淮河能源控股集团煤业公司潘三矿:运用切顶卸压护巷技术实现安全高效回采

发布时间:2024-04-26 15:04:28
作者:李枫
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随着煤炭开采深度不断延伸,地压治理难度也随之不断增加,对于沿空留巷或系统巷道来说,受相邻采动影响,巷道持续变形、底鼓严重等特征日益凸显,严重制约着矿井安全高效生产。淮河能源控股集团煤业公司潘三矿积极探索,合理运用切顶卸压护巷技术,大大降低了巷道支承应力影响范围,对矿井安全高效回采具有重大意义。

“工作面回采过程中,前方会产生超前支承应力,采动应力随着工作面的推进在顶板中周期性持续向前方动态传递,为了减小超前支承应力对周边巷道以及临近阶段巷道的影响,在采动应力来临之前,我们选择切断顶板关键层位,阻断应力传播路径,使得顶板压力提前释放达到保护巷道的目的。”该矿生产技术科采煤技术专员国晓丹向笔者介绍。

该矿结合实际,自去年7月份开始,对2121(3)工作面运顺顶板进行深孔爆破切顶卸压,以此减小工作面回采对下一工作面轨顺巷道压力的影响。

“在爆破孔设计上,我们根据工作面回采高度,按照每15m一组,一组3个孔布置,与运顺夹角为90°,倾角分别为35°、51°、75°,孔深控制在27m至45m范围。”国晓丹如是说,“其目的就是超前对回采工作面上覆顶板关键层位进行切顶卸压爆破,切顶回采应力传递通道,减小运顺超前压力影响,从而减小运顺变形,同时减小下阶段工作面轨顺掘进巷道压力。”

通过切顶卸压护巷技术的运用,该矿在2131(1)工作面轨顺掘进期间,巷道围岩变形控制取得了较好效果,巷道底鼓量及两帮部位移量从以往1米左右降至200~300mm之间,大幅减少了巷道维修量,有效解决了围岩易片帮难题,降低了人力、物力投入,保障了工作面安全生产。

截至目前,该矿分别对2121(3)工作面运顺、2331(1)工作面运顺及收作线附近、1692(1)工作面运顺、16118工作面运顺进行切顶卸压护巷,共计护巷约2600m。

“运用切顶护巷,不仅要‘护’得住工作面相邻巷道的稳定性,也要‘留’得住系统巷道和瓦斯治理巷,尽可能实现效果最大化,减少巷修和掘进期间工作量,确保矿井安全高效可持续发展。”该矿生产技术科科长赵志永告诉笔者。

针对该矿回采的16118工作面,由于顶板逐渐垮落,西三8煤上部采区轨道石门、胶带机上山和回风上山均受动压影响,该矿设计出一种关键区岩层裂化阻断应力路径的卸压控制方法,在16118工作面停采线位置进行顶板预裂爆破形成裂化区岩石,改变高应力的传播方向,有效降低采动应力影响,减小围岩的应力集中程度,从而控制系统巷道的围岩变形。

“为了提高工作效率,降低成本费用,我们将采用水力压裂切顶卸压技术对系统巷道进行切顶卸压,根据现场实际情况分析,其安全性更高、劳动强度更低。”赵志永对水力压裂技术的优势进行介绍。

据了解,该矿正对-650m西三轨道石门和西三8煤回风上山进行钻孔水力压裂和大直径钻孔掏穴卸压,共设计钻孔166组,长度3957m,以此阻断11-2煤层(已回采完毕)遗留煤柱应力传递、巷道间应力叠加效应,确保系统巷道能够“留”得住。

“下一步,我们将在分析总结运用成果的基础上,全面推广使用,做到应切尽切,真正从‘抗’压向‘卸’压转变,确保顶板实时安全可控,为矿井安全高效生产提供强有力的技术保障。”该矿采煤技术资深主管朱亮说。

(责任编辑:于昊阳)

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