雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)有限公司東保衛(wèi)礦是高瓦斯礦井，該礦一采區(qū)左部41層頂板堅硬，周期來壓明顯，采面初次放頂及周期來壓期間頂板管理相當(dāng)困難，伴有采空區(qū)大量的瓦斯涌出，增加了采面安全管理的難度。針對這種情況，我們進(jìn)行了專項(xiàng)研究，摸索出一套行之有效的辦法，保證了采面的安全生產(chǎn)。
　　1 采區(qū)概況
　　東保衛(wèi)礦一采區(qū)位于井田東翼，以—200m水平為界上下山布置，上至煤層露頭，下至—370m水平。東西走向長度1200m，共有36、41兩個主采煤層，煤層厚度1.7～1.9m，煤層傾角7°～31°，平均20°。煤層發(fā)育穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造中度復(fù)雜，頂板均為灰色細(xì)砂巖，底板均為灰色中砂巖。
　　一采區(qū)左部瓦斯含量較高，絕對瓦斯涌出量為4.8m3/min，工作面瓦斯量的大小與采空區(qū)活動有關(guān)。41層直接頂為III類穩(wěn)定頂板，老頂為III級頂板，老頂來壓強(qiáng)烈，周期來壓嚴(yán)重。老頂初次來壓及周期來壓期間采空區(qū)瓦斯大量涌出，初次放頂時最高瓦斯涌出濃度達(dá)10%，周期來壓時最高瓦斯涌出濃度達(dá)9%。
　　2 初次來壓及周期來壓期間瓦斯涌出機(jī)理及規(guī)律
　　在老頂巖層尚未斷裂時，整個已采區(qū)由四周的煤柱支撐，頂板下沉量不大，隨著工作而向前推進(jìn)，頂板懸露面積逐漸加大，頂板壓力增加，四周煤體逐漸被壓酥、壓裂，煤體里釋放出大量的瓦斯。由于風(fēng)流是沿工作面弧形流動的，靠工作面一側(cè)風(fēng)流速度大，到工作面四、五排支柱時風(fēng)流速度逐漸減小，到采空區(qū)時風(fēng)流速度極小，采空區(qū)內(nèi)無風(fēng)或微風(fēng)，沖淡不了瓦斯，采空區(qū)上部和里部就成為瓦斯聚集的倉庫。
　　老頂?shù)膲毫νㄟ^直接頂作用于支架上，支架的支撐力通過直接頂對老頂進(jìn)行控制。當(dāng)老頂將要斷裂、垮落前，采空區(qū)上方老頂彎曲下沉，煤壁內(nèi)的支承壓力達(dá)到最大，此強(qiáng)大的支承壓力使直接頂及煤壁被剪切破壞。老頂懸露面積達(dá)到極限時，老頂斷裂、垮落。垮落的直接頂及老頂擠占了采空區(qū)內(nèi)瓦斯的存在空間，大量的瓦斯被擠出采空區(qū)，進(jìn)入上隅角，導(dǎo)致初次來壓期間采空區(qū)瓦斯大量涌出。
　　隨工作面繼續(xù)推進(jìn)，老頂初次斷裂后裂隙帶巖石應(yīng)力按照“穩(wěn)定——失穩(wěn)——再穩(wěn)定”的變化規(guī)律，形成了周期來壓。周期來壓時，垮落的巖塊同樣擠占瓦斯的存在空間，使采空區(qū)瓦斯周期性地大量涌出。
　　3 初次放頂及周期來壓的對策
　　一采區(qū)41層—270m左面第一次放頂，經(jīng)歷了1個月的時間，工作面上頭推進(jìn)71m，下頭推進(jìn)65m，放頂面積較大，初次放頂十分困難。該面周期來壓步距17～25m，周期來壓時局部頂板沿煤壁切斷，對工作面支護(hù)的破壞十分嚴(yán)重。針對這種情況，我們采取了如下措施。
　　（1）合理設(shè)計采場支護(hù)，使采場支護(hù)具有足夠的初撐力、工作阻力和可縮量。工作面選用單體液壓支柱4～5排管理控制頂板，并保證有5%的備用支柱。初次放頂及周期來壓期間，在軟幫第一排上打設(shè)一排戧柱加強(qiáng)支護(hù)，防止推掌子。上下端頭使用4對八根長鋼梁支護(hù)，交替邁步前移。
　　（2）根據(jù)采面現(xiàn)場實(shí)際，決定放頂形式。一采區(qū)41層—270m左面?zhèn)涡辈贾茫醮畏彭敃r采取調(diào)采方式，上端頭調(diào)采，使上半部頂板先冒下來，依次逐段放頂。調(diào)采方法為扇形調(diào)采，即工作面溜子頭不動，調(diào)溜子尾。調(diào)采時采用3短1長或4短1長的進(jìn)刀方式。工作面每次推進(jìn)一個整循環(huán)都要把煤壁采直，防止工作面煤壁出現(xiàn)“大肚子”彎。調(diào)采的同時打設(shè)信號頂子，用來觀察頂板壓力情況。信號頂子用直徑16cm的圓木制作，中部砍5cm深的缺口。工作面推進(jìn)6m后開始打設(shè)信號頂子，柱距30m，每隔7個循環(huán)打設(shè)一次，信號頂子不回撤。調(diào)采時必須注意，工作面調(diào)正后立即停止調(diào)采恢復(fù)正常推進(jìn)，工作面不能調(diào)成里偽，防止上部頂板垮落到下部支柱上造成推垮型冒頂事故。結(jié)果工作面上部推進(jìn)74m后上部頂板沿走向先冒落40m，頂板壓力得到有效釋放，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的放頂效果。
　　（3）加強(qiáng)現(xiàn)場管理，確保工程質(zhì)量。礦成立初次放頂及周期來壓領(lǐng)導(dǎo)小組，由生產(chǎn)礦長擔(dān)任組長，總工程師擔(dān)任副組長，生產(chǎn)科長、采煤工程師、采煤區(qū)區(qū)長、生產(chǎn)副區(qū)長、采煤區(qū)技術(shù)員、采煤段長、副段長任主要成員。負(fù)責(zé)跟班檢查采面工程質(zhì)量，出現(xiàn)質(zhì)量問題及時監(jiān)督整改；發(fā)現(xiàn)漏液、卸液單體支柱及時組織升井維修并及時補(bǔ)充不足部分；觀察信號頂子及硬幫煤壁出現(xiàn)的來壓預(yù)兆，提出初次來壓及周期來壓預(yù)報，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況補(bǔ)充制定針對性安全技術(shù)措施；遇到險情及時組織作業(yè)人員撤出，確保初次放頂及周期來壓期間安全生產(chǎn)。
　　（4）加強(qiáng)回
                

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