Z形采煤综采工作面沿空留巷.pdf

技术经验 “ Z 形采煤综采工作面 沿空留巷 救 鸭 山矿 务 局 救 阳矿李北 推行无煤桂珏采，不仅对生产矿井进行 技术改 造， 缓和采掘 关系 和延 长矿 井寿命 均 具有 现实意义 ，而且 也是使煤 炭企业 改善安 全条件 和技 术经济指 标，增产 、 增盈、 减亏 的 重要途 径之 一。 双 阳矿 自1 9 8 4 年1 1 月 以来，先 后 在薄及 中厚煤层普采面采用了沿空留巷，获得了较 好 的经济效果 。 1 9 8 7 年 该矿二 井先后 引进 了 三套 综采设备 ， 又对综 采工作 面沿空 留巷进 行了尝试 。 在I 9 8 7 年 n月 ～l 9 8 8 年 4月 ，对 3 7 2 3 综采工作面沿空留巷进行了矿压观测。 3 7 2 3 王 作 面共 留巷5 4 0 m，留后 6 个 月 开始 复 用。经 观测，掌 握了矿 压规律 ， 并且留巷韵 断面尺寸和支护状态也完全符 台使用要求。 一 、工作 面概 况与地质 条件 本 回 采工作 面位于 双 阳矿 二 井 井 筒 右 翼 一1 5 0 车场 主巷 北部 ， 上 限标 高 一2 8 m， 下 限标高- 1 5 0 m。 此面布置在l 6 层， 为反程序开 采。 该工作面落煤采用MLS - 1 7 0 型采煤机及 北 京产QY2 4 0 1 o ／ 2 6 型掩 护式支架 。工作 面 长 1 5 2 m， 工 作面推进 斜 长6 0 0 m， 沿走 向布置 ， 沿倾斜推进。煤层 采 高 1 ． 7 ～2 ． 3 m， 平 均 2 ． 0 m，倾角1 2 。 。_苴接顶 为2 ． 2 m厚 的灰色 中 砂岩 ，老顶 为 细砂 岩。 二， 留巷 方法 如 图 1， 开采期 间左翼 巷道 留巷 ，边 采 边掘，也就是当采煤机运行至机尾时就要先 进行 每个循环 1 ． 2 m 的 掘进壁 龛 工作 煤 由 工作面馏子运 出。在架后进行留巷作业，由 当班专人掘进壁龛，架棚、码砌编织袋挡风 墙 等 工作。 留巷支 护选 用金属 支架，顶 粱为 n ‘ 工 字钢 ， 柱 腿 为H Z W A- 2 6 0 0 型金属摩 擦 支柱。 棚 距 0 ． 8 m，净 高 2 ． 1 m，净 宽 3 ． 4 m 图 2 。 罔1工 作面 平 面 图 n 维普资讯 图 2 目巷断 面支 护 留巷要 在矿压 频变段 ， 采用巷 旁加 强支 护和巷内 支 护进行补 强。 巷 内支 护 是 在 每 架 棚 梁中间打设 一棵 H z W A一 2 8 0 0 型摩擦 支 柱。 巷旁 加强支 护 ，是 在每两 架支架 外靠采 空 医侧打设 三棵 一帽密排 单休 液压支柱。 三、 潜空 冒巷 的矿压显 现及分析 为了弄 清 留巷 期 间的 矿压 显现特 点， 作 为 采取留巷措 施的 参考和依 据 ，对留巷进 行 了 矿 压 观 测 。 1．煤壁 到采 空区的矿 压 曲线 沿空留巷巷道从煤壁到采空区矿压显现 如图3。从图上可 以看出， 距煤壁越近 ， 顶板 压力和下沉量越小，距煤壁越远，顶板压力 和下沉 量就越 太。 2．距 回采工作 面不 同距 离的矿压 曲线 图 4是该 面留巷 期间的 矿压 曲线。 沿 工 作面 推进方 向，矿 压显现 太致 分三 个 阶段 1矿压 急剧升 高段， 出现在 工作面推过 后 2 5 m内J 2 矿压频变 段 ，出现在 工作 圈 3 距工作面2 6 m处沿空留巷 的 顶板压力 和下 抗 量 曲线 面推过后2 5 ， - 1 2 0 mj 3 矿压 稳 定阶 段， 在 工作 面推过1 2 0 m以外。 