掘进工作面“探掘合一”综合技术研究成果总结报告

掘进工作面“探掘合一”综合技术研究一、定题依据、任务来源及要求：xx煤矿为资源枯竭型矿井，为延长矿井服务年限，增加煤炭资源回收率，我矿于2012年初决定将掘进北翼采区，2013年初老采区回收完毕，目前生产主要集中在矿井北翼地区。北翼地区属于地质异常区域，现有地质资料不完善，不能准确标定风化带位置，这样就给本地区布置回采工作面增加了难度。北翼地区山青煤层位于可采煤层最上部，地质情况不明，早期的钻孔资料并不能精确确定煤层风化带的边缘，在设计1601工作面时只能参照老采区巷道掘进过程中实际揭露的煤层风化带的标高和有限的钻孔，另外还有小煤窑破坏，这无形之中给北翼地区布置工作面增加了难度，如何合理布置1601工作面风巷，减少不利条件影响，在保证安全的前提下最大限度地回收煤炭资源就显得尤为重要。二、课题研究内容及完成过程1、研究内容：我矿的采煤工艺简单，放炮落煤，人工装煤，机械运煤。采煤工艺决定的工作面的长度可以不受综采工艺的限制，可以在允许范围的进行灵活变化，如何合理布置1601工作面风巷，最大限度回收煤炭资源，经过矿总工程师多次组织采掘、地质、测量方面领导和技术人员以及采掘区队领导进行方案的设计论证，决定充分利用炮采工艺的优势，边探边掘，探掘合一，在条件允许的情况下，最大限度的提高煤炭资源的回采率。最终确定了1601风巷掘进具体方案：1601风巷总工程量为295米，其中岩巷51米，半煤岩巷道244米。巷1道为分流水棚子支护和正梯形棚子支护，流水棚子和正梯形棚子支护规格均为：巷道下净宽为3.2米、净高为2米。在掘进过程中采用中线和腰线分别控制巷道的方向和坡度。风巷开口位置在联络巷25米处，从联巷处按18°上山掘进约51米摸山青顶板，然后摸山青顶板掘进至设计位置。1601风巷支护采用矿工钢支护方式，支护设计为：煤矸崩落以后，首先进行临时支护，待架棚空间准备好后，方可进行永久支护。（1）临时支护当迎头煤（矸）崩落后要及时将前探梁(前探梁使用4米∏型梁，∏型梁由两个7号∏型钢对焊而成，∏型钢材质为27SiMn，腿高45mm，外宽100mm，内宽83mm，腰厚8mm，齿距52mm，对角125mm)伸到迎头，并在前探梁上布设永久支护的工字钢梁，岩巷掘进梁与顶板之间用小板梁配合双抗网背紧背牢，半煤岩掘进梁与顶板之间用塘材配合笆片背紧背牢，然后拧紧固定器，卡好前探梁，并用楔子将前探梁与各个棚梁背紧背牢，架设前探梁时要求两根前探梁距巷道中心线为500mm，沿巷道方向两个固定器相距1.5米左右。迎头10米使用好防倒器，具体要求为：防倒器的架设分上、下帮及顶梁，并各分为两行，每相邻棚子间各使用2根防倒器，正梯形棚子要求上行距梁头300㎜，下行距上行为400㎜；流水棚子要求为上帮上行距梁头400mm，下行距上行500mm，下帮上行距梁头300mm，下行距上行400mm；顶梁使用前探梁的地方不用防倒器，其后方顶梁要使用防倒器，要求距两帮各为400㎜，平行成直线，并随掘进前移。2（2）永久支护迎头煤（矸）崩落后，前探梁要及时伸到迎头，并将顶梁按每500㎜一架预放到前探梁迎头，岩巷用板梁配合双抗网、半煤岩用塘材配合芭片等背好顶后，在两帮和柱窝都崩好后，再分别竖上、下帮腿，要由外向里进行，最后按中腰线使好棚子、背牢帮顶、打齐撑木。（3）架棚巷道防止片帮、冒顶安全注意事项掘进迎头坚持使用好前探梁、防倒器、护好帮顶。坚持做好敲帮问顶工作，对迎头伞檐、活险煤矸以及不安全隐患要及时处理。掘进时最大空顶距不得超过1.2米，如围岩、顶板破碎，必须掘一架使一架，并要适当缩小棚距，要少装药，放小炮，眼深不超过1米，每眼装药量不超过1卷，炮眼深度小于0.6米时，必须封满炮泥，若炮眼深度在0.6—1米时，封泥长度不小于炮眼深度的1／2米，一次起爆。若局部发生冒顶必须摆木垛接顶，严禁出现软棚子。交接班时，由班长负责向下班交待清生产及安全隐患，以便及时处理。备修掘进方面1、备修棚子采用500×500mm十字顶梁、1.2m铰接梁配合单体液压支柱对巷道进行支护。