綜采工作麵過陷落柱開采技術

　　14-3#層303盤區8303工作麵在回采過程中,於2006年7月28日早班回采至頭巷258米，尾巷252米時，在工作麵33#架到47#架揭露陷落柱。陷落柱為全斷麵岩石，較為發育，破壞了煤層的連續性，給工作麵正常生產帶來了很大的影響，實際揭露陷落柱長徑為75米，短徑為55米。工作麵頭尾落差達12米，陷落柱的不規則下沉，造成柱體內岩塊鬆散，岩性不一致，硬度有較大差別，部分夾雜煤屑塊，同時陷落柱下沉過程中由於重力滑動和摩擦造成附近的圍岩斷裂和變形，產生派生構造，在陷落柱邊緣形成多道斷層，從而產生地塹地壘，使工作麵起伏不平;其次是頂板完整性遭到破壞造成湧水增大。為此，我們采取了以下方法取得了較好的效果。

　　1、采用了深眼爆破的技術。要求隔架打眼，孔深4.5～6米，孔徑53mm，距底板0.8米,孔距3米，眼必須平行於底板。采用4#硝銨炸藥使用導爆索通過雷管引爆，分散裝藥結構每眼4～6公斤，采用逐個起爆的方法。在實際操作過程中，根據岩石的硬度和破碎程度的不同選擇不同的孔深和裝藥量。

　　2、采用風鑽局部補眼。即在岩石震動效果不佳的地方，通過風鑽打眼放震動炮，要求眼深1.5米，少裝藥，放小炮的方法。

　　3、調整了割煤工藝。采用超前拉架割單刀的方式，機組上行截割煤岩，下行裝煤。要求每個圓班推進3米，即夜班4個循環，早班2個循環，每個循環必須保證工程質量。

　　4、采用打放水孔的方法，加強對工作麵湧水的排放。即采用在頭巷陷落柱範圍內，每隔十米打一個放水孔和2301巷貫通進行排水。

　　5、加強對支架的保護。要求再陷落柱範圍內將支架的四個立柱用皮帶包裹，同時在支架的前柱再吊一道皮帶。

　　6、調整工作麵采高。要求工作麵高度保持在2.3米到2.5米。

　　1、改變了傳統的爆破方式，采用了深眼爆破的技術。並改進了裝藥方法。2、采用了打放水孔往2301巷放水的方法，加強了工作麵湧水的治理。 3、調整了割煤工藝。4、采用了風鑽局部補眼的技術。5、加強對設備的保護。6、調整工作麵采高。

　　采用該技術在14-3#層303盤區8303工作麵安全順利的過了陷落柱。為我礦過陷落柱積累了經驗，取得經濟效益約100萬元。

　　一、完成時間：

　　2006年11月22日

　　二、完成人：

　　張效春 吳躍平 韓利軍 馮彥銘 張德良

　　魏 鈞 馬太和 韓潤平 趙 亮 白建平

　　三、完成經過

　　㈠、工作麵概況

1、14-3#層303盤區8303工作麵位於303盤區北翼，工作麵對應上覆為12-2#層8303、8305已采麵及小窯采空區。工作麵煤層較穩定， 大部分有兩層夾石，夾石厚度為0.05～0.4米，煤厚為2.4～3.2米，平均2.9米。工作麵地質構造校簡單，共揭露8條斷層，其中在頭巷340米處揭露的落差為2.9米正斷層對回采影響較大。頂底板岩層岩性如綜合柱狀圖所示。

　　2、工作麵水文地質條件較簡單，煤岩層含水微弱，含水係數為0.1。工作麵對應上覆12-2#層8303、8305工作麵及小窯采空區積水已經過鑽孔放水，11#層小窯采空區積水不明。在回采初期已對工作麵上覆局部低窪處積水作好應對措施。

　　3、由於上覆為采空區，回采過程中為防止上覆有害氣體下泄的威脅，已進行了升壓通風管理。

　　㈡、陷落柱賦存狀況

　　本工作麵於2006年7月28日早班回采至采位為頭巷258米、尾巷252米時，在工作麵33#架～47#架突然揭露大麵積全斷麵岩石，通過對揭露的性狀03manbetx 及鑽孔探測，確定為陷落柱，初步推測陷落柱的範圍呈橢圓狀，長軸大於46米，短軸大於30米，位置為橫向靠近工作麵頭部，縱向已接近頭巷340米處揭露的落差為2.9米斷層，重新開掘切巷如避開斷層和陷落柱的影響資源損失較大，且需全隊停產等待。為此礦黨政果斷決定采取有力措施推過影響區域，以提高資源回收率，緩解生產銜接。經過全礦上下52天的拚博奮戰，於2006年9月17日終於采過陷落柱，完成了預定目的。

