El campo minado de Wulan está ubicado en el extremo norte del área minera de Hulustai en la sección norte del yacimiento de carbón de la montaña Helan. El carbón número 3 en la Formación Shanxi del Pérmico Inferior en el campo minado es extra grueso. veta de carbón en el campo minado, con un espesor promedio de carbón de 9,95 m. La estructura de la veta de carbón es compleja, con de 2 a 18 capas de ganga, generalmente de 1 a 10 capas de ganga. La parte superior tiene una capa de lutita de caolinita a aproximadamente 1 m de distancia del techo, con un espesor de aproximadamente 0,8 m. Tiene un amplio rango de distribución y sedimentación estable. El coeficiente de variación de la veta de carbón es 0,42, que es una veta de carbón relativamente estable. El techo de la veta de carbón es de limo y arenisca fina, y el suelo es de arenisca. El ángulo de inclinación promedio de la veta de carbón es de 24°.
1 Aplicación de tecnología minera integral en la veta de carbón 3#
La veta de carbón 3# es la principal veta de carbón minera de la mina Wulan y representa el 42% de las reservas totales. Desde noviembre de 1992 hasta marzo de 1993, la mina llevó a cabo una prueba industrial de hundimiento de carbón superior totalmente mecanizado en la veta de carbón 33#. Después de la evaluación por parte del comité de evaluación técnica compuesto por expertos pertinentes, se consideró que la tecnología del proyecto había alcanzado el nivel adecuado. a nivel nacional y podría guiar eficazmente la producción, promoverlo y aplicarlo en vetas de carbón con condiciones similares en China. Después de que la prueba fue exitosa, el método de extracción en la veta de carbón 3# adoptó principalmente la tecnología de hundimiento de carbón superior totalmente mecanizada. En julio de 2002, el avance de la tendencia había alcanzado los 3200 m.
El diseño de la cara de trabajo de hundimiento totalmente mecanizado: los dos túneles de viento de la cara de trabajo están dispuestos a lo largo de la dirección de la veta de carbón, tunelados a lo largo de la placa inferior y sostenidos por soportes trapezoidales hechos de mina. viga de acero en I usada 11#. A lo largo del tejado se dispone un camino de tejado, escalonado a una cierta distancia del túnel de viento de la cara de trabajo. Los orificios de corte de la superficie de trabajo están dispuestos a lo largo de la placa inferior y la longitud normal de la pendiente es de aproximadamente 150 m. La superficie de trabajo tiene una altura de 2,4 m (altura normal de soporte del soporte).
2 Análisis de las razones del colapso del techo de la superficie de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada
El techo de la superficie de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada es en realidad el carbón superior cubierto por el soporte. la clasificación del techo, debe ser un techo roto. El coeficiente de dureza de Platts de la veta de carbón 3# es 0,6~1,2. Debido a la influencia de varios factores, el colapso del techo ocurrió muchas veces frente a la superficie de trabajo, lo que afectó gravemente la producción y la seguridad normales y afectó directamente las ventajas y beneficios de la tecnología integral de cavitación.
(1) Influencia de las propiedades del carbón y de las formaciones rocosas. La razón fundamental de la fractura del techo del frente de la mina de carbón es que el techo es una capa de roca de carbón inestable. El techo de la cara de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada es la veta de carbón, y la naturaleza del propio carbón superior sobre el soporte es uno de los factores importantes que conducen a la rotura de la placa de carbón superior. Las propiedades de la veta de carbón 3# en el campo minado de Wulan son diferentes en diferentes áreas mineras, lo que resulta en diferentes medidas de control del techo para la cara de trabajo. En el frente de trabajo 5321, frente de trabajo 5331, frente de trabajo 5332, frente de trabajo 5333 y frente de trabajo 5334 en el ala norte y el área minera central, debido a la presencia relativamente estable de la veta de carbón en sí, las juntas y fisuras no se desarrollan , y la dureza es mayor que la de la veta de carbón en el área minera del ala sur. Al analizar el control de las paredes y el techo de carbón durante el proceso de extracción, se encuentra que solo alrededor del 10% de los casos de goteras en el techo se deben a la propia veta de carbón. ocurren, y el colapso del techo ocurre solo cuando se encuentran estructuras geológicas obvias (como fallas, pliegues, etc., lo que hace que la placa superior sea difícil de controlar). Según el análisis, casi el 90% de los accidentes por goteras en el techo que ocurrieron en el frente de trabajo 5335, el frente de trabajo 5326 y el frente de trabajo 5327 en el área minera del ala sur durante el proceso de minería fueron causados por el encuentro de la veta de carbón con estructuras geológicas (blandas trituradas). áreas de carbón, pequeñas fallas (se produce por la formación de grietas en grupos, juntas extremadamente desarrolladas, estratificación desordenada, abombamiento anormal del piso, aparición de pseudofondos de lutitas, etc.). En diferentes frentes de trabajo de hundimiento totalmente mecanizados, las propiedades de las vetas de carbón han demostrado una influencia importante en el control del techo. Desde la perspectiva del control del techo, esperamos que el carbón superior cubierto por el soporte sea completo y estable. Sin embargo, el proceso de hundimiento del carbón superior en sí requiere que el carbón superior alcance un cierto grado de fragmentación cuando llegue al puerto de hundimiento del carbón. Por lo tanto, las vetas de carbón más blandas tienen mejores propiedades de liberación y deberían usarse. Se utiliza el proceso de hundimiento de carbón superior, pero es desfavorable para el control del techo.