由图 4可 以看出 留巷 的顶板 压力 忽高 忽 低 ． 这是由{组麻直接瑶的2 ． 2 m厚的中细是 砂岩 和％顶绗 儿层 较坚 硬砂岩 、细砂 岩， 在 留巷时形成的悬臂梁较厚，顶板压力和下沉 量 增 加缓慢 。 但 因直 接顶 不能完全 充满 采 空 区，老顶冒落又多次出现，敝在老顶凝繁活 动中，顶板压力出现上升，下降，上升的不 稳定 状态 。 ／ 、 ＼ ． ／ 、、 ‘ ’ |、 塑 、 ’ 、 ＼ ＼ 图4沿 空 留巷 顶 板压 力 与 顶板 下 抗量 髓线 图5 留 巷 复 用 期 的矿 压 显 现 钟 蛐 柚 釉 m m Ⅲ 维普资讯 3．留巷复用时的矿压显现 从留巷复用时测得的矿压曲线 图 5 可 看出 ，超前 工作 面2 4 m， 巷遭顶 板 开始来 压。 距 工作面 越 近，巷道 藏摄 盛力藕下 泥量 越 大。 四 沿空冒巷酌矿压控制 采 用巷旁 和巷 内支 护补强 选 到留巷 的 目 的 。 1． 留巷 支护承受 的顶 板压 力 采空区岩石 冒落之后，巷道顶板里悬臂 粱状态，此时巷内支护承受的压力包括直接 顶 和老顶 压 力 之和。 直 接顶压力Q 2 4 mTL 老顶压力Q 妻h Y L 式中m 采高， ’ Y 岩石容重，t ／ m J h 老顶厚度， ， L 留巷宽度 ，m。 巷 道压力Q Q- Q 2．选 择 支护材 料 补强柱除满足顶板压力需要外，主要应 满 足顶 板下沉 量的 需要 根 据 留巷 期 间下沉 量在 1 7 0 ram左 右的特 点，选 用了 具有较大 可 缩性 的 H Z W A- 2 6 0 0 型金属摩 擦支柱 。 3．支柱密 度 的确定 将该层的技术参数代 入 Q式， 其中 M 2 m，Y2 ． 5 t ／ m。 ，h4 ． 6 m， L5 m 。 得剜每 米巷 道 的顶 板 压力 Q Ql Q2 7 8 ． 8 t ／ m 支柱密 度△ 。 7 8_ 2 ． 2 5 根 ， m 式 中P为 H Z WA- 2 6 0 0型支柱的最 大 工 作阻 力。 P3 5 t ， 但在实际留巷支护时采 甩了每米2 ． 5 根 ， 考虑了安全系数和支护的台 理 性。 4．巷 内支 柱及巷 旁支 柱的布 置 1巷 内 支柱 布置在 支架顶 梁中 间， 以免磺粲靛蓝雩，同时也可满足运输、行人 和通 风的要求 。 g ‘ 巷旁支柱的布置 根 据 矿 压观 测 ， 越靠近 冒落区压力越 大。 因此，巷 旁支柱 布置在 支架外 靠空 区棚 ， 每 两 架支架 间距 内打设三棵 单 体液 压支柱 。 5．巷 内及巷旁 支 护材 料的 回收 据 观测 结果 ，在 距 工作 面1 3 0 m 外留巷 顶板压力趋 于稳定 ， 故巷内、 巷旁支柱在工作 面通过后1 3 0 m时开始回收。复用时 ， 巷内支 柱及 巷 内支架 随工作 面的 推进 一起回 收。 回 收方法，一般用人工进行，也可用机械。 实践证明，上述矿压理论和 支 护 材 料 的选定，支柱 田布置及密度计算公式等，完 全适用于双阳矿具体情况。沿空留巷后能够 控制矿压。巷道断面的大小，完全符 合综采 设计 要求， 满 足生 产需要。 玉 、 几点体 鸯 1．双阳矿沿倾 向 布 置 综 采 面 留 巷 5 4 0 m， 走向布置综采面留巷 1 2 0 0 too 从留巷期 间的 矿 压观 测来 看 ，前 者 留巷巷遭 的顶 板 压 力 和下沉 量小， 为 后者 的 7 O ％。 后者脚 矿压 显 现较前 者 强烈。 