??? 一、 概況 岳城煤礦位于山西省晉城市沁水縣鄭村鎮(zhèn)趙莊村,隸屬于晉城煤業(yè)集團(tuán)沁秀煤業(yè)有限公司。井田位于沁水煤田東南部,距晉城市約60km,距沁水縣城約50km,為高瓦斯礦井。礦井井田面積為13.8597km2,現(xiàn)開采3號(hào)煤層,3號(hào)煤層厚度5.04~7.16m,平均6.11m,含炭質(zhì)泥巖或泥巖夾石0~5層,厚度0.00~1.25m; 3號(hào)煤層厚度大且穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡單,為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層;該煤層頂板主要是泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖,局部為細(xì)、中粒砂巖,粉砂巖主要發(fā)育于井田東南部及西北角;底板主要是粉砂巖、泥巖,局部為細(xì)粒砂巖。3號(hào)煤層瓦斯含量為8.93~29.14 m3/t。

井田范圍內(nèi)共布置103口地面抽放鉆井,由藍(lán)焰煤層氣公司負(fù)責(zé)施工、抽放,但在井巷施工過程中,瓦斯仍然是制約生產(chǎn)的首要因素。在3#煤層大巷延伸及工作面圈定過程中,采用邊掘邊抽、密集鉆孔集中抽、鉆場掩護(hù)式抽、區(qū)域鉆孔覆蓋抽等多種模式抽放,一個(gè)掘進(jìn)隊(duì)多個(gè)工作面輪換施工,最終保證了礦井的正常生產(chǎn)銜接。 二、 雙巷掘進(jìn),全負(fù)壓通風(fēng) 巷道掘進(jìn)過程中,煤體瓦斯涌出、機(jī)組截割過程中瓦斯涌出等多種瓦斯來源造成掘進(jìn)工作面瓦斯難以解決,單條巷道難以長距離施工。為此,礦井采用兩條巷道同時(shí)掘進(jìn),間距35米(中--中),一條巷道進(jìn)風(fēng)一條巷道回風(fēng),每隔50米用聯(lián)絡(luò)橫川貫通一次,形成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng),局部通風(fēng)機(jī)工作距離只有50米,有效解決了瓦斯制約生產(chǎn)的問題。 兩條巷道同時(shí)掘進(jìn),機(jī)電設(shè)備布置、材料運(yùn)輸線路有了更多的選擇,如下圖所示,安裝兩臺(tái)機(jī)組割煤,進(jìn)風(fēng)巷道安裝膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤;回風(fēng)巷道安裝軌道運(yùn)料,安裝40T溜子通過橫川將煤運(yùn)到膠帶輸送機(jī)上,設(shè)備布置如圖1所示。施工工藝簡單,最高月進(jìn)尺可達(dá)到600米。 圖1 雙巷掘進(jìn)工作面設(shè)備布置圖 三、掩護(hù)式抽放,循環(huán)掘進(jìn) 多個(gè)工作面輪換施工。正常情況下一個(gè)月時(shí)間施工4個(gè)橫川,即巷道延伸200米后工作面停下來抽放,打鉆抽放時(shí)間2個(gè)月,在此期間需要另外兩組雙巷掘進(jìn)工作面接替,三組六條巷道輪換施工保證一個(gè)綜掘隊(duì)不間斷施工,如圖2所示。 巷道正前集中抽放。在巷道正前(即工作面迎頭)利用全液壓坑道鉆機(jī)打鉆抽放瓦斯,12㎡斷面布置24個(gè)鉆孔,平均每平方米布置2個(gè)鉆孔,鉆孔采用五花布置,即布置上中下三排,每排8個(gè)孔,打鉆深度在220-230左右。 耳朵鉆場掩護(hù)。耳朵鉆場內(nèi)布置鉆孔,抽放掘進(jìn)巷道側(cè)面20米范圍的煤體瓦斯,降低巷道掘進(jìn)過程中煤體瓦斯涌出,利用全液壓坑道鉆機(jī)打鉆時(shí),一般布置6-8個(gè)孔,深度240米左右,利用千米鉆機(jī)施工鉆孔時(shí)布置5個(gè)孔,主孔深度一般可以達(dá)到500米,每隔60米左右開一次分支。 圖2 掘進(jìn)工作面銜接及抽放鉆孔布置 四、影響工作面快速掘進(jìn)的因素 現(xiàn)在,岳城煤礦開采水平埋深在300-400米,地質(zhì)條件簡單,頂板中等穩(wěn)定,高瓦斯,在這種條件下影響快速掘進(jìn)的因素主要有: 瓦斯抽放效果是影響掘進(jìn)的最主要因素,經(jīng)過地面抽放鉆井區(qū)域抽放瓦斯后,煤體瓦斯含量依舊很高,噸煤瓦斯含量在17.3m3左右,在巷道施工前必須經(jīng)過抽放,否則根本不具備施工條件,巷道正前施工密集鉆孔集中抽放,有效距離200米,打鉆時(shí)間半個(gè)月,抽放時(shí)間1.5個(gè)月,抽放量在170萬m3左右,瓦斯含量降至6.8-7.5 m3/t。 