张东军(陕西煤矿安全监察局榆林监察分局,陕西 榆林 719000)
论浅埋煤层综采工作面末采让压技术
张东军
(陕西煤矿安全监察局榆林监察分局,陕西 榆林 719000)
综采工作面末采贯通让压技术是观测顶板周期来压的规律,在综采工作面工作面与回撤通道贯通前,调整综采工作面的推进速度和采高,来调整工作面顶板周期来压的步距,在贯通前,使综采工作面出现一次顶板周期来压,让综采工作面的顶板压力得到释放。
浅埋煤层;让压;周期来压步距
神府东胜煤田是世界八大煤田之一,煤层均赋存于侏罗统延安组,埋藏较浅。以我工作过的纳二矿为例,主采煤层6#煤,厚度为6.18~6.90米,平均厚度6.29米,采用长壁大采高综合机械化采煤方法,工作面割煤高度5.3米,巷道高度为3.7米,主回撤通道使用垛式支架及单体液压支柱支护。
6101综采工作面贯通时遇顶板周期来压, 顶板岩层在主回撤通道与工作面交接处全部断裂,断裂的顶板压在工作面液压支架、主回撤通道内垛式支架及液压单体支柱上,导致二分之一的单体被压弯或压断,支架活柱行程缩短,顶板下沉导致回撤高度不够,使工作面无法安全高效回撤。
为保证工作面的安全顺利回撤,对6102综采工作面矿压显现规律观测、分析总结后,提出了综采工作面末采贯通让压技术,并在后续工作面末采贯通过程中应用,效果显著。
综采工作面末采贯通让压技术是观测顶板周期来压的规律,在工贯通前,调整综采工作面的推进速度和采高,调整工作面顶板周期来压的步距,使综采工作面出现一次顶板周期来压,让综采工作面的顶板压力得到释放,使工作面贯通、回撤时,避开了来压峰值,顶板的悬顶面积无法构成一次周期来压,减小回撤时顶板压力,保证了回撤工作的安全进行。
1.1 矿压观测系统
矿压观测系统在工作面布置130个数字压力计,通过一台数据采集器进行顶板压力数据信息采集,数据采集器携带至井上后通过适配器将数据信息传送到计算机并将数据分析处理。
1.2 矿压观测方案
为了分析6102综采工作面顶板在不同部位的来压规律、显现程度及支架的工作阻力,在工作面布置以下测区:Ⅰ测区(6#~10#架)、Ⅱ测区(42#~46#架)、Ⅲ测区(60#~64#架)、Ⅳ测区(108#~112#架)。
1.3 工作面支架阻力随工作面推进的变化规律
(1)监测时间:2008.12.1~2008.12.8,工作面推进距离:317.7~376.2米,煤层埋深:178~185.5米。
1)工作面Ⅰ测区支架支护阻力的变化规律,支架平时压力在5625 kN/架(27 MPa)左右,占额定工作阻力的65.67%。来压时压力在6725 kN/架(33 MPa)左右,占额定工作阻力的77.83%,安全阀均未开启,工作面Ⅰ测区周期来压步距平均为28米。
2)工作面Ⅱ测区支架的工作阻力的变化规律,支架平时压力在7336kN/架(36 MPa)左右,占额定工作阻力的84.9%。来压时支架压力在8316KN/架(40MPa)左右,约占液压支架额定工作阻力的96.69%,最大时达到8787 kN/架(43.12 MPa),60#架安全阀开启4次, 64#支架安全阀开启5次,工作面Ⅱ测区周期来压步距平均为24米。
3)工作面Ⅲ测区支架的工作阻力的变化规律,支架平时压力在6853kN/架(33.63MPa)左右,占额定工作阻力的85.74%。来压时压力在8117KN/架(40MPa)左右,占额定工作阻力的91.98%,87#支架的安全阀开启3次, 93#支架的安全阀开启2次,工作面Ⅲ测区周期来压步距平均为23.5米。
4)工作面Ⅳ测区支架的工作阻力的变化规律,液压支架平时压力在6113 kN/架(30 MPa)左右,占额定工作阻力的70.75%。来压时支架压力在7335kN/架(36MPa)左右,占额定工作阻力的84.9%,113号支架安全阀开启2次,Ⅳ测区内其它支架安全阀均未开启,工作面Ⅳ测区周期来压步距平均为25米。
(2)监测时间:2009.4.23~2009.4.30,工作面推进距离:1221~1289米,煤层埋深:130~108米。
1)工作面Ⅰ测区支架支护阻力的变化规律,支架平时压力为5797.35kN/架(28.93 MPa)左右,来压时支架压力在6882.35 kN/架(33.7MPa),达到额定工作阻力8640kN/架(42.4MPa),工作面Ⅰ测区周期来压步距平均为26.5米。
2)工作面Ⅱ测区支架的工作阻力的变化规律,支架平时压力为6595.15kN/架(32.37 MPa)左右,来压时支架压力在8452.5kN/架(41.48MPa),工作面Ⅱ测区周期来压步距平均为25.5米。
3)工作面Ⅲ测区支架的工作阻力的变化规律,支架平时压力为6082.65kN/架(29.85MPa)左右,来压时支架压力在8071.35kN/架(39.6MPa)左右,工作面Ⅲ测区周期来压步距平均为26.5米。
4)工作面Ⅳ测区支架的工作阻力的变化规律,支架平时压力为5118.8kN/架(25.12 MPa)左右,来压时支架压力在5874.8kN/架(28.83MPa)左右,安全阀均未开启,工作面Ⅳ测区周期来压步距平均为27米。
对6102综采工作面矿压显现规律分析,在距回撤通道28米时,工作面来一次周期来压,47-82 号支架的安全阀开启,为了控制周期来压步距, 工作面的推进速度降为每天4米,在距回撤通道8米时,工作面停产等待周期来压,在停产期间工作面顶板来了一次周期来压,使周期来压步距得到了控制,在工作面贯通前顶板压力得到了释放。来压后,工作面加快推进速度,并把采高降低至4.1米等手段来调节,在贯通后顶板没有感觉到明显的压力,回撤通道内的支架及单体支柱没有受顶板压力的影响,成功地控制周期来压步距,工作面与回撤通道顺利贯通, 为安全回撤创造了条件。
张东军(1980-),男,工程师。