(2) El papel de la presión minera. Bajo la acción de la presión de la mina, la presión de soporte de la pared de carbón frente a la cara de trabajo y la autogravedad del carbón, el carbón superior de la cara de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada producirá grietas y la capa de separación se romperá gradualmente. y caer detrás de la línea de corte del techo del soporte. Si la fractura ha alcanzado un cierto nivel por su propia naturaleza y efectos externos, el techo del marco frontal puede colapsar. Al analizar la situación minera de la veta de carbón 3#, la presión periódica no es obvia, la resistencia de trabajo del soporte es generalmente pequeña, el punto de presión del techo del soporte avanza y no se distribuye uniformemente en la viga superior del soporte, y el carbón superior por encima del soporte avanza después de que el soporte avanza. Rara vez se producen techos sobresalientes. El carbón superior frente al estante a menudo parece estar cortado a lo largo de la pared del carbón, pero el cuerpo del carbón no está particularmente roto, lo que indica que no ha sido sometido a una gran extrusión. Por lo tanto, las características del proceso de hundimiento de carbón superior hacen que la presión de la mina en la cara de trabajo de la veta de carbón 3# no sea obvia, y el colapso del techo a gran escala rara vez ocurre. Por lo tanto, el impacto de la presión de la mina en el control del techo del hundimiento de carbón superior. La cara de trabajo no es genial.
Pero debe quedar claro que si hay otros factores actuando juntos, la presión de la mina agravará el deterioro del tajeo y hará que el control del techo sea más difícil.
(3) Factores de funcionamiento del personal y organización del trabajo. Los requisitos de operación y organización del proceso de la cara de trabajo superior de hundimiento de carbón son diferentes de los de las caras de trabajo de minería ordinarias totalmente mecanizadas. El control del techo requiere que el personal brinde apoyo oportuno y evite el colapso del techo tanto como sea posible, lo que incluye prestar atención y manejar las goteras parciales del techo frente a los soportes y entre los soportes y los soportes del techo. A menudo hay carbón superior roto sobre la viga frontal del soporte de hundimiento totalmente mecanizado. La operación de movimiento del bastidor requiere bajar el soporte lo menos posible y mover el techo hacia adelante con presión. En términos de disposición del proceso, se estipula que el bastidor móvil. no debe estar a más de 3 rejillas del tambor trasero de la cizalla. Los técnicos y el personal de construcción analizaron y resumieron una gran cantidad de accidentes de colapso de techos y formularon las medidas correspondientes para el proceso de reubicación de la cara de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada de la veta de carbón 3#. Debido a la naturaleza de la propia veta de carbón y al efecto de la presión de la mina, la pared de carbón se comprimió y rompió delante del marco de soporte, con una profundidad de 0,4 a 0,6 m. Si el tablero de protección que sobresale se utiliza como soporte temporal, el área de contacto entre el tablero de protección y la pared de carbón es pequeña y, a veces, el contacto es lineal. La pared de carbón no puede soportarse de manera efectiva y el techo vacío frente al estante está. no mejorado. Al mismo tiempo, también se producirán accidentes por derrumbe del techo provocado por errores operativos, como descenso excesivo del estante, soportes incorrectos, estantes invertidos, estantes atascados, no colocar el carbón de acuerdo con las regulaciones del proceso de colocación del carbón, etc. causar el deterioro de la condición del techo.
3. Tratamiento y prevención del colapso del techo de grupos de superficie de trabajo de hundimiento totalmente mecanizados
Después del colapso del techo de grupos de superficie de trabajo de hundimiento totalmente mecanizados, debido a la rotura del carbón superior sobre el soporte, una gran cantidad de carbones superiores rotos fluye hacia el espacio minero (dentro del transportador, frente al estante y en el espacio entre los estantes), interrumpiendo la operación y deteniendo el transportador. Si se arriesga a poner en marcha el transportador y continúa funcionando, es posible que el colapso del techo se expanda, la roca del techo se derrumbe, el transportador se "aplaste" e incluso afecte el sistema de ventilación de la cara de trabajo. Por suerte, un gran trozo de ganga de carbón bloqueará temporalmente la fuga, pero aún existe el peligro oculto de que el techo se derrumbe y se forme un "agujero" sobre el soporte, lo que representa una amenaza para la operación. Por lo tanto, la prevención del colapso parcial del techo debe ser el enfoque principal al considerar el colapso integral del techo. Una vez que ocurre un colapso parcial del techo, debemos encontrar formas de controlar su propagación y luego tomar las medidas de tratamiento adecuadas.