在岳城煤礦地質(zhì)構(gòu)造較少,但是在頂板結(jié)構(gòu)中,存在一層02-0.8米的灰黑色,層理發(fā)育,層理間的黏結(jié)力較差,呈片狀,易破碎的偽頂,巷道掘進(jìn)過程中易冒落,給掘進(jìn)造成了一定的影響。 雙巷同時(shí)掘進(jìn),每隔50米施工一次橫川,機(jī)組拐彎頻繁。正常施工巷道時(shí)平均每天掘進(jìn)10米,施工橫川需要4天,但掘進(jìn)進(jìn)尺只有31米。同樣的施工時(shí)間少9米進(jìn)尺。一個(gè)月總共影響36米。 由于聯(lián)絡(luò)橫川較多,封閉工作量大;設(shè)備移動(dòng)次數(shù)多,溜子、風(fēng)機(jī)隨工作面推進(jìn)頻繁移動(dòng)。 掘進(jìn)過程中,割煤會(huì)不斷揭露抽放鉆孔,偶爾殘留的抽放鉆孔中瓦斯涌出異常,嚴(yán)重影響掘進(jìn)工作面正常推進(jìn)。 五、提高快速掘進(jìn)施工的措施 自綜掘隊(duì)成立至今,經(jīng)過5年的摸索、鍛煉,新工人變成老師傅,形成了岳城煤礦獨(dú)具特色的雙巷掘進(jìn)工藝。針對(duì)各種不利因素,采取了一系列措施: 邊抽邊掘,抽瓦斯與掘巷道交替進(jìn)行,每個(gè)雙巷掘進(jìn)工作面掘一個(gè)月抽2個(gè)月,三個(gè)雙巷掘進(jìn)工作面輪換施工,形成正規(guī)循環(huán)。 布置一趟φ280的蛇形管緊跟工作面,備用足夠的封孔連孔裝置,在割煤過程中揭露殘留的抽放鉆孔瓦斯涌出異常時(shí),立即將鉆孔連接到抽放管上實(shí)施抽放,避免瓦斯超限,不影響掘進(jìn)施工。 針對(duì)橫川施工頻繁,機(jī)組拐彎多,出煤不方便的情況,自主研究加工了超短距離轉(zhuǎn)載機(jī),大大提高了工作效率。 與山東天河科技有限公司合作,研發(fā)了機(jī)載式液壓臨時(shí)支護(hù)裝置,并申請(qǐng)了專利,該裝置的投入使用,使臨時(shí)支護(hù)變得簡單、快速,同時(shí)極大的提高了安全性,增加了工作面的有效掘進(jìn)時(shí)間。 以技能競賽和技能鑒定為手段,加強(qiáng)職工培訓(xùn),提高操作技能,現(xiàn)在綜掘隊(duì)的員工,參加工作2年以上的全部是高級(jí)工,在晉煤集團(tuán)公司號(hào)召開展的首席技師鑒定中,2011年綜掘隊(duì)2人當(dāng)選,2012年3人當(dāng)選。 六、 對(duì)快速掘進(jìn)技術(shù)的思索 快速掘進(jìn)要根據(jù)各礦不同的地質(zhì)條件、掘進(jìn)工藝、斷面尺寸以及裝備水平綜合進(jìn)行評(píng)價(jià),以高效益、高效率等為衡量標(biāo)準(zhǔn),不能一概而論,僅僅局限在一個(gè)單進(jìn)水平上。自2011年開始,晉煤集團(tuán)開始實(shí)施立標(biāo)對(duì)標(biāo)管理,目前正在試運(yùn)行階段,以采掘完成指標(biāo)與標(biāo)桿值進(jìn)行對(duì)比來促進(jìn)采掘各項(xiàng)指標(biāo)更好更快完成。該方法在生產(chǎn)煤礦應(yīng)用還不成熟、不夠細(xì)化,以單進(jìn)水平不能夠完全反應(yīng)不同礦井的快速掘進(jìn)水平。在岳城煤礦現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下,隨著施工作業(yè)人員水平的不斷提高,經(jīng)過不斷改進(jìn)創(chuàng)新、小改小革,高瓦斯礦井多巷快速掘進(jìn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了一定的高度。 參考文獻(xiàn) [1] 王金力大斷面煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究與探索,煤炭科學(xué)技術(shù),2002.01 [2] 陜衛(wèi)斌通風(fēng)橫川快速拐彎掘進(jìn)工藝研究與應(yīng)用,晉煤科技,2012.02 [3] 楊志春快速掘進(jìn)技術(shù),西山科技,2002 S1
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