過陷落柱采掘工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦井下采掘技術(shù)，具體為一種應(yīng)用于特殊地形的過陷落柱采掘工
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【背景技術(shù)】
[0002]巖溶是發(fā)育分布在石灰?guī)r地層中，由流動(dòng)的地下水進(jìn)行長期的溶蝕作用而形成的。在石灰?guī)r中古代溶洞非常發(fā)育，由于地下水的不斷溶蝕、洞穴越來越大。在地質(zhì)構(gòu)造力和上部覆蓋巖層的重力長期作用下，有些溶洞發(fā)生坍塌，這時(shí)覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落，于是煤層遭受破壞。由于這種塌陷呈圓形或不甚規(guī)則的橢圓形柱狀體，因此叫陷落柱。
[0003]在實(shí)際工作過程中，同煤集團(tuán)四老溝礦某工作面巷道掘進(jìn)過程中揭露一陷落柱及其衍生斷層6條，此陷落柱的構(gòu)造呈圓形，直徑60米，侵入工作面長約50米，陷落柱內(nèi)全巖，巖性為致密堅(jiān)硬砂巖，掘進(jìn)機(jī)不能直接破斷推進(jìn)，回采時(shí)采煤機(jī)不能強(qiáng)推通過。由于陷落柱及其衍生斷層帶的存在對(duì)掘進(jìn)作業(yè)及回采工作面正常推進(jìn)開采造成了嚴(yán)重影響，為了不影響生產(chǎn)，保證工作面順利回采，研究采掘工作面過特殊地質(zhì)構(gòu)造的技術(shù)顯得極其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于研究采掘工作面過特殊地質(zhì)構(gòu)造-陷落柱的采掘技術(shù)工藝。
[0005]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種過陷落柱采掘工藝，包括如下步驟:
(I)、掘進(jìn)前，采用超前物探探明巷道前方煤層位置，鉆探驗(yàn)證陷落柱的產(chǎn)狀，先提前在該處注入瑪麗散使頂板及圍巖保持完整性，然后再進(jìn)行掘進(jìn)施工。
[0006](2)、掘進(jìn)施工工藝
a、巷道掘進(jìn)時(shí)打眼爆破施工工藝，打眼布置方式如下:
掏槽眼4個(gè)，每眼裝藥5.0卷，每卷藥量100g，眼深1.7米；
松動(dòng)眼3個(gè)，每眼裝藥4.0卷，每卷藥量800g，眼深1.5米；
周邊眼18個(gè)，其中頂眼6個(gè)，每眼裝藥3.0卷，每卷藥量600g，眼深1.7米，距頂300mm，距幫 200mm，眼距600mm;
施行全斷面一次爆破。
[0007]b、采用機(jī)掘和炮掘相結(jié)合的工藝施工該巷段。
[0008](3)、支護(hù)工藝
對(duì)陷落柱的入口和出口兩段巷道頂板，永久支護(hù)采用6.2米長、直徑15.24mm的錨索，配合2根600mm長錨索樹脂，吊掛3.2米長工字鋼梁，維護(hù)頂板;其中，錨索與頂板夾角50°，排距X 間距=2.0X 1.0m。
[0009]對(duì)陷落柱頂板破碎帶其余巷段，永久支護(hù)采用6.2米長、直徑15.24mm的錨索，配合2根600mm長錨索樹脂，下墊規(guī)格為250 X 250mm鋼托板，錨索與頂板夾角90°，排距X間距=2.0 X 1.0m，維護(hù)頂板。
[00?0] 其余臨時(shí)支護(hù)全部采用2米長、直徑18mm金屬圓鋼麻花樹脂銷桿，配合一根350mm長快速錨桿樹脂，端頭錨固，排距X間距=1.0X1.0m,作為臨時(shí)支護(hù)，上壓金屬網(wǎng)。
[0011]通過上述技術(shù)的應(yīng)用，成功的維護(hù)住了該巷頂板，也同時(shí)順利通過了該陷落柱及其斷層，為回采節(jié)約了 15天時(shí)間。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用機(jī)掘和炮掘相結(jié)合的工藝施工該巷段。
[0013]2、針對(duì)工作面頂板破碎，維護(hù)難，施工難，對(duì)現(xiàn)有支護(hù)材料和支護(hù)技術(shù)及施工工藝進(jìn)行創(chuàng)新性整合，采用分段支護(hù)的方式維護(hù)掘進(jìn)過陷落柱的破碎頂板。
[0014]3、運(yùn)用深孔爆破技術(shù)對(duì)陷落柱進(jìn)行深孔預(yù)裂松動(dòng)爆破。
[0015]4、運(yùn)用預(yù)注馬麗散聯(lián)合錨索、錨桿支護(hù)的方式維護(hù)斷層帶頂板。
