智能化工作面快速过火成岩侵入技术

智能化工作面快速过火成岩侵入技术

孙永恒

（淮北矿业（集团）有限责任公司临涣煤矿，安徽 淮北 235000）

摘  要：临涣煤矿10116智能化工作面由于煤矿井下地质复杂，煤层赋存条件变化较大，在工作面回采过程中，会遇到面内出现火成岩大面积侵入问题，由于火成岩硬度大，可采性比较差，工作面如何实现安全高效快速推进，成为技术管理的重点和难点。本文介绍了10116智能化工作面快速通过火成岩侵入区工程实例，具有很好的借鉴意义，为实现工作面的安全高效回采提供了指导性意见。

关键词：智能化工作面；安全高效；火成岩；技术管理

0引  言

临涣煤矿地质条件复杂，煤层厚度变化大，10116智能化工作面机巷J10点和风巷F5点向外至收作线区域煤层大部分被岩浆岩侵蚀变质为天然焦。目前，该工作面已推进707.2m，面内在9#-85#架，倾向长度114米范围内不同程度揭露火成岩侵入区域。其中，在10116智能化工作面我们应用了新的管理方法，并取得了较好的效果，连续2个月内完成工作面产量任务，回采原煤近15万吨，超额完成部署任务。

1工作面位置及概况

10116智能化工作面为I11采区首个10煤层工作面，煤层厚度0.3～6.2m，平均3.0m；两巷均为上山掘进巷道，机巷里段走向长度433.7m、外段走向长度432.3m，风巷里段走向长度379.1m、外段走向长度378.9m；机风巷采用锚网（风巷部分为U型棚）支护；顶板以粉砂岩为主、底板以泥岩为主；工作面水文地质条件属简单类型；切眼平均倾角12°，长度180m。

工作面设计安装为智能化工作面，面内安装有MG550/1430WD采煤机、SGZ-800/2×700刮板运输机、SZZ800/400型转载机和PLM3000型破碎机各一部，机巷安装SDJ150型皮带机四部。工作面采用ZE07型液压支架电液控系统对121架型号为ZZ10000-21/45型液压支架、下端头2架ZZ10000-21/45型液压支架进行控制；工作面两巷采用ZQL2×5000/21/40型超前支架进行支护。

2工作面过火成岩侵入区平面示意图

10116智能化工作面机巷J10点和风巷F5点向外至收作线区域煤层大部分被岩浆岩侵蚀变质为天然焦。过火成岩侵入区期间平面示意图如1所示。

图1 过火成岩侵入区示意图

3工作面过火成岩侵入区方案及技术要求

3.1在工作面推进过程中，根据工作面煤层赋存状态及火成岩侵入情况，先采用松动爆破，后进行截割，工作面采高控制在2.7m以内，确保顶板安全。

3.2工作面过火成岩侵入区期间，应加强工作面工程质量管理，确保达到“三直一平两畅通”要求，即:运输机直、煤壁直、支架直，运输机平稳，工作面上下出口畅通，严禁出现飘车、刹车幅度大、陡弯现象，特别是火成岩侵入区附近运输机不允许滞后。支架正规有劲，支架不挤、不咬，架间空隙<100mm。

3.3煤机割煤过程中，工作面要及时跟机移架，护帮护顶，严防片帮掉顶。煤机过火成岩侵入区时，应放慢速度，牵引速度控制在2.0m/min左右，分二次截割，同时尽量用下滚筒割煤，避免大块矸石在煤机上方造成处理困难。出现大块矸石使用“破矸神器”进行快速破碎，破碎机要及时调整锤头高度，优化破碎效果，避免大块矸石进入煤眼造成卡眼。同时，要避免设备重负荷频繁启停造成掉电损坏设备和影响。

3.4合理选定爆破器材。适当增大装药直径，可以提高炸药的爆速、爆轰压力，殉爆和爆轰的稳定性，能够增大爆炸应力波峰值、应力波作用时间及其冲量值，也能提高对岩石的破坏强度因此，采用药卷直径35mm和27mm两种煤矿许用水胶炸药。雷管选用1-5段煤矿许用毫秒延期电雷管。药卷直径35mm，采用$40mm钎花，炮眼深度2.0m;药卷直径27mm，采用$32mm钎花，炮眼深度1.0m。

3.5 科学安排炮眼布置。炮眼布置原则:根据火成岩岩性及生产劳动组织，早班采用“大钎花、长钎子、粗药卷”即：$40mm钎头配35mm药卷眼深2.0m;中夜班米用$32mm钎头配27mm药卷眼深1.0m。以下是两种炮眼布置情况：

3.5.1 $40mm炮眼布置：上排眼距煤层顶板0.30m，单孔装药量0.50kg;下排眼距煤层底板0.4m，单眼装药量0.75kg;中间两排，单眼装药量0.75kg;炮眼间距1.0m，排距0.7m，四排眼布置。炮眼角度要求:炮眼与煤壁的水平夹角为90°;顶眼在垂直面上向顶板方向仰角15°;底眼在垂直面上向底板方向俯角20°。

3.5.2 $32mm炮眼布置如下：上排眼距煤层顶板0. 30m，下排眼距煤层底板0.4m，炮眼间距0.6m，排距0.70m，四排眼布 置，各眼装药量不超过0.30kg。炮眼角度要求：中部炮眼与煤 壁的水平夹角为90°;顶眼在垂直面上向顶板方向仰角15°;底眼在垂直面上向底板方向俯角20°。

3.6严格落实爆破要求。炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用机制炮泥，最小抵抗线不小于

500mm，封泥长度不小于500mm，封满炮泥。装药前，用吹眼器对炮眼进行清扫，保证炮眼内无积水、煤矸等杂物后，方可进行装药封泥，炮泥采用水炮泥和机制炮泥。起爆顺序:毫秒分段爆破顺序起 爆，一次装药，一次起爆（每次起爆为3组，每组不超过12个炮孔，从已爆破面方向或者煤面逐段装药顺序起爆），循环起爆数量36发。浅眼装药爆破大块岩石时，最小抵抗线不小于 300mm，封泥长度不

小于300mm。

4结  论

煤矿综采工作面过火成岩侵入区是经常遇到的现象。上述工程实例，通过先采用松动爆破，后进行截割，合理选定爆破参数，严格控制工作面质量管理，降低采煤机牵引速度，工作面安全快速高效通过了火成岩侵入区，通过科学筹划，严格管理，10116智能化工作面创造了极大的经济效益及社会效益：

经济效益：实现了工作面的连续推进，11月份推进66.3m、12月份推进54.2m。

社会效益：为智能化工作面过火成岩侵入区提供了新的技术改进方法，避免了过火成岩侵入区期间工作面出现推进度缓慢的现象，实现了工作面的安全高效推进，为智能化工作面旋转开采过火成岩侵入区积累了宝贵管理及操作经验，锻炼了综采队伍素质，提高了现场管理水平。

参考文献：

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作者简介：孙永恒(1988—),男,汉族,安徽淮北人,采矿工程师。