2．实践证 明 ， 留巷应考虑 1 5 0 0 mm 的 顶板 下沉 量，巷 遭净高 应 以 2 ． 3 m左 右 为 宜 。 3．要严格 管理 ， 必须保 证 每米 巷道都 达到质 量标准。 因为在 全部 留巷 中， 有一 米 垮 落，就会 造 成使 用的 困难或全 部报废 。 六 技 术经济 效果 综采工作面沿空留巷 与掘巷相比较，右 以下 技术 经 济效 果； 1．降低掘进率 l 3 维普资讯 走 向长壁全陷开 采时 放关门顶的方法及安全措施 东燥舟 司安监局赵士 奎 回 采工作 面开采 到采 区边界 所进 行的最 后 一次回 收放顶 工 作，称 为“ 放 关 门 顶 有的 称末 采或 终 采。此 项工作 除放顶 工 作外还须撤出工作面的运输机、支架及其他 设备，工作量比较大，并且只有一个安全出 口， 因而 为保证安 全放 顶并提 高工作 效率， 要采取特殊的措施。放关 门顶的技术安全措 施应满足下列要求t 1． 回收过程 中能安全 作业 } 2．为下分层 阿开采创 造 怠好 条 件 ； 3．为灌浆及 采区 封闭创造 良 好 的 条 件 } 4．减轻 劳动 量， 提高效 率。 过 去放关 门顶时 是把停 采线前 的 几排金 属 支 柱，提 前用术柱 替换 下来，然 后用 回拄 机回收术柱。用这种方法回收支 柱 时 安 全 上比较可靠，但是替换金属支柱时要影响生 产。此外，运送坑木的工作量很大，坑术的 消耗 也较高。 目前 东煤 公司 范围 内除极少 数 局 、矿还 使用 这种方 法外，绝 大部 分局 、矿 均 已淘 汰 了这 种方 法。 广 泛采用 的方 法是 t 按 正常的开 采方 法、循环 方式 、支护 方式开 采到停采线，待采煤 队撤走以后，再进行放 关 门顶的 工作 可 以采用正放 与反放两 种方 法完成这项工作，正向放顶就是 由运输巷向 回风巷方 向 由下而 上 进 行 放 顶。 反 向 放顶 则是 由回风巷 向运 输 巷 方 向 由上 面 下 进 行放顶 。 现将 这两 种放顶 方 法及安全 措 施分叔 于下。 一 、正放 关门顶 正 向放 关 门顶的 方法 是 由下而 上进 行 工作 面 内 回收 下来 支 柱 ，顶梁 及运 输机等 设备均须运至回风巷， 再 由回风巷运至大巷 运送这些物品均须 由下而上进行 工作面倾 角越大 ， 运送 时的 困难 也越大 。 为了减轻劳 动 掘 巷或沿 空掘巷 只能达 到一巷 一用， 用 过报废 。沿空 留巷 达到一巷两 用， 每年 减少 的准备巷道米数等于综机年推进的米数，与 掘巷相比，掘进率降低一半。 2．实现连续回采，减少搬家距离 目前综采 工作面 实行跳 采 ， 一种 是邻 近 工作面跳 采，另 一种 是采 区跳 采。无 论哪种 跳采都增加了搬家距离和搬家费用。沿空留 巷 使跳 采变 为相邻 工作 面的 连续 回采。 3．经济 比较 { 1综 采工作 面采 用沿 空留巷 比掘巷 每 巷 道 可节 省掘 进费8 ． 4 3 元。 以双 阳矿三 个 综采面 的综 机年 推进2 0 0 0 m计 算， 一年可 节省1 B 8 B O 元。 2 从煤柱 资源回收看，该面采用沿 空留巷 可多收煤柱1 O m， 多回收煤量 l O m 煤柱 5 4 0 m 推进 长度 2 ． O m 采 高 X1 ． 4 0 t ／ m 容重9 5 ％ 回收率 1 4 3 6 4 t ， 按吨煤售价3 8 元计算， 工作面直接成 本7 ． 4 3 元， t ，可多增加收入4 3 ． 9 1 0 7 万元。 维普资讯