　　經過實際揭露，陷落柱的長軸為75米，短軸為55米，陷落柱的不規則下沉，造成柱體內岩塊鬆散，岩性不一致，硬度有較大差別，部分夾雜煤屑塊，同時陷落柱下沉過程中由於重力滑動和摩擦造成附近的圍岩斷裂和變形，產生派生構造，在陷落柱邊緣形成多道斷層，從而產生地塹地壘，使工作麵起伏不平。

　　陷落柱在下沉過程中形成漏鬥狀凹陷區域，使上覆頂板岩層的連續性遭到破壞，陷落柱範圍內頂板湧水量急增，造成生產環境惡化。

　　㈢、施工組織方法

　　采用深孔爆破技術，調節工作麵采高，調整割煤工藝，局部采用風鑽打眼放炮來達到鬆動岩石，打放水孔治理湧水，並對設備進行妥善保護。成立以礦領導為首的過陷落柱領導組，統一指揮，協調合作。

　　圖2 陷落柱示意圖

　　1、深孔爆破的方法

　　(1)采用隔架打眼的方法：鑽機隊二班負責打深眼，要求在陷落柱範圍內每架打一個眼，即鑽機隊二班第一天打單數架號位置的眼，第二天打雙數架號位置的眼，這樣可以保證日推進3米。要求孔深6米，孔徑53mm，距底板0.8米,孔距3米，眼必須平行於底板。

圖3 炮眼布置圖

　　(2)裝藥方法：

　　采用導爆索引爆，分散裝藥結構，使用4#礦用岩石硝銨炸藥，每孔裝藥量為4公斤，見圖4所示。先將導爆索插入藥卷中，用膠帶裹牢，插入孔底，接著再裝一卷藥，隨後裝兩卷炮土，每卷炮土長50公分，然後再兩卷藥，最後用炮土封好。在實際操作過程中，為提高爆破效果，根據岩石的硬度和破碎程度的不同，優化了爆破參數，進一步提高了岩石的鬆動效果，采用了4.5米和6米的孔深，裝藥結構也有所變化，孔深為4.5米時裝4卷藥，孔深為6米時裝6卷藥，裝藥結構如下圖。

　　　圖4 裝藥結構

　　(3)爆破方法：

　　導爆索使用雷管引爆，采用逐個爆破的方法爆破。

　　2、結合風鑽局部補眼爆破。在岩石震動效果不佳的地方，如工作麵上部通常在深孔爆破後仍有較大岩塊，影響機組截割，采用風鑽打眼放小炮破碎，眼深為1.5米，每眼裝藥400克。

　　3、調整了割煤工藝。由於工作麵頭尾落差達12米，頭低尾高，所以采用超前拉架割單刀的方式，即機組上行截割煤岩，下行裝煤。每個循環必須保證工程質量。

　　4、采用打放水孔的方法，及時排放工作麵湧水。在頭巷陷落柱範圍內，每隔十米打一個放水孔和2301巷貫通進行排水。在二部皮帶頭低窪處打兩個放水孔與2301巷貫通進行排水。采取以上措施後對陷落柱的頂板湧水的治理能夠滿足生產要求。

　　5、加強對設備的保護。在陷落柱範圍內將支架的四個立柱用皮帶包裹防止損壞，同時在支架的前探梁下再吊一道覆蓋工作麵全高的皮帶，防止爆破飛石和提高裝岩效果。

　　6、調整工作麵采高。工作麵采高調整到2.3米到2.5米，以滿足機組的最小通過高度和留有一定的安全間隙為限。

　　㈣、施工安全技術要求：

　　1、爆破前將支架、管線等嚴格保護，避免損傷;爆破後必須將電纜槽和支架內的石塊雜物清理幹靜。

　　2、在陷落柱範圍內每個循環必須超前拉架，保證達到最小控頂要求。

　　3、每天由鑽機隊二班負責打深眼爆破，早夜班按正常循環進刀及小孔破碎大塊岩石，工作麵必須割平，支架放平，不容許急提急刹。在陷落柱範圍內嚴格控製機組速度，不得超過2米/分鍾。不得利用機組強行截割圍岩。

　　4、加大機電檢修力度，保證設備正常運轉，特別是保證支架初撐力和工作阻力，不得出現跑、冒、漏、串、滴等現象，支架工必須將支架升緊升牢，保證達到支護效果.

　　5、在過陷落柱期間，工作麵附近必須存放50根鋼梁、100根單體柱及二十套鋼針，以備不時之需。

　　㈤、社會經濟效益

　　經過50餘天的艱苦奮戰，工作麵比較順利通過了陷落柱，並在短時間內通過了陷落柱伴生的斷層影響區段，取得了很好的效果。

　　1、節省了重開切眼巷道及二次搬家準備的工程量，相對節約了大量的財物和人工的投入。

　　2、如果進行小搬家必須避開340米處落差2.9米斷層的影響，采用連續回采出來後多生產原煤 1.7萬噸，提高了資源回收率。

　　3、為將來過類似地質構造影響提供了一次有益的參照，積累了一定的經驗和辦法。

　　通過對比，產生的直接經濟效益約100萬元。