具体施工方法：当迎头煤（矸）崩落后要及时用1.2米铰接梁支护好，拴好防倒链。在铰接梁两端上好十字顶梁，将水平销打紧打牢，然后用点柱升紧。此施工过程中至少三人配合施工，两人施工一人观帮观顶，以确保安全。2、备修时要挖好柱窝，单体柱必须穿铁柱鞋，拴好防倒链。33、备修棚子必须用挡帘、塘材等木料将帮顶背实、背牢，不得出现软棚子。4、备修高度不低于1.8m，备修长度不少于20米，人行道宽度不少于0.8m。5、备修巷道内所有点柱山势要正，迎山有力，所有点柱必须二次注液，其初撑力不小于90kN，不得出现失效柱。6、加强备修处内液压点柱的管理，有山势不正或歪扭的应及时扶正，重新升紧升牢。2、完成过程：1601风巷于2013年2月完成设计，3月份开始巷道掘进，风巷开口位置在联络巷25米处，从联巷处按18°上山掘进约51米摸山青顶板，然后摸山青顶板掘进至设计位置，巷道布置图如下：1601风巷按设计掘至55米处时进入风化带，向前使用钻杆进行钻探，向前探10米未见煤，经矿有关部门领导到现场查看研究之后决定进行变向1601风巷巷道布置图山青集中运巷1601风巷山青集中风巷4掘进，变向后巷道继续掘进，待变向45米后煤层依然呈风化状态，为缓解工作面衔接紧张局面，经矿总工程师及有关领导和技术部门人员现场会审后决定巷道继续进行变向，变向后设计变为：本次变向掘进20米后成功探到山青煤层，再结合1601西切眼掘进情况，决定根据西切眼的方位确定风巷掘进方位，最后成功勾画出1601工作面。三、与原事物比较主要技术和管理关键及创新内容、实践应用情况1、技术和管理关键：（1）施工单位严格按设计方位施工，在掘进期间，要及时掌握掘进迎头地质情况，出现异常情况及时向调度室汇报，经矿有关部门研究后方可继续施工（2）掘进期间，应做好提前钻探工作，坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。1601风巷巷道布置图山青集中运巷1601风巷山青集中运巷5(3)掘进期间，应及时记录异常地质情况，为以后开采本地区其他煤层奠定良好基础（4）掘进期间如遇到地质异常区域，应及时制定安全技术措施，加强现场质量管理，保证施工安全。2、技术创新点：1、通过已有技术资料，结合掘进过程中遇到的新情况，及时制定掘进方案，正确处理突发事件，确保安全生产。2、在掘进地质资料不完善，煤层风化带边缘不清楚的情况下，边探边掘，沿着煤层风化带进行巷道布置，提高了煤炭资源的回采率，延长了矿井的服务年限。3、实践应用情况：为了确保《掘进工作面“探掘合一”综合技术研究成果总结报告》课题的顺利实施，我们召开了专业会议，认真研究了原有资料，推测出北翼地区山青煤层大概赋存状况，制定了巷道布置方案，该方案基本按照沿煤层风化带边缘进行掘进，在掘进过程中，技术部门和区队技术员结合现场施工人员，时刻了解现场情况，遇有异常情况及时汇报，待三次变线后确定1601风巷设计。该课题于2012年6月顺利实施完毕，预计少掘半煤岩废巷100米，基本沿着风化带边缘进行掘进，具有很大的经济效益和社会效益，可在我矿今后的巷道布置中进一步借鉴和推广。四、创造经济效益和社会效益陈述（1）经济效益6开采设计共节省半煤岩巷掘进进尺200米，按半煤岩巷掘进单位成本1800元／米计算，节省掘进费用：100×1800＝18万元（2）社会效益此开采方法共少掘半煤岩废巷200米，基本沿风化带边缘进行掘进，最大限度的回收了本地区的煤炭资源，大大缓解了我矿采掘衔接紧张的局面，并提高了煤炭回收率。在掘进过程中及时记录现场地质情况，遇有特殊情况，及时采取有效措施，为我矿以后小青及下架煤层掘进提供了有力参考，并在该过程中提高了我矿技术人员遇有异常情况的应变能力。五、自我评价和存在问题炮采掘探合一综合技术的应用是成功的，它较好的解决了在地质资料不完整的情况下，如何布置巷道，尽可能的沿煤层边缘进行布置巷道，最大限度地提高了煤炭资源的回采率，延长了矿井的服务年限，具有较大的经济效益和社会效益，达到了预期效果。