孤岛综采工作面安全开采技术研究潞西

1、研究背景    童亭煤矿S1073工作面位于S107采区浅部，上部为已回采结束的S1071工作面，下部为已回采结束的S1077工作面，左至CF8-1∠60～70°H=5～15m断层保护煤柱，右至S107集中巷保护煤柱。该面内煤层结构简单，煤厚平均在3.5米左右，煤层倾角为5°～17°，平均9°左右。该面煤层整体呈单斜构造，工作面里段轻微褶曲发育，煤层走向与工作面斜交。工作面外段断层极其发育，尤其较大断层DF8 ∠70°H=0～20m、S1071 FX17∠60°H=12m将对回采有很大影响，预计采至DF8断层处的综采储量为32万吨。由于S1071工作面和S1077工作面均已回采结束，致使S1073工作面成为孤岛工作面。孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点。采动过程中工作面上下巷道围岩会处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，严重威胁了人员出入和机械设备的正常运转；一定条件下，采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷，形成大面积片帮，严重时会造成支架压死、设备损坏，挤出的煤体会封堵工作面出口，同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。因此，如何确定孤岛工作面回采时的防治措施，从而避免此类工程灾害的发生，实现S1073孤岛工作面的安全开采，成为摆在集团公司和童亭煤矿面前的一大问题。    目前，关金属带锯床于孤岛综采采场的矿压理论及安全回采实践已有一定的研究，但孤岛综采工作面开采过程中冲击矿压的防治及巷道围岩的控制等，仍是影响矿井生产的一大难题，尤其对于S1073孤岛工作面厚松散层薄基岩的加油机特殊地质条件下，其相关的安全开采技术也具有其特殊性。所以，开展S10电动剪板机73孤岛工作面安全开采技术研究，可以揭示厚松散层薄基岩孤岛工作面的矿山压力及其波峰焊覆岩运动规律和特征，从而解决工作面顶板矿压的控制等一系列科学问题。对于生产实践而言，防止了顶板事故的发生，保证了作业人员的安全和机械设备的正常运转，为童亭煤矿乃至集团公司的孤岛综采工作面的安全开采提供指导，具有十分重要的意义。    2、研究成果    2.1 两巷矿压显现特征    初期回采30m,两巷围岩没有没有太大变化和非孤岛回采变化一致;推进30m以后,两巷围岩开始剧烈。回采期间,回风巷支承压力影响范围达120m,机巷支承压力影响范围达110m,回风巷支承压力峰值区为10～50m,机巷支承压力峰值区为l0～40m。变化曲线如图一。    通过几个月的数据显现，回采速度对围岩变形的影响较大。资料显现推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。     采取的针对性解决措施    ①超前支护范围由20 m改为40 m;    ②增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量;    ③加强工作面顶板的超前管理;    ④对机巷巷自工作面向外40-50m范围内的巷帮下部进行扩帮,工作面上帮10-20m范围内对上帮进行扩帮，以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。    图一           ⑤对风巷超前20米范围内进行卧底，以保证回风断面和人行道高度。    距离工作70m-120m，工作面平均推进速度为2.5m/d。    缓升区    顶、帮发生位移的时间为18-25天，机巷顶板位移速度一般为2 ～8 mm／d，帮位移速度为1-6 mm／d，其变化速度明显高于一般回采巷道，原因为相邻采空区的残余应力的存在，使其位移量分占总位移量的11.3%和11.1%。