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1、石炭二叠纪山石炭二叠纪山 4#煤层过特殊地质构造带综采开采工艺煤层过特殊地质构造带综采开采工艺一、立项原因一、立项原因1、工作面概况一盘区山 4# 8101 工作面长 228m，可采走向长度 1788m，可采储量 149.2 万吨。煤层厚度 0.873.37m，平均 2.64m，复杂结构煤层，含 14 层夹矸，夹矸厚度 01m，平均 0.57m。2、围岩特征伪 顶：北部 0.15m 砂质泥岩，中部 0.2m 炭质泥岩。直接顶：厚度 0.7110.6m，平均 3.94m，岩性为灰褐色高岭质泥岩，灰色粉砂岩，灰白色细砂岩。老 顶：厚度 2.77.95m，平均 4.42m，岩性为灰白色粗砂岩。直接底
2、：厚度 0.81.25m，岩性为灰褐色高岭质泥岩。3、掘巷过程中，煌斑岩揭露情况在掘巷过程中，头、尾巷均揭露煌斑岩侵入，2101 巷侵入范围从 570m670m（采位），5101 巷侵入范围从 567m736m（采位），其中：（1）采位：567m640m，73m 范围内为一层煌斑岩侵入；（2）采位：640m693m，53m 范围内为两层煌斑岩侵入；（3）采位：693m736m，43m 范围内为一层煌斑岩侵入；一盘区山 4#8101 工作面由于受煌斑岩侵入影响，侵入区域内煤体侵蚀，煤质变为硅化煤硬度极高，煌斑岩硬度 f=10.3。4、回采过程中，煌斑岩侵入情况工作面推进位置：头 510m（采位）
3、 、尾 523m（采位）时，在工作面30#及 90#支架底板处已揭露煌斑岩。由于煌斑岩质地致密、坚硬（硬度 f=10.3） ，机组截割困难。当时以煌斑岩作底板，截割顶板岩石（保证采高不得高于 2.5m）进行回采割煤。当工作面推进至头570m、尾 567m，已进入头尾巷道所揭露煌斑岩侵入区域。二、研究内容二、研究内容实际回采过程中从 2011 年 12 月 10 日开始，当工作面推进至头510m、尾 523m 处，切巷 30 架、90 架揭露煌斑岩，与 2012 年 3 月23 日，工作面推进至尾 736m 顺利通过煌斑岩侵入区域，侵入范围510736m，侵入长度 226m，采出煤量 22.6
4、万吨。由于煌斑岩质地致密、坚硬（硬度 f=10.3） ，机组截割困难，在实际回采过程中，通过采用以下几方面措施顺利通过煌斑岩侵入区域：一）人力资源管理一）人力资源管理为了确保顺利通过煌斑岩侵入区域，公司党政高度重视，曾多次召开专题会议，制定多项方案、采取多项措施，力争以最小的人力、物力投入，换取最大化的经济效益，实现“精采细采” ，提高不可再生资源回收率。为了保证 8101 工作面顺利通过煌斑岩侵入区域，特成立以董事长为首的过煌斑岩开采技术攻关领导组，并制定了具体领导组人员职责。过煌斑岩开采期间，领导组人员采用“三八”制盯班上岗，组织、协调好综采及普掘队组生产关系，保证施工人员、支架及机电设备
5、安全。并统一协调、疏导各生产环节关系，集中人力、物力、设备投入优势，全力保证顺利通过煌斑岩侵入区域。制定过煌斑岩期间机电设备维护、顶板管理、通风等安全技术措施。二）过煌斑岩开采技术管理二）过煌斑岩开采技术管理1、 “浅孔预爆破”开采技术1）钻机的选择根据煌斑岩的岩性和打孔的深度及现有钻机选用 7655 凿岩机能满足需要。2）爆破器材的选择塔山矿属于高瓦斯矿井，根据煤矿安全规程规定，预爆破可采用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药，导爆索使用煤矿许用导爆索；雷管使用煤矿许用电雷管，瞬发电雷管，放炮使用放炮器。3）预爆破参数的确定预爆破位置的确定：从 5101 回风巷 567m 处开始到 736m 处
6、，沿走向长度 169m。预爆破炮孔与巷道位置和各炮孔位置：当煌斑岩位于底部，厚度为500800mm，施工一排孔，孔间距 1000mm；煌斑岩厚度为 8001500mm 时，施工两排孔，孔间距 600mm。炮孔角度：水平角度（与工作面煤壁夹角）孔与工作面煤壁夹角为 90，考虑打孔和孔里不能有水，仰角选择 0.10.3 度。孔深：由于煌斑岩侵入区域为不规则形，孔深不能太深，一般选择在孔深 1.2m 为适中。装药和封孔：装药采用人工装药，通过水炮泥及炮土进行封孔。4） “浅孔预爆破”效果评价通过采用“浅孔预爆破”技术，对煌斑岩进行松动爆破。爆破后效果，通过爆破使煌斑岩暴露自由面增大，煌斑岩产生不规则
