1410工作面顶煤弱化技术研究.pdfVIP

2011年第 1O期 中州煤炭 总第 190期 1410工作面顶煤弱化技术研究 王合涛，周青帮 ，赵志刚 (河南煤业化工集 团 鹤煤公 司八矿 ，河南 鹤壁 458008) 摘要 ：鹤煤公司八矿 141o工作面顶煤普 氏硬度系数，≥1．3，为 了提高煤炭采 出率 ，特意对顶煤弱化技术进行 了专项研发 。对高压注水和预裂爆破 2种顶煤弱化方案进行探索和应用 ，经过2个月的回采，顶煤采 出率提 高28％。实践证 明，高压注水和预裂爆破技术使用效果较好 。 关键词 ：顶煤弱化 ；高压注水 ；爆破预裂 ；煤炭采 出率 中图分类号 ：TD823 文献标识码 ：B 文章编号 ：1003—0506(2011)10—0023—02 鹤煤公司八矿 1410工作面经相关科研 院所现 隙尖端的楔入作用 (即水楔作用)使煤体原始发育 场测定 ，残存瓦斯压力P0．74MPa，综合指标 D为 裂隙扩大产生了新的裂隙，从而破坏其整体性 。 负值 ，瓦斯抽放率达到 48．1％ 30％，工作面预抽 当煤质较坚硬时，可通过钻孔在两巷走 向方向 期 9～12个 月 ，所测煤层瓦斯含量为 5．55～6．55 和工作面倾 向方 向对煤层进行高压注水 ，压力水对 m ／t，已消除了突出危险 ，可实行全层放顶煤开采 ， 煤体产生物理和化学作用，改变煤体物理力学性质 ， 以保证工作面的正常接替和矿井 的均衡生产 ，经过 降低煤层冲击倾 向性 ，达到降低煤体硬度的目的，使 设计和掘进布置后决定对其进行 回采。煤层取样试 坚硬的煤层成为可垮落煤层。 验测得其普 氏硬度系数．厂≥1．3，为 了实现对顶煤 的 煤体高压注水在开始阶段保持泵压持续上升， 有效弱化和增加煤层发育裂隙程度 ，从而提高煤炭 当达到破裂压力 (泵压初上升达到 的最高值 ，一般 采 出率 ，减小施工难度和劳动强度 ，改善作业环境 ， 为20MPa左右)后 ，泵压突然下降5—10MPa，并相 八矿对顶煤弱化技术进行了积极的探索 。 对稳定在此时的泵压值上，这表明煤体被压裂 ，裂隙 开始扩展。 1 工作面概况 (2)高压注水弱化顶煤 的化学作用 。①压力水 1410工作面属 回采煤柱工作面 ，位于井 田的北 对煤体 中的一些软弱结构面起着润滑剂的作用 ，使 部 一195m水平 (该水平 回采时矿井类 型未被定为 煤体的抗剪强度降低 ；②压力水对煤岩体 内的某些 煤与瓦斯 突出矿井 ，不按防突区域管理)，下部为 矿物有溶解作用 ，矿物溶解后形成裂隙，压力水又可 F 断层 ，南边是 12F 断层 ，北边是六矿边界 ，地面 沿裂隙楔入 ，形成新 的裂隙，循环往复 ，使煤岩强度 标高 +140．59～+152．92m。采区的主采煤层为山 降低 ；③煤和某些夹矸软岩吸水后会膨胀甚至崩解 ， 西组下部二，煤 ，走 向NE转 向NW 长 260m，倾 向 吸水量越多，体积膨胀量越大，表面变形量也随之增 SE转向NE长 120m，倾角24。～26。，平均25。，煤层 加，这种膨胀力作为一种附加应力作用于煤岩体上， 结构简单 ，平均 厚 6．5m，煤质较硬 ，且局部有夹 从而使其变形以致破坏 。 矸 (3)高压注水弱化顶煤 的注水方式。①在工作 面回风巷下帮沿走 向间隔5～8m打注水孑L，仰角为 2 工作面顶煤弱化方案 +5。，距底