3.1 Tratamiento del colapso parcial del techo
Después del colapso parcial del techo en la superficie de trabajo de hundimiento totalmente mecanizada, se puede utilizar el "método de cuña de impacto" para atravesar la zona de fractura. es adecuado para carbón roto y macizos rocosos. Si hay un bloque grande y la profundidad de ayuda unilateral no es demasiado grande, use cuñas de impacto para tapar las lagunas y luego fortalezca el soporte para controlar el colapso del techo.
El "método top net" resumido por el personal de construcción y los técnicos en el sitio puede producir mejores resultados cuando se usa solo o en combinación con otros métodos. Después del colapso del techo, la masa de carbón suelta se acumula en el espacio debajo del estante. Se desconoce la profundidad del colapso del techo y el carbón del techo está muy roto. Cuando las partículas son pequeñas, primero se cuelga una malla metálica en el frente. viga, y luego se usa una viga de acero metálico o una viga de madera para combinar con la unidad individual. Cuando se enfrenta a la grupo de carbón y la resistencia es grande, puede usar una pala para excavar la parte superior del lado del carbón frente a la viga; si la malla metálica no es lo suficientemente larga, puede agregar otra malla apropiadamente después de ver la red de carbón, instale un soporte único debajo de la viga del techo. Algunos son más profundos y golpean cuñas sobre las vigas de acero. Después de controlar que el carbón no tenga fugas, encienda el transportador para transportar el carbón superior. Refuerce el soporte de las vigas de acero en la parte superior de arriba a abajo y mantenga la cuadrilla de carbón. Este método juega un papel muy bueno cuando la veta de carbón 3# pasa a través del área de carbón blando de la zona de estructura geológica.
Otra situación después del colapso de la parte superior de la banda cinematográfica es que hay una parte superior vacía. Si se pone énfasis unilateral en la parte superior, la oportunidad puede retrasarse, lo que será perjudicial para el control de. la parte superior. El techo vacío no significa que el techo se haya estabilizado, sino que es temporal y relativo. De acuerdo con la situación real en el lugar, la situación debe abordarse de inmediato y sin demora, de lo contrario conducirá a un colapso mayor de la pandilla. El método de pavimentar la red del techo y erigir el cobertizo se puede utilizar para cerrar el área vacía del techo y sostener la pared de carbón. Por supuesto, esta es una situación muy peligrosa y se deben utilizar trabajadores experimentados para observar el techo y las paredes de carbón y despejar pasajes seguros. El soporte del cobertizo debe tener una cierta resistencia de soporte para evitar que el techo vuelva a colapsar y provocar el colapso del cobertizo.
3.2 Prevención
Del análisis anterior se desprende que el control del techo de la cara de trabajo de hundimiento totalmente mecanizado tiene sus propias características. Cuando el techo está fuera de control, lo hará. Incluso si se toman medidas para solucionarlo, provocará un desperdicio de mano de obra y recursos materiales, e incluso accidentes de seguridad. Por lo tanto, la prevención es más importante.
En primer lugar, se deben realizar predicciones geológicas para las vetas de carbón extraídas utilizando tecnología de hundimiento totalmente mecanizada, y se deben tomar medidas preventivas desde el diseño minero para evitar peligros ocultos para la minería. La disposición de la cara de trabajo y la selección del equipo deben considerar la posibilidad de superar el aplastamiento del cuerpo de carbón y propiciar el control del techo. Generalmente no es adecuado disponer la extracción hacia arriba. El soporte debe estar completamente cerrado para la parte superior del carbón. el apoyo tanto como sea posible.
En segundo lugar, cuando se encuentran cuerpos de carbón rotos y áreas estructurales de carbón blando después de la extracción, se deben formular e implementar medidas científicas y razonables desde la perspectiva de las operaciones del personal para reducir el colapso de los techos provocado por el hombre. El método ideal debería ser solidificar la masa de carbón, como inyectar productos químicos, etc. El método de inyección de agua se probó en el sitio, es decir, los orificios de inyección de agua se colocan a lo largo de la dirección de la pared de carbón de la cara de trabajo y el agua se inyecta usando presión dinámica o presión estática. Nuestro análisis cree que después de la inyección de agua, la distribución de la tensión en el cuerpo de carbón ha cambiado, lo que ha aumentado la cohesión del cuerpo de carbón hasta cierto punto y también puede haber cambiado otras propiedades físicas. Sin embargo, la forma en que la inyección de agua juega un papel en la prevención. El colapso del techo aún no está claro. En espera de más observaciones e investigaciones. Además, el método de "abrir la cuadrilla de carbón por adelantado" también se puede utilizar para excavar manualmente los nidos de vigas en la pared de carbón con picos manuales o neumáticos, erigir el cobertizo para caminar y mantener el frente del estante y el carbón. pandilla para evitar que el techo se caiga cuando se corta y mueve el carbón