复杂水文条件连采快速掘进技术分析

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1、复杂水文条件连采快速掘进技术分析武少国中天合创能源有限责任公司葫芦素煤矿摘要：目前，由于矿井的开采深度、范围正在逐年增加以及开采的机械化水平也在逐渐提高，矿井要想实现高产高效，面临的首要问题是解决不利的复杂水文地质条件。本文分析了葫芦素矿的复杂水文地质条件，根据其存在的实际情况，有针对性的提出了连采快速掘进经验，这一经验的实施，不仅增强了矿井掘进面的安全性，还提高了矿井连采的掘进速度。关键词：复杂水文地质；煤巷；连采；掘进技术1前言葫芦素煤矿是中天合创有限责任公司300万吨/年二甲醚项目的配套建设矿井，建井规模为13.0Mt/a，矿井设计服务年限90年。矿井位于内蒙

2、古自治区鄂尔多斯市乌审旗、伊金霍洛旗境内，在呼吉尔特矿区的中部，该井田南北走向长度约7.4km，东西倾斜宽约13.4km，井田面积92.761km2，可采煤层为2-1、2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2及6-2煤层共8层。其中有4层(2-2中、3-1、5-2、6-2煤层)为全区可采或基本全区可采的较稳定～稳定煤层，4层（2-1、4-1、4-2中、5-1煤层）为大部可采的较稳定～稳定煤层。井田开拓方式为立井开拓，目前正处于建井阶段。2水文地质条件矿井范围内主要含水层为第四系风积沙、白垩系志丹群砂岩裂隙含水层、侏罗系安定组砂岩裂隙含水层，矿井采掘期间主要

3、充水水源是顶板砂岩裂隙水，间接充水水源为白垩系孔隙裂隙水和第四系孔隙水。第四系孔隙含水层与白垩系砂岩含水层之间有较好的水力联系；白垩系砂岩含水层与侏罗系砂岩含水层之间在勘查区中东部地区水力联系相对较差。预测2煤组首采盘区开采期间矿井正常涌水量440m3/h，最大涌水量为746m3/h，根据西安煤科院编制的《葫芦素矿煤矿水文地质类型划分报告》，矿井水文地质类型划定为复杂类型。3施工设备及方法采用连续采煤机单巷沿煤层底板一次成巷施工，由四臂锚杆机完成巷道顶支护，由两臂锚杆钻机完成巷道帮支护。在掘进前，掘进工作面严格执行“有掘必探、先探后掘”的原则对该巷道进行超前钻探，采

4、用千米长探与物探相结合。选用一台12CM15-10B型连续采煤机完成割煤和装煤工序，选用一台10SC32-48C型梭车将连采机采出的煤转运至PZL460/150型破碎机，后接DTL-120皮带输送机，选用一台CMM4-25型四臂锚杆机完成巷道顶支护，由CMM2-15型全液压锚杆锚索钻车完成巷道帮部及锚索支护。采用循环掘、支工艺进行施工。用防爆无轨胶轮车完成材料及小型设备的运送、搬移，用人工完成巷道浮煤的清理工作。从而形成连续采煤机掘进工作面割煤、装煤、运煤、支护、材料设备搬移等工序全部机械化作业的施工方法。4施工工艺4.1、工序连续采煤机割煤、装煤，梭车、刮板机（破

5、碎机）、胶带输送机运煤，锚杆机支护。具体工序为：割煤——装煤——运煤——支护。4.2、循环进度根据工作面的掘进地质条件，科学确定连采循环进度，进一步提高连采队伍的单进水平。一是掘进工作面地质构造简单，直接顶完整、裂隙不发育、地质构造简单、整体性好，且掘进期间压力显现不明显、片帮不严重时，在使用连续运输系统进行掘进的工作面，循环进度不大于11米。二是在遇断层、地质构造、顶板破碎、顶板淋水区等特殊地质条件时，矿井根据实际揭露条件及时对循环进度进行调减。并在作业规程中明确合理的循环进度和单进水平。4.3、各工种之间的配合及注意事项在正规循环作业中，连续采煤机司机应在梭车停

6、稳接煤时开机装煤或割装煤，梭车空车尽可能及时运行到采煤机后面等待装煤，以提高连采机的工作效率；锚杆机与连续采煤机顺序作业，先掘进一个循环，退出连采机将浮煤清净后退至永久支护前贴帮位置，锚杆机进入迎头进行锚杆支护。锚杆机操作工应提前准备好工作面所需物料。破碎机司机应保证梭车卸煤能及时破碎拉出不影响生产。总之，各工种作业人员应互相协调尽可能充分利用工时,提高生产效率，特别要坚持正规循环作业，确保工作面安全生产和设备高效运转，从而实现稳产、高产。5探放水管理为保证快速安全掘进，需要通过钻探提前探明施工前方的富水情况。1.根据已有的勘探资料分析前方施工区是否存在较大水文异常

7、区，参照分析结果详细制定超前钻探方案和措施。2.根据钻探深度合理确定下次探水警戒线位置，我矿确定煤岩巷30m为探水安全距离。3.为不影响工作面的正常掘进，保证探放水与掘进平行作业。采用在巷道一帮施工专门探水钻场的方法，钻场深度控制在5.5m。如果合适范围内刚好有可借用的其它巷道或硐室，则不再施工专门的探水钻场。4.严格按照《煤矿防治水规定》的要求布置钻孔，一般按上下左右及沿巷道方向布置5个钻孔，实际钻探过程中根据收集资料情况适当增加或减少钻孔数量，既保证准确探明施工前方的富水情况又适度控制钻探工程量。5.每个孔都必须有专门设计并按要求安装、固定孔口管，根据我矿煤