁三花布置炮眼,眼深1.5m,眼距水平距離1m,鉛垂距離0.5m,采用逐段打眼、逐段松動(dòng)爆破,每20m為一段,減小爆破對(duì)設(shè)備和頂板的影響。如巖石較軟,則適當(dāng)減少炮眼數(shù)量和裝藥量。
圖1 工作面炮孔布置示意圖
(1)爆破后采高保持在2.2~2.3m,采煤機(jī)要沿底割頂截割,最大限度降低破巖量,保證工作面支架間距均勻完好,與煤壁垂直,溜子平直。
(2)松動(dòng)爆破后的回采工藝為:割煤(巖)→移架→打眼、裝藥、爆破→推溜→割煤(巖)。
(3)爆破后加強(qiáng)工作面頂板管理,提前備好單體柱、金屬網(wǎng)、木梁等支護(hù)材料,及時(shí)支護(hù)保證支架接頂良好,防止漏、冒頂。
(4)采煤機(jī)破巖運(yùn)行牽引速度不得大于2m/min,防止采煤機(jī)截割困難,采用多循環(huán)、短推進(jìn)的方式,控制進(jìn)刀深度。
(5)爆破前拉空清理溜子,保證刮板機(jī)正常運(yùn)輸。
(6)爆破之前,采煤機(jī)要停放在安全地點(diǎn)(與爆破地點(diǎn)距離≥30m)并做好防護(hù);對(duì)爆破地點(diǎn)前后35m范圍內(nèi)的支架、電纜、管路等設(shè)備設(shè)施用廢舊皮帶覆蓋,以防止設(shè)備損壞。
(7)松動(dòng)爆破后,班組長(zhǎng)先排查頂板和幫,發(fā)現(xiàn)有片幫、漏頂?shù)痊F(xiàn)象時(shí),進(jìn)行處理,將隱患排除后,由專人拆除保護(hù)設(shè)施并檢查設(shè)備完好狀況。直徑大于0.5m以上的巖石,及時(shí)用大錘或拉小炮破碎,防止大石塊損壞采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)。
(8)采煤機(jī)截割巖石時(shí),及時(shí)檢查滾筒情況,及時(shí)更換損壞的截齒、噴頭,確保噴霧霧化效果良好,并時(shí)刻觀察機(jī)組各項(xiàng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)正常。
(1)采用松動(dòng)爆破技術(shù),不需重新掘進(jìn)切巷和進(jìn)行設(shè)備搬家,有效節(jié)約人力成本與時(shí)間成本,經(jīng)估算節(jié)約資金約60萬元。
(2)由于工作面順利通過沖刷帶,提高了煤炭資源的回收率,多回采原煤0.6萬t。