[0016]本采掘技術(shù)方案設(shè)計(jì)合理，充分利用現(xiàn)有先進(jìn)技術(shù)工藝，采用物探先行，鉆探驗(yàn)證，創(chuàng)新掘進(jìn)工藝技術(shù)，炮、機(jī)掘相結(jié)合，創(chuàng)新支護(hù)技術(shù)，科學(xué)的確定過特殊地質(zhì)構(gòu)造的開采技術(shù)方案，降低煤礦企業(yè)成本，增加了煤炭資源回收率，實(shí)現(xiàn)了礦井的高產(chǎn)高效開采，用最少的投入獲得了最大的收益，取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益，所以極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]針對(duì)大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司的四老溝礦404盤區(qū)采14#煤層，煤層為緩傾斜。直接頂為深灰色砂質(zhì)泥巖、頁巖與細(xì)砂巖互層較堅(jiān)硬。厚度平均為10米，老頂為灰色、灰白色粉砂、細(xì)砂巖，成分以石英為主，平均厚度為14.5米。掘進(jìn)工作面2423面在掘進(jìn)243米處遇陷落柱，陷落柱附近有多條伴生斷層發(fā)育，走向?yàn)槟媳弊呦?。針?duì)這一現(xiàn)實(shí)情況，在掘進(jìn)2423巷243米時(shí)，采用超前物探探明巷道前方煤層位置，鉆探驗(yàn)證陷落柱的產(chǎn)狀。由于陷落柱及其伴生斷層的影響，2423工作面過陷落柱段，頂板破碎且圍巖壓力分布不均，無規(guī)律。掘進(jìn)前，先提前在該處注入瑪麗散使頂板及圍巖保持完整性，然后再進(jìn)行掘進(jìn)施工。
[0019](I)施工工藝
巷道掘進(jìn)時(shí)采用炮掘施工工藝，施工時(shí)多打眼少裝炮，最大程度的保存了工作面頂板及其圍巖的完整性，保證了巷道規(guī)格和掘進(jìn)進(jìn)度，為礦井掘進(jìn)安全生產(chǎn)及回采順利出煤提供了有利保障。
[0020]巷道掘進(jìn)時(shí)打眼爆破施工工藝為:
掏槽眼4個(gè)，每眼裝藥5.0卷(100g)，眼深1.7米；
松動(dòng)眼3個(gè)，每眼裝藥4.0卷(SOOg)，眼深1.5米；
周邊眼18個(gè)，其中頂眼6個(gè)，每眼裝藥3.0卷(600g)，眼深1.7米，距頂300mm，距幫200mm，眼距600mm。
[0021]施行全斷面一次爆破。
[0022]采用機(jī)掘和炮掘相結(jié)合的工藝施工該巷段。
[0023](2)支護(hù)技術(shù)
經(jīng)過對(duì)井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的勘查結(jié)合支護(hù)理論分析，針對(duì)實(shí)際情況支護(hù)工藝如下:
對(duì)皮帶巷與陷落柱交叉處(即陷落柱的入口和出口)兩段巷道頂板，永久支護(hù)采用6.2米長，Φ 15.24mm的錨索，配合2根600mm長(一根快速，一根中速)錨索樹脂，吊掛3.2米長工字鋼梁，維護(hù)頂板。其中，錨索與頂板夾角50°，排距X間距=2.0 X 1.0m。
[0024]對(duì)陷落柱頂板破碎帶其余巷段，永久支護(hù)采用6.2米長，Φ 15.24mm錨索，配合2根600mm長(一根快速，一根中速)錨索樹脂，下墊250 X 250mm鋼托板，錨索與頂板夾角90°，排距X間距=2.0 X 1.0m，維護(hù)頂板。
[0025]臨時(shí)支護(hù)全部采用2米長，Φ18mm金屬圓鋼麻花樹脂錨桿，配合一根350mm長快速錨桿樹脂，端頭錨固，排距X間距=1.0X1.0m，作為臨時(shí)支護(hù)，上壓金屬網(wǎng)。
[0026]通過上述支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，成功的維護(hù)住了該巷頂板，也同時(shí)順利通過了該陷落柱及其斷層，為回采節(jié)約了 15天時(shí)間。
[0027]上述工作面掘進(jìn)時(shí):采用機(jī)掘和炮掘相結(jié)合的工藝施工該巷段。針對(duì)工作面頂板破碎，維護(hù)難，施工難，對(duì)現(xiàn)有支護(hù)材料和支護(hù)技術(shù)及施工工藝進(jìn)行創(chuàng)新性整合，采用分段支護(hù)的方式維護(hù)掘進(jìn)過陷落柱的破碎頂板。
[0028]回采時(shí):運(yùn)用深孔爆破技術(shù)對(duì)陷落柱進(jìn)行深孔預(yù)裂松動(dòng)爆破。運(yùn)用預(yù)注