四台矿极近距离煤层采空下开采技术.docx

四台矿极近距离煤层采空下开采技术四台矿极近距离煤层采空下开采技术四台矿 404 盘区 10#层于 2001 年底开采结束，为保证盘区正常接替，必须开采 404 盘区下部 11#层。404 盘区 10#层与 11#属极近距离煤层，层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面 8423 工作面掘进、开采的成功完成，总结出宝贵的理论基础和实践经验，形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技术。1 盘区概况盘区概况11#层 404 盘区所处的开采水平为 1045 水平，上部 10#层均已回采结束，盘区走向长度 1340m1770m，倾斜长度 1180m。煤层包括 11#层和盘区中部 1000m 段 11#层与 12-1#层合并层，厚度 2.0m7.4m，平均厚度4.0m，煤层倾角 1060，平均 30，煤层与 10#层层间距 0.4m1.5m，平均 1m。404 盘区内地质构造复杂，有陷落柱 4 个，断层分布较密集。11#层顶板为粉细砂岩互层、层理、节理、裂隙发育，稳定性差，掘进和回采时顶板不易维护，易发生漏顶事故。2 2、开发方案说明、开发方案说明2.1 盘区巷道布置10#层、11#层盘区巷道采用联合布置方式，开采 11#层时，利用现有的开采 10#层已布置的 3 条沿南北向布置的盘区巷，平行 1045 轨道大巷依次布置轨道巷、盘区皮带巷、盘区回风巷。盘区轨道巷、盘区回风巷布置在 10#层，盘区皮带巷布置在 11#层。顺槽巷倾斜布置，即东西向布置。如图 1 所示。2.2 上下顺槽内错距的确定11#层受上覆 10#层采空区及层间距的影响，根据上部采空区塌落稳定后采空区及巷间煤柱的压力传递范围，同时结合同煤集团公司王村矿近距离煤层开采经验，选择 11#层工作面与 10#工作面内错式布置。根据顺槽平巷矿山压力显现规律，11#层顺槽在其与 10#层层间距确定的情况下，应布置于压力的传递影响角以外，压力影响角与煤层倾角、层间岩石性质有关，一般情况下当煤层倾角小于 250 时，压力影响为250450，11#层上覆 10#层煤层倾角一般为 0080，所以上下顺槽内错距应按水平煤层压力影响范围公式计算：3 3、首采面、首采面 84238423 工作面开采情况工作面开采情况3.1 11#层 8423 工作面基本概况11#层 8423 工作面相对上部 10#层 8423 工作面内错布置，两顺槽均内错 4m，工作面走向长度 1510m，可采长 1368m（前窑村保护煤柱142m），工作面倾斜长度 134m。工作面地质情况见表 1。3.2 首采面 8423 工作面掘进情况3.2.1 实体煤下巷道掘进情况8423 工作面上覆采空区段为 400m1200m，在非采空区段巷道掘进时皮带巷高度为 2.8m，宽度为 4.0 m，轨道巷高度为 2.8m，宽度为 3.6m，两巷均沿 11#层顶板掘进，支护形式为锚杆网、锚索联合支护。切巷宽6.5m，高 2.8m，锚杆、锚索联合支护。3.2.2 采空区下巷道掘进及维护由于 10#层与 11#属极近距离煤层，且层间距极不稳定，其中 800m 范围采空下 10#层与 11#层间距 0.4m1.5m，平均 1.0m，所以巷道掘进时采用留设 11#顶煤掘进，支护采用锚网和工字钢棚联合支护。巷道在采空区范围下掘进时压力显现非常明显，在 2423 巷具体表现为：所留设的顶煤由于节理裂隙发育，整体性差，加之顶板压力大，顶煤相当破碎，顶煤边掘边冒，掘进时随掘随冒，冒顶长度总计为 130m，冒顶宽度为 1.5m2.5m 高度为 0.91.4m，冒顶区瓦斯积聚超限，一般为 3%12%；能留住的顶煤处，由于顶煤已破碎，托于工字钢棚上方，压力显现：工字钢棚梁严重变形。为了提高近距离煤层留顶煤复合顶板巷道顶板的稳定性，我矿在极近距离煤层巷道 11#层 5423、2423 巷首次进行了小孔径全长锚固螺纹钢锚杆试验，该试验不仅实现了锚索和锚杆支护机具统一采用气动锚索钻机，大大提高了锚杆支护的安全可靠性，而且由于对锚固区的围岩整体约束，使锚杆支护系统刚度大大增强，有效的控制了顶板变形。为了解决锚杆托板压烂、锚杆螺帽压飞、锚杆杆体被拉断带来的支护及安全问题，我们采取了打 2.0m 短锚索加强支护的措施，支护能力大大提高，支护效果非常理想。针对棚梁压弯严重的现象，我们及时把棚距由 0.8m 改为 0.5m，在压弯的棚梁下支设单体液压支柱和木桩防止变形加剧。同时主动掌握近距离煤层矿压显现特点及动压规律，在掘进巷道中每隔 100m 安装一块压力盒，定期观测压力显现情况，发现压力大时，及时采取措施进行处理。通过以上支护工艺变更后巷道维护虽得到了一定的改善，但由于留设的顶煤节理裂隙发育，整体性差，加之上覆采空冲击压力的影响，仍经常发生顶煤边掘边冒的现象。为了更主动