7、裂隙，降低机组对煌斑岩截割强度。2、减小机组截深及牵引速度，降低采高，减少岩石截割厚度。3、进入煌斑岩侵入区域前，更换高强度截齿，增大滚筒对煌斑岩截割强度。4、在煌斑岩侵入区域回采过程中，每隔两小时检查一次滚筒截齿损坏程度，当截齿合金钢磨碎严重时，及时更换新截齿，保证机组滚筒对煌斑岩的有效截割。5、针对煌斑岩侵入区域不同的特征，采用不同的方法进行回采（挑顶或刹底） ，煌斑岩侵入区域对回采影响较大主要分为三个阶段：木楔雷管第一阶段：当工作面回采至采位 567m640m 时，73m 范围内为一层煌斑岩侵入，主要侵入在工作面底部，采用挑顶及“浅孔预爆破”技术松动煌斑岩硬性截割的方法进行回采。其中，工
8、作面挑顶高度 500mm，预爆破松动煌斑岩厚度 500mm。第二阶段：当工作面回采至采位 640m693m 时，53m 范围内为两层煌斑岩侵入，主要侵入在工作面中部和底部。回采过程中，以中部煌斑岩作为顶板，采用刹底及“浅孔预爆破”技术松动底部煌斑岩的方法进行回采。其中，刹底厚度 600mm，预爆破松动煌斑岩厚度 700900mm。第三阶段：当工作面回采至采位 693m736m 时，43m 范围内为一层煌斑岩侵入，主要侵入在工作面底部。回采过程中，采用挑顶及“浅孔预爆破”技术松动底部煌斑岩的方法进行回采。其中，挑顶高度 300mm，预爆破松动煌斑岩厚度 500mm。三）过煌斑岩开采技术方案比较过
9、煌斑岩开采技术方案比较1、 “浅孔预爆破”技术，硬性通过煌斑岩侵入区域综上所述，采用“浅孔预爆破”技术结合挑顶或刹底硬性截割煌斑岩的采煤方法，8101 工作面多采出煤量 22.6 万吨，提高可布面回采率，实现资源回收最大化。2、8101 工作面搬家重新开切眼当工作面遇煌斑岩侵入区域时，重新开切眼，将投入大量的人力、物力，工作面安全隐患也相应增大。切巷长 228m，机掘队组日进 10m，需施工 45 天，开尾壁龛断面 181.53.1m，还需施工组合锚索、机组起重锚索、滚筒窝等零星工程，需 5 天，开切眼合计共需 50 天。8101 工作面搬家时间 30 天，人员投入约 100 人/班，新切眼为
10、了保证安全运输液压支架，需对工作面底板进行硬化，新切眼底板硬化规格 22880.2m。重新开切眼及工作面搬家材料消耗表重新开切眼及工作面搬家材料消耗表序号序号材料名称材料名称材料型号材料型号单位单位数量数量1左旋无纵筋螺纹钢锚杆22 2.5m套43202护帮锚杆18 1.8m套15273锚索17.8 5.3m套13604组合锚索17.8 5.3m、10.3m套2405单体液压支柱DW40150/100X根6606金属网m273707玻璃锚杆18 1.8m套153084.0m 长“W”型钢带40001503根51094.8m 长“W”型钢带48001503根240103.5m 长工字钢梁11#工
11、字钢根120112.8m 木柱20根53212方木1200200200根1824通过上述两个方案比较，随采用“浅孔预爆破”技术，硬性通过煌斑岩侵入区域回采周期长，材料、配件消耗量大，但工作面出煤量增加，人力、物力等综合投入量相应降低。而选择工作面搬家，重新开切眼，既需要投入大量的人力、物力，又增加矿井安全生产隐患，雁崖扩区将近两个半月无回采产量。三、技术创新点三、技术创新点1、8101 工作面过煌斑岩侵入区域时，针对煌斑岩硬度大、致密等特点，采用“浅孔松动爆破”的方法，将煌斑岩提前进行预爆破（松动爆破） 。爆破后效果，通过爆破使煌斑岩暴露自由面增大，煌斑岩产生不规则裂隙，降低机组对煌斑岩截割强
12、度。2、在煌斑岩侵入区域回采过程中，每隔两小时检查一次滚筒截齿损坏程度，当截齿合金钢磨碎严重时，及时更换新截齿，保证机组滚筒对煌斑岩的有效截割。3、针对煌斑岩侵入区域不同的特征，采用不同的方法进行回采（挑顶或刹底） 。4、针对爆破产生的有毒有害气体及稀释瓦斯，工作面过煌斑岩期间，调整工作面风量。工作面风量由 2500m/min 增加到3500m/min，每班配专职安瓦检工及救护队员盯班上岗。四、社会经济效益四、社会经济效益8101 工作面顺利通过煌斑岩侵入区域，多采原煤 22.6 万吨，增创经济效益 1.24 亿元，提高了资源回收率。73670523米见下层煌斑岩510米见下层煌斑岩煌斑岩侵入区（双层）567570510118VV煌斑岩侵入区（单层）雁崖扩区山4号层8101工作面煌斑岩走向实测剖面图硅 化 煤 煌 斑 岩 炭质泥岩 砂质泥岩图 例采出方向截至12.9夜班完采位531m（距煌斑岩位置36m）截至12.9夜班完采位520m（距煌斑岩位置50m）煌斑岩侵入体素描图
