30110工作面塌陷总结

120101综采工作面顶板垮落总结生产技术科2014年1月8日220101综采工作面顶板垮落总结第一节工作面地质说明书工作面回采地质说明书工作面情况煤层名称2-2上煤水平名称一水平采区名称201盘区工作面名称20101地面标高（m）+1195～+1237+1216工作面标高（m）1119～1135+1127地表地貌概况地面为沟壑地带，东部较平缓，东高西低，回撤通道地表冲沟较发育。工作面地表主要为波状沙丘地貌，地势平缓，植被覆盖良好，整体地势南高北低。工作面回撤通道附近有一条冲沟。工作面地表共有住户6户，工作面回采范围内有一趟供电线路及一趟通信光缆经过，在回采至该位置之前需要对其采取相应保护措施。工作面地表高程范围：+1195m～+1237m，煤层埋深厚度60～118米，平均埋深89米。由于工作面范围内地质钻孔稀少，预计上覆基岩厚度50～90米，松散层厚度5～21米。井下位置及四邻采掘情况20101工作面位于2-2上煤201盘区北部为首采工作面，北临原杨昌湾煤矿、马不如湾煤矿、三卜树煤矿，南临20102工作面（未形成），东部为部分实体煤与三岔镇煤矿井田边界相邻。西临停采线距井田大巷保护煤柱420m。回采对地面设施的影响从井上下对照图上看出，工作面回采过程中主要对地面的水源井供电线路、通信光缆存在影响，地面道路为简易土路，可以通过采后填埋的方法进行治理。地面有6户村名，均已变迁。存有部分高压线路。工作面几何尺寸走向长(M)1985倾斜长(M)295面积（M2）585575煤层情况煤层总厚（m）2.13～6.253.78煤层结构简单煤层倾角（°）1～31可采率（％）100变异系数（%）34稳定程度稳定本工作面所采煤层为延安组第四段上部2-2上煤层，该面煤层厚度2.45M－3.11M，平均2.8M，属中厚煤层,倾角1°－3°，平均1°，属缓倾斜煤层。一般不含夹矸或含矸一层，局部含矸两层。煤类以不粘煤(BN31)为主,块状、沥青光泽、条痕为褐黑色、棱角状、参差状断口、条带状结构、内生裂隙发育，属半暗-半亮型煤。3煤质情况Mt%Ad%Vdaf%Qb·ad卡/克Pd%St.d%ARD工业牌号8.267.8036.5963580.0030.351.30BN1Mｔ－—全水分Aｄ－—灰分Vｄａｆ－—可燃基挥发分Qb.ad——发热量Pd－—磷Sｔｄ－—干基全硫ARD－—容重煤层顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m）岩性及物理力学性质老顶中粒砂岩7.61浅灰、灰白色。以石英为主，次为长石和少量暗色矿物，泥质胶结。直接顶细粒砂岩1.25浅灰色，夹炭质纹层及炭屑。并含炭化植物茎化石碎片。煤层2-2上煤3.18宏观煤岩类型：0.05半暗型0.02泥岩0.25半暗型0.30半亮型1.59半暗型0.33半亮型0.40半暗型0.30暗淡型0.10半暗型.直接底粉砂岩0.67深灰色，含植物根和茎化石，夹部分2-2上煤，煤厚0.35米，微波状层理。老底细粒砂岩3.12灰白色，泥钙质胶结，夹炭屑及炭质纹层。地质构造情况该工作面地质构造简单，整体表现为东高西低的单斜构造，存在次一级波状起伏，煤层倾角约0～3°，平均倾角1°。工作面内2-2上煤厚2.45～3.11米，为中厚煤层。根据该工作面两条顺槽掘进实际揭露情况，该工作面无断层，无其它有影响的地质构造，回采范围内两顺槽及切眼范围内均有破底现象，最厚0.8米，对工作面回采及煤质存在一定影响。(详见两顺槽地质剖面图)4水文地质情况一、水文地质条件1.含隔水层特征对本工作面回采存在影响的含水层主要为直罗组底部砂岩和2-2上煤层顶板砂岩含水层，本含水层段主要为灰绿、灰色、灰白色中粗粒砂岩、深灰色粉砂岩。直罗组底部砂岩和2-2上煤层顶板砂岩含水层主要接收区域侧向补给和地下水的渗透补给，补给条件差。2-2上煤层顶板砂岩含水层厚0～38.27m，平均厚13.3m，裂隙较发育，在井田的西部及西南部砂岩较为稳定。