一、项目概况
某煤矿2-2东翼采区共布置5个工作面,其中208、206、202工作面东部靠近井田边界附近,根据周围钻孔揭露,上覆松散层厚度为43.45~77.5m,保德组土层厚度为0~10.43m,风化基岩厚度为9.00~32.21m,正常基岩厚度21.6~42m,属薄基岩采区。综合以上条件,根据205工作面“两带”实测值计算,2-2东翼采区平均采高4.6m,垮落带高度为32.2m,导水裂隙带高度为92.0m,2-2煤开采时导水裂隙带全部发育至松散层,部分区域冒落带发育至松散层,存在溃水溃沙的风险。为此对东翼采区薄基岩带开采技术进行研究,并提出了具体的措施,保障了安全开采。
二、技术研究
1.对东翼采区薄基岩区进行补勘,探清工作面上覆基岩、松散层岩性及含水层含水情况。
2.对东部区薄基岩区开展三维地震,探测越界开采区的范围,分析异常区,做出基岩等值线图。
3.根据东部区薄基岩区补勘及三维地震资料,优化工作面布置,将工作面开切眼位置布置在垮落带高度32.2m以上的安全区域。
4.掘进时严格执行“有掘必探,先探后掘”的探放水原则,使用井下瞬变电磁勘探,提前探测前方异常区域,并使用钻探验证,确保掘进安全。
5.引进千米定向钻探测井田边界老空区。为确定另一煤矿越界范围,首先通过地面打钻补勘,证实是否存在越界的事实。其次引进千米定向钻新技术对井田东部边界进行探测,通过钻探成功的探出了另一矿煤矿有越界行为,探清了越界采空区的大体范围及采空区的积水量,确保了掘进安全,同时确定了2-2煤东翼采区工作面开切眼的安全位置,确保了安全回采。
6.工作面回采前,提前疏放砂层水。2-2煤东翼的回采工作面采后裂隙能直接导通砂层水,给综采工作面回采带来较大的安全隐患。为消除隐患,通过计算上覆第四系沙层水静水压力,采取可靠防治措施后,在208工作面两顺槽对砂层水进行疏放水试验,钻孔首次施工至萨拉乌苏组底部,查明了上覆新近系保德组红土、侏罗系风化基岩及正常基岩厚度变化情况,并成功疏放水量20.6万m?。通过提前疏放水使208工作面回采时最大涌水量从220m?/h减小至30m?/h,确保了回采安全。
7.工作面回采时,留设300-500mm厚顶煤护顶,保证顶板的完整性,防止泥沙及砂层水通过裂隙流到工作面,同时加强对地面采空区的巡查,发现地面出现裂隙、塌陷,及时回填。
8.制定详细的预防溃水溃沙事故的安全技术措施及应急预案,熟悉避灾路线,并严格贯彻执行。
三、应用效果
通过技术研究后采取相关综合措施,该煤矿成功回采了2-2煤东翼采区薄基岩区域208、206、202工作面,回采时工作面顶板淋水明显减小,最大涌水量从原先的220m?/h降低至30m?/h,只有部分细沙沿着裂隙流入工作面,不影响工作面正常回采,未出现溃沙溃水事故,实现安全开采。
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