戊9、10-12170综采工作面位于戊二下延采区东侧,采用后退式开采,“U”形通风方式。采面走向长474m,倾斜长127m,倾角9°~12°,工作面设计采高4.5m。顶底板均为砂质泥岩。14.5m大采高综采工作面的特点及难点该工作面在掘进期间,出现严重的夹钻、顶钻、喷孔、响煤炮等突出预兆,且效检超标累计46次,其中qmax为40L/min,Smax为7.4kg/m,通过分析总结,该工作面有以下4个特点:一是该工作面瓦斯含量22m3/t,瓦斯压力1.8MPa,普遍存在0.5~2.0m软煤分层,突出危险性大;二是采面初采切眼跨度大,达7.4m,应力集中;三是风、机两巷设计断面大,达13m2,上、下隅角封堵困难;四是采高大,打钻困难,管理难度大。
针对该工作面4个特点,如何管好、用好4.5m大采高支架,实现安全生产,必须解决4个难题,即:①摸索大采高矿山压力规律及有效控制;②研究大采高抽放空白带防突措施钻孔布置及施工工艺;③研究大采高上、下隅角封堵抽放方式及实施;④研究大采高如何防止煤壁片帮。如该采面虽然选用掩护式6400kN高阻力支架和浅截深割煤机等高性能的设备,但由于措施不力,采面自2004年2月14日以来,煤壁多次片帮,造成回风瓦斯浓度在4%以上,且防突效检连续3次超标,其qmax为7.3L/min,严重威胁着该面的安全生产,因此,防止突出和瓦斯超限是该面瓦斯综合治理工作的重点。
2瓦斯综合治理措施
2.1强化采场支护
(1)在工作面安装矿山压力监测装置,责成专人分析,掌握大采高情况下矿山压力规律。
(2)提高规范支架操作工现场操作质量,使其操作规范化、程序化,做到移架及时到位,护帮板及时打开紧贴煤壁,确保初撑力不低于30MPa,做到有效支护顶板,防止工作面前方应力集中。
(3)优化割煤工艺,规范采煤司机割煤工序,始终先割顶部煤,后割底部煤,严禁留伞檐,割煤机行
走速度保持2m/min左右,达到均匀割煤,同时采煤司机和支架工要密切配合,做到先收护帮板、再割煤、移架、伸开护帮板,周而复始,以防止煤壁片帮,诱发瓦斯事故。
2.2优化防突措施孔布孔参数
(1)钻孔布置及封孔工艺。戊9、10煤层透气性系数为0.076m2/(MPa2·d),属较难抽放煤层。该采面在掘进期间风、机两巷沿煤层倾向虽然已布置Φ89mm,深50m左右的本煤层预抽孔,但其抽放率仅为10%左右,同时采面中间存在着抽放空白区,为防治突出,使工作面前方应力有效向深部前移,利用工作面前方煤体受采动卸压后透气性显著提高这一特性,采用卸压区浅孔抽放。为此重新测定该采面措施孔的排放半径,优化大采高工作面钻孔布置,即一是在采面布置2排Φ89mm、孔深10m、孔间距2m的措施孔,措施孔呈三花眼布置,其中上排孔终孔位置要控制到软分层中,每循环共打126个孔,并采用快速CF-2型封孔器封孔,做到打一个抽一个,待效检后进行高压注水,改变煤体结构,防止突出;二是采用长钻孔效检,效检孔深6m,孔间距10m,共打10个效检孔,采用q值、s值、Cq等3种指标效检,若效检参数均不超,允许进尺3m,保留措施孔超前距7m,效检孔超前距3m。