据抽水试验：单位涌水量0.00216l/s·m，渗透系数0.00577m/d，水位标高1178.48m（水7-6），为潜水，矿化度0.194g/l。本含水层段富水性弱，渗透性较差。工作面地表无河流、湖泊等水体。本工作面上方主要存在直罗组底部砂岩和2-2上煤层顶板砂岩含水层以及上覆1-2煤层原杨昌湾煤矿采空区积水，采空区积水对工作面回采存在一定威胁。根据两顺槽掘进过程中揭露情况，回风顺槽、主运顺槽范围内及切眼范围内顶板淋水较大，鉴于以上情况，特在以上顶板淋水较大区域进行探放水工程，对工作面顶板上方含水层水及1-2煤层采空区积水进行疏放。2.相邻采面涌、积水情况北部与原杨昌湾煤矿采空区相邻，采空区内有少量积水，南部为20101工作面(未形成)。20101工作面掘进期间最大涌水量为6m3/h，正常涌水量为3～5m3/h。3.地质构造含、导水情况分析工作面内无大的地质构造带，根据我矿在10101工作面回风顺槽与原杨昌湾煤矿采空区贯通，并对其部分采空区进行实测，20101工作面上覆存在原杨昌湾煤矿采空区，工作面回采至采空区附近，导水裂隙带将导通采空区，工作面涌水量将有增大的可能。4、工作面内及周围钻孔20101工作面范围内有306号钻孔，封孔质量合格。5、涌水形式分析预计回采期间涌水形式为顶板淋水及采空区涌水，以采空区涌水为主。二、回采期间涌水量预计方法及预计涌水量1.计算方法采用大井法计算涌水量。Q=1.366K(2H-S)SlgR0-lgr0式中:K为渗透系数;S为水位降深;r0为系统半径;R0为影响半径;H为含水层厚度;Q为正常涌水量。2.2工作面涌水量计算工作面最低标高为-1119m,2-2上煤层顶板砂岩水为潜水含水层,S=13.3mH=13.3m;K=0.00577m/d;r0=639.8R=7.368R0=r0+R=647.168m。将有关数据代入上述公式得:Q=284m3/d=11.8m3/h。3.涌水量确定综合考虑确定工作面正常涌水量11.8m3/h，最大涌水量14.2m3/h。不包括原杨昌湾煤矿采空区积水。5预计方法综合因素确定法最大涌水量14.2m3/h正常涌水量11.8m3/h其它地质情况瓦斯属氧化带煤层，甲烷含量接近于零煤尘煤尘具有爆炸性，爆炸指数40%煤的自燃属于自然发火煤层地温正常（属地热正常井田）地压正常储量计算块段号走向长（m）倾斜长（m）面积（m2）煤厚(m)视密度（t/m3）基础储量（万t）回采率（%）可采储量（万t）Ⅰ19852955855752.81.3021397207计算范围东起切眼内帮，西至设计停采线，北到20101回风顺槽内帮，南至20101皮带运输巷内帮。计算方法根据《生产矿井储量管理规程》中储量计算公式块段法计算储量。块段平均煤厚根据工作面两顺槽实测煤厚计算，合计平均煤厚根据快段平均煤厚取煤厚加权计算。问题及建议1、地面供电线路、通信光缆在工作面回采前进行及时加固，工作面稳定后及时进行维修。2、工作面地表存在几条简易道路，一般行车量不大，工作面回采至该位置时需要及时设置警戒，回采后要及时进行修复。3、工作面回采前必须完成进、回风巷防、排水系统，并经试运转确认设备可靠后方可进行回采。4、要及时进行采空塌陷区调查，特别是雨季期要增加调查次数，发现问题要及时进行整改。5、工作面回采前工作面内架设一趟排水管路，并备用一趟排水软管，增设两台不小于25m3/h的潜水泵，及时抽排工作面积水，以防止水害事故发生。6、工作面回采前进行探放水工程，明确原昌湾煤矿采空区与工作面关系，探明采空区积水情况及含水层富水情况。提前进行疏放，保证工作面的顺利回采。6第二节工作面顶板初次来压分析20101综采工作面为我矿井201盘区首采工作面，根据近年来孙家岔龙华煤矿矿井顶板情况，普遍直接顶较厚，基岩厚度较薄，一般为30～40m，综采面实行初放后，可以实现随采随冒，基本充填了采空区。