基于矿压条件下采场封闭方法的研究.pdf

声明声明下面论文由免费论文教育网 http//www.PaperE 用 户转载自互联网，版权归原作者所有，本文档仅供参考，严禁抄袭 免费免费论文论文教育教育网网 - 1 - 基于矿压条件下采场封闭方法的研究基于矿压条件下采场封闭方法的研究 祁刚 中国矿业大学矿业学院，北京（100083） E-mailqq5045 摘摘 要要根据小康矿矿压大、顶底板易破碎的特点，结合我矿综合机械化放顶煤一次采全高 的采煤方法， 不象分层开采的封闭要求高， 决定采用一对木椴密闭间码放白泥袋封闭采场的 方法（即码放白泥袋封闭采场的方法），此封闭方法即可解决采用地面充填系统封闭采场 充填倍线过大，充填因难的问题，又可减少维护巷道及充填系统管路的费用和人力、物力； 同时也节省了重建一套新充填系统而增加的投入。 关键词关键词码放；白泥袋；采场封闭 中图分类号中图分类号TD35 1 引言引言 小康矿现开采的南二采区， 如果利用现有的地面充填系统进行采场封闭， 因南二采区最 小充填倍线 N 为 10.5（NL/H 6353/605 10.5），根据充填经验，当 N 大于 8 时，充填就 很困难，经常出现堵管现象[1]。另外，小康矿矿压大，巷道变形快，要保证地面充填系统正 常使用，需投入人力、物力维护巷道及充填管路，增加了费用；如果废弃现有北翼的地面充 填系统而在南翼重建一套新的充填系统，则经济投入过大。因此，应寻求一种技术合理，经 济投入少新的封闭方法进行采场封闭。 2 码放白泥袋采场封闭方法的施工工艺与技术要求码放白泥袋采场封闭方法的施工工艺与技术要求 2.1 施工工艺施工工艺 建一对间距为 2m 的木椴密闭，在两道木椴密闭中间码放白泥袋。 施工过程先打四个立柱，在四个立柱上钉木板，然后贴木板建一道木椴闭（建木椴处 的金属支架回撤， 使木椴能够接顶） ， 里侧木椴闭建完后， 在两道闭中间回撤一架金属支架， 破顶（供接注浆管和卸压管用），然后码放白泥袋，最后建外侧木椴闭，接上注浆管、卸压 管和观测管。外侧闭先不封严，闭上方留 300mm2的观察口，以便观察注白泥浆情况，待注 到观察口时将其封严，并继续注白泥浆，直到顶板流浆注不进去为止[2]。 2.2 封闭的技术要求封闭的技术要求 建一对木椴密闭如图 1 所示，其技术要求如下 （1） 两道木椴密闭的间距为 2m； （2） 立柱窝要见硬顶底后再挖 200mm； （3） 木板沿立柱从下往上钉，要求搭接严密，钉牢，并与帮、顶接严； （4） 立柱、 木板要保证规格和间距， 即 立柱用 Φ160mm的圆木， 共 8根， 间距 600mm； 木板厚度不小于 20mm； （5） 建木椴闭前，先将木椴处的金属支架回撤，使木椴能够接顶、接帮； （6） 建木椴闭顺序为先建里侧木椴闭，后建外侧木椴闭；要求钉木板与建木椴闭同 时进行，靠木板侧建木椴闭，木椴长度为 0.5m，木椴缝隙满浆； （7） 建闭过程中，离地 1.25m 高的位置穿过两道闭接一根∮33mm 的铁管做为观测 管； 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 2 - （8） 建外侧闭时，将注浆管和卸压管（均用 2 寸钢管）要接到两道闭中间的高顶处 （高顶处必须破顶），以便使注浆注满、注实； （9） 外侧密闭先不封严，闭上方留 300mm2观察口，以便观察注白泥浆情况。 （10） 2000 3000 123 4 5 6 7 图 1 巷道封闭平面示意图 Figure 1 Schematic diagram of roadway closed plane 1-封闭巷道；2-立柱；3-木椴闭；4-码放白泥袋；5-注浆管；6-卸压管；7-观测管。 2.3 注浆技术要求注浆技术要求 注浆使用 DLB-50/40 注浆泵；最大压力为4MPa；最大流量为50L/min。 白泥（封堵材料）粒度为 100～150 目，胶质含量为 35，主要成份为SiO2 59.8， AI2O3 20.88，MgO 0.95，CaO 1.87。特点是和易性好，保水性好[3]。 1注浆时要先给风 2 分钟，确认注浆管没有问题后方可注浆； 2水泥浆水灰比为 0.5﹕1～1﹕1，注浆时要先小后大，浆液均匀，防止发生堵管； 3当浆液注到观察口处，停止注浆，封严观察口，继续注浆，直到注不进去为止； 4注浆结束后， 要将卸压管、观测管和注浆管的管口用木塞堵死，以防止跑浆跑水；5 注浆结束后，用喷浆机喷平闭面，要求 1m2内凸凹不大于 10mm，且闭与帮间要抹有不少于 0.1m 的裙边。 3 实施效果实施效果 3.1 技术效果技术效果 2004 年 3 月 2 日，小康矿运用码放白泥袋封闭采场新方法在 S1S3综放面两巷进行了一 次封闭工业性试验。 通过对封闭后地点的气体进行取样化验分析， 得出的结果说明此种封闭 方法能够达到地面充填系统封闭的同等效果，化验结果见表 1。试验表明新方法具有以下优 点[4] 1 由于小康矿矿压大，随着时间的推移，巷道断面变小，木椴闭及码放白泥袋会被压 缩压实，与砖闭相比封闭效果会更好。 2 采用此种封闭方法密闭所受的注浆压力小，杜绝了溃沙的事故；同时也杜绝了地面 充填系统堵管、崩管的现象。 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 3 - 3 采用新封闭方法，建两道闭需要 8 人一天即可完成，码放白泥袋时仅需 3 人；而利 用地面充填系统封闭，建两道沙门子需 10 人 4 天可完成，充填时至少需要 12 人。此外，采 用新封闭方法省去了对充填系统设备、管路的检查、维护以及充填时井上下的联系等问题， 大大减少了人力、物力及工人的劳动强度。 表 1 S2S3运输巷闭内、外气体分析 Table 1 S2S3 Transport Lane closed both inside and outside gas analysis 3.2 经济效果经济效果 采用新封闭方法，封闭长度需要 3m 长的巷道，而采用地面充填系统封闭则封闭长度至 少需要 10m 长的巷道。 