设计甲级  |  施工一级

煤矿专用爆破聚能管

CLASSIC CASE

煤矿专用爆破聚能管

详细说明

中兴矿沿空切顶成巷无煤柱开采技术研究 生产处   薛林辉 摘要:为解决中兴矿充填材料沿空留巷成本高,留巷变形严重,及留墙应力集中对近距离煤层下分层开采引起的灾害问题,提出了工作面卸压沿空切顶成巷无煤柱开采方法,对沿空巷道顶板实施超前预裂,切断沿空巷道顶板与采场直接顶、基本顶的联系,在周期来压作用下采场顶板沿预裂面切落形成巷帮,隔断采空区并支撑上位移动岩层,改善了巷道围岩应力环境,将巷道围岩应力集中转移到深部,实现巷道稳定,并在中兴矿1200工作面运输巷中成功应用。 关键词:沿空留巷;切顶成巷;双向聚能爆破   1  切顶卸压沿空成巷开采技术 1.1技术原理 该技术采用爆破超前预裂顶板,在采场周期来压下沿空切顶,形成对上覆基本顶梁的支撑结构,控制基本顶的回转和下沉变形,实现卸压;切落的顶板形成巷帮,隔断采空区,从而保留工作面下平巷,实现单面单巷采掘模式,该方法具有消除临近工作面煤体上方应力集中,减小采掘比,提高生产效率,操作简单,造价低廉,避免留设煤柱引起的冲击地压、瓦斯突出、自燃灾害等优势。 开采工艺方法:1)首采面上下平巷施工;2)下平巷采空区侧超前加固锚索及顶板预裂爆破施工;3)动压临时加强支护及监测;4)工作面回采;5)沿空挡矸高强支护,采场顶板周期来压,沿爆破切缝断裂成巷帮;6)工作面后方矿压稳定区对沿空巷道继续实施刷帮卧底及补强等二次维护措施;7)工作面后方成巷区进行采空区侧防漏防火等密闭措施处理。 1.2技术关键 切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术的成功应用需要几个配套的关键技术,具体如下: 1)双向张拉聚能爆破预裂切顶技术,利用双向聚能爆破管实现定向爆破,可以很好实现岩石沿一个方向张拉发生断裂,在垂直方向则可以很好保护岩体强度和完整性,达到沿空成巷顶板预裂的技术要求。 2)切顶卸压沿空成巷恒阻大变形锚索控制顶板技术,在切顶卸压沿空成巷过程中,巷道要经历初期掘进变形,超前动压变形,采场直接顶、基本顶来压变形、采后顶板压实矸石缓慢变形等多个变形阶段,由于巷道的大变形特征,要求支护材料相应具有较大的变形能力以适应沿空巷道的大变形特征,而目前国内煤矿巷道普通采用的锚索当屈服伸长达到其极限(一般为18%)时,就会产生破坏,恒阻大变形锚索能适应深部巷道大变形的要求,承载力达15~20kN,延伸量均可达到300~600mm。 针对沿空巷道顶板的矿山压力显现规律和岩层移动特征,针对型地提出了巷旁恒阻大变形锚索加强支护、单体支柱动压加强支护的联合支护技术。 2  工程实例 2.1开采条件 中兴煤矿位于山西省交城县,井田面积19.8625km²,属高瓦斯矿井,地质条件中等。1201(S)工作面开采2#煤层,煤层倾角2~8°,工作面倾向长190m,走向长310m,埋深306-456m,属二叠系下统山西组,采厚2.4m,顶板自下而上依次为1.83m砂质泥岩、0.11~0.44m煤(泥岩)、3.38~4.66m砂质泥岩、0.47~0.56m煤、5.96~6.61m细砂岩。 中兴煤矿1201(S)工作面巷道布置情况如图1所示。1201(S)运巷顺槽采用切顶卸压自动成巷技术留巷,留巷长度310米,作为1201(N)工作面的运输顺槽使用。