但是2011-2012年先后回采的1-2煤、3-1煤初次放顶，由于老顶为砂岩，强度比较大，造成初次来压步距与以往工作面所测步距发生较大偏差，给安全生产造成了影响，虽经过多次放顶及采取安全措施，但是放顶期间及初次来压前的安全风险仍较大。因此，通过理论分析，确定初次来压的步距范围，可对安全生产起到指导作用。顶板岩层条件根据矿井306#柱状图显示，工作面是整体性强的中砂岩、细砂岩组成的来压强烈的坚硬顶板，最大厚度18m左右，工作面长300m，顶板柱状图如图1所示。煤层的埋藏深度75～95m，平均90m；中砂岩的抗拉强度σt=10MPa，抗剪强度τ=25MPa；细砂岩的抗拉强度σt=11.8MPa，抗剪强度τ=36MPa；覆岩容重按=0.025MN/m3计算。工作面初次来压步距的计算1）按整层12m中砂岩老顶（基本顶）的情况考虑。此时，因砂岩顶板厚度太大，在初次来压之前，考虑为嵌固厚梁模型较为恰当。按嵌固厚梁的拉破断考虑时，初次来压步距为：7L0l=h•（2•σt/q）1/2.=12×[2×10/（16.41×0.025）]1/2（载荷厚度按刚度、厚度公式估计）=84m.L0l-来压步距h-高度σt-压应力q-分布载荷集度考虑，顶板初次来压步距较长，矿提前安排，在20101工作面切眼中线位置，呈一字形与切眼平行布置了强制放顶眼，孔深20米，垂深10米，倾角30°，孔间距6米，成孔直径为90mm，共设计钻孔58个，包括两顺槽超前布置钻孔8个及两端头2个。目的采用爆破的方式人为地将顶板破坏，使顶板冒落一定厚度形成矸石垫层。切断顶板可以控制顶板冒落面积，减弱顶板冒落时产生的冲击波，形成矸石垫层则可以缓和顶板冒落时形成的冲击波及暴风。（详见20101综采工作面强制放顶安全技术措施）第三节工作面顶板初次来压过程2013年12月11日，20101工作面开始回采，推进4米，割煤5刀后，停止推采装药，现场由公司安全环保部部长曹国选同志监察，综采队相关领导及作业人员进行装药，装药前由矿领导指挥作业人员清理顶板离层，瓦检员检查气体情况，经过安全确认后，工作面开始装药，经过7个小时后，装药完成，共计装药43个钻孔，其中有3个钻孔由于孔内变形，未进行装药。待工作面人员全部撤离至，201盘区辅运大巷后，瓦检员再次检查工作面气体情况，无异常向调度室汇报，经矿长同意，工作面进8行了爆破放顶。放顶后待炮烟吹尽，人员进入工作面观察顶板垮落情况，7#架—17#架、72#—75#架处顶板未垮落，其余支架后基本被垮落的矸石封堵，高度达2-3米左右。工作面开始正常推进，最终在机头进尺88米，机尾进尺83.5米处，地面出现塌陷裂隙，老顶初次断裂、来压，落差20-50mm，宽度50mm左右，塌陷范围平行工作面切眼30-280米段。以下为推采过程中，采取的相应措施：1、推进20米时，顶板情况：1#架—12#架采空区顶板未跟随支架垮落，12#架—75#架采空区顶板未垮实，75#架到机尾采空区顶板垮实。2、推进25米时，顶板情况：机头到75#架采空区顶板未跟支架垮落，采空区空顶5-8米，75#架到机尾采空区顶板垮落正常；工作面采取割煤不拉架措施，防止人员无意识、工作面设备噪音大，造成顶板垮落伤人事故。3、推进33米时，顶板情况：机头至60#架采空区顶板未跟随支架垮落，空顶6-10米左右，工作面采取割煤不拉架措施，由2-3人支架工，进行每30副支架逐步同时降架操作，释放支架支撑力，其余人员全部撤至主运顺槽转载机处，通过降架处理，10#-60#架顶板垮了3m-4m。4、推进42米时，顶板情况：1#—10#架顶板未跟、最大空顶距约15米，160#—173#顶板未跟、最大空顶距约10米，其余支架采空区全部垮落。工作面采取割煤不拉架措施，进行支架逐9步同时降架操作，顶板无响动。5、推进50米时，顶板情况：机头到40#架采空区顶板空顶5米—10米，40#—60#架采空区顶板空顶1米—2米。60#-70#架顶板响声较大，支架无压力显现。工作面采取割煤不拉架措施，进行支架逐步同时降架操作，顶板无响动。工作面组织在机头至60#架架间，施工强制放顶孔，每8副支架施工一