现将采用新封闭方法与地面充填系统封闭断面为 10m2巷道的封闭费用进行比较采用 新封闭方法一处费用 1.6778 万元； 而采用地面充填系统封闭一处需费用 2.8391 万元。 因此， 采用新封闭方法一处可节省费用 1.1613 万元， 而封闭 S2S3综放面则可节省费用 2.3226 万元， 这说明此封闭方法在经济上是非常合理的。（见表 2、表 3） 表 2 码放白泥袋封闭 S2S3运输巷费 Table 2 Ma Fang Nai bag closed S2S3 Roadway Fee 化验值（） 项目 地点 C0 CO2 CH4 O2 N2 温度 （℃） 闭外 0 0.04 0.4 20.52 78.99 20 闭内 0.0022 0.97 2.65 15.30 81.25 28 名 称 型 号 单 位 单 价 工程量 工作量 备 注 木 椴 m3 0.0550 5 0.2750 圆 木 ∮160 m3 0.0550 1 0.0550 8 根立柱 支 架 套 0.0812 4 0.3248 包括卡子拉条 木 板 m3 0.0550 0.5 0.0275 白 泥 m3 0.0300 30 0.9000 水 m3 0.00027 30 0.0081 泥水比 13 黄 土 m3 0.0025 4 0.0100 钢 管 ∮61 t 0.3300 0.075 0.0248 注浆管、卸压管 钢 管 ∮33 t 0.3300 0.025 0.0083 观测管 电 KW 0.000045 40 0.0018 人 工 工 0.0025 45 0.1125 合 计 1.6778 中国中国科技论文在线科技论文在线 - 4 - 表 3 地面充填站充填 1 处断面为 10m2巷道费用表 Table 3 on the ground filling station for filling a section of roadway fee schedule 4 结论结论 码放白泥袋封闭采场新方法不仅适应小康矿矿压大， 顶底板破碎的特点， 而且解决了南 二采场封闭采用地面充填系统封闭时充填倍线大 （N10.5） ， 充填困难的问题。 该封闭方法， 在技术上操作简单，封闭效果好，同时也节省大量资金的投入，降低了工作量和劳动强度， 是一种行之有效的封闭采场方法。 参考文献参考文献 [1] 钱四发. 回采工作面顶板冒落机理与支护对策[J ] . 矿山压力与顶板管理, 2003 , 2 95～96 [2] 浦海, 缪协兴. 综防采场覆岩冒落与围岩支撑压力动态分布规律的数值模拟[J ] . 岩石力学与工程学报, 2004 , 23 7 1122～1126 [3] 彭学东. 大采高工作面顶板冒落性分析与预防[J ] . 煤矿开采,2004 , 9 1 67～77 [4] 耿金华. 高档采煤面支护方法探讨[J ] . 山东煤炭科技, 2004 , 增刊 74. Based on rock pressure under the conditions of of stope closure Qi gang China University of Mining technology and mining college, Beijing（100083） Abstract According to a well-ore deposits pressure large, easily broken roof and floor characteristics, combined with mine I have a mechanized sub-level caving mining of mining the high-wide, unlike the closed hierarchical extraction requires high, decided to adopt a pair of wooden linden closed bag closed between Ma Fang Nai stope namely Ma Fang Nai bag closed stope , this closure can be solved on the surface stope filling system filling times the line of closure is too large, filling due to the difficult problem, but also the maintenance of roadway and filling can reduce the cost of piping systems and human and material resources; while saving the reconstruction of a new filling system to increase s. Key words Ma Fang;Nai bag;stope closure 名 称 型 号 单位 单 价 工程量 工作量 备 注 圆 木 ∮160 m3 0.0550 1.3 0.0715 方 子 200200 m3 0.0550 0.8 0.0440 打戗顶子用 钢 管 t 0.4100 0.55 0.2255 回水、充填管及横木 钢 管 ∮61 t 0.3300 0.075 0.0248 观测管 支 架 套 0.0812 15 1.2180 包括卡子拉条 木 拌 m3 0.0230 1 0.0230 杏条帘子 片 0.0020 100 0.2000 草袋子 个 0.0003 100 0.0300 沙 子 m3 0.0060 105 0.6300 水 m3 0.00027 525 0.1418 水沙比 51 红 砖 块 0.000013500 0.0065 砌挡水墙用 水 泥 t 0.0300 1 0.0300 砌挡水墙用 电 kw 0.000045700 0.0315 水泵抽水用电 人 工 工 0.0025 65 0.1625 合 计 2.8391 中国中国科技论文在线科技论文在线