孤岛工作面是我国煤炭开采的一个技术难题,强矿压显现是孤岛工作面的重要特征,铜川下石节煤矿类孤岛工作面因采动矿压显现剧烈而于2017年5月10日停采停采封面。
为了实现资源有益回收,延长矿井剩余服务年限,实现该类孤岛工作面安全复采,陕西煤业化工技术研究院王苏健等科研人员在综合现场调研、数值模拟计算以及理论分析等方法的基础上,总结分析了220 工作面动压显现特征及其发生机制,提出了220 工作面扩面和缩面2 种改造方案,并综合对比评价了2 种复采方案的动压、水、火、瓦斯防治的危险性以及经济效益情况。
工程平面图及模型建立
研究表明:220 工作面动压显现与周期来压、顶板活动紧密相关,超高应力、上位多层厚硬岩层、宽煤柱以及频繁煤炮等综合作用是矿压剧烈显现的根源。
研究确定了扩面改造(内错2301 采空区15 m)、缩面改造(缩短50 m)为最优复采方案。
在综合对比2 种复采方案的整体风险性以及经济效益情况下,建议:220 工作面采用缩面50 m 进行复采,安装简易机头、机尾单电机的综放推移方式,视情况再决定是否替换过渡支架以及安装正规机头和电机。
研究同时对220工作面复采提出了安全技术措施,包括:
(1)启封密闭时,应先将220工作面回风巷外侧密闭墙破开一通风孔,检查密闭墙内外气体浓度,检测无危险后,方可继续启封。
(2)当新掘巷道距启封工作面10~30m 时,应及时施工高位瓦斯抽采钻孔,对即将启封的工作面内瓦斯进行抽采,并实时监测抽采瓦斯浓度。
(3)应加强动压显现防治工作管理,最大限度地降低采动压力的显现强度和频率,保证矿井安全顺利生产。
(4)工作面回采过程中需实时监测220 复采工作面和老空区水情变化,出现工作面来压不规律、非来压周期长时间压架、淋水,架前、架间或架后溃砂等现象时,应及时停产撤人观察,稳定之后采取相应的防治措施。
(5)建议复采工作面日推进度控制在4.8m 左右,开采过程中应根据微震监测及动压显现情况适当进行调整,避免停采滞采。