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Z形采煤综采工作面沿空留巷 黄 平 双鸭山矿业集团公司 双阳煤矿, 黑龙江 双鸭山 155100 摘 要 双鸭山矿业集团公司双阳煤矿在 2008 年对 3721 综采工作面采用了沿空留巷, 该工作面共留巷 540 m, 留后 6 个月开始复用。在 2007 年 11月 2008 年 4 月, 对 3721 综采工作面沿空留巷进行了矿压观测。观察结果表明, 留 巷的断面尺寸和支护状态完全符合使用要求。 关键词 无煤柱开采; 矿压; 沿空留巷 中图分类号TD823 文献标识码 A 文章编号 1008- 8725201001- 0098- 03 Retaining Roadway along Goaf at Z- shaped Fully Mechanized Coal Face HUANG Ping Shuangyang Coal Mine, ShuangyashanMining Industry Group Comp. , Shuangyashan 155100, China Abstract Retaining roadway along goaf was applied at No. 3721 fully mechanized face in 2008, in Shuangyang Coal Mine, Shuangyashan Mining Industry Group Comp. The roadway was retained 540 m at the face, the re use began after 6M. From November 2007 to April 2008, the mine pressure of retaining roadways along gaaf at 3721 fully mechanized face was observed. The observation showed that the cross- section dimensions and support state in retained roadways were in full compliance with application requirements. Key words mining without coal pillars; mine pressure; retaining roadway along goaf 0 前言 推进无煤柱开采, 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。 双鸭山矿业集团公司双阳煤矿在 2008 年对 3721综采工作面采用了沿空留巷, 在 2007 年 11 月 2008 年 4 月, 对 3721综采工作面沿空留巷进行了 矿压观测。该工作面共留巷 540m, 留后 6 个月开始 复用。经观测, 留巷的断面尺寸和支护状态完全符 合使用要求。 1 工作面概况与地质条件 该回采工作面位于双阳煤矿右翼- 150 车场主 巷北部, 上限标高- 28 m, 下限标高- 150 m, 此面布 置在 16 层, 为反程序开采。该工作面落煤采用 MG250 601- W 双滚筒采煤机, 支护采用 ZY4200 17 35 型支撑掩护式液压支架。工作面长 152 m, 推进 斜长 600 m, 沿走向布置, 沿倾斜推进。煤层采高 2. 0 2. 6 m, 平均2. 3 m, 倾角 12 。直接顶为 2. 2 m 厚 的灰色中砂岩, 老顶为细砂岩。 2 留巷方法 在开采期间左翼巷道留巷, 边采边掘, 即当采煤 机运行至机尾时就要先进行每个循环 12 m 的掘进 壁龛工作。煤由工作面溜子运出, 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, 顶梁为 11 工 字钢, 柱腿为单体液压支柱。棚距 06 m, 净高 21 m, 净宽 34 m。 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 1棵单体液压支柱。巷旁加强支护, 是在每两架支 架外靠采空区侧打设 3 棵1 帽密排单体液压支柱。 3 沿空留巷的矿压显现及分析 为了取得留巷期间的矿压特点, 做为采取留巷 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 收稿日期 2009- 07- 20; 修订日期 2009- 11- 18 作者简介 黄平1962- , 男, 黑龙江双鸭山人, 采矿工程师, 1986年毕业于原双鸭山矿务局工学院采煤专业, 现在双鸭山矿业 集团双阳煤矿生产技术部从事生产技术管理工作。 第 29卷第 1 期 2010 年 1月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol29,No01 Jan, 2010 从煤壁到采空区矿压显现如图 1。从图中可以看 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大。 图1 距工作面 26 m 处沿空留巷的顶板压力和下沉量曲线 2 距回采工作面不同距离的矿压曲线图 2 是 该面留巷期间的矿压曲线。沿工作面推进方向, 矿 压显现大致分 3 个段 ∀ 矿压急剧升高段, 出现在工 作面推过后 25m 范围内; 矿压频变段, 出现在工 作面推过后的 25 120 m 范围内; ∃ 矿压稳定阶段, 在工作面推过 120 m 以外。 由图 2可以看出, 留巷的顶板压力出现忽高忽 低的变化现象。由于直接顶为 2. 2 m 厚的中细砂 岩, 老顶是由几层较坚硬的砂岩、 细砂岩组成; 这样, 在留巷时形成的悬臂梁较厚, 顶板压力和下沉量增 加得缓慢, 但因直接顶不能完全充满采空区, 老顶冒 落又呈多次出现, 故在老顶频繁活动中, 顶板压力出 现上升、 下降、 上升的不稳定状态。 图 2 沿空留巷顶板压力与底板下沉量曲线 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 3 可以看出, 超前工作面 24 m 巷 道顶板开始矿压显现。距工作面越近, 巷道顶板压 力和下沉量越大。 图 3 留巷复用期的矿压显现 4 沿空留巷的矿压控制 41 留巷支护承受的顶板压力 采空区岩石冒落之后,巷道顶板呈悬臂梁状 态, 此时巷内支护承受的压力包括直接顶和老顶压 力之和。 巷道压力 Q Q1 Q2 直接顶压力 Q1 2 4 m L 老顶压力 Q2 1 2h L 式中m 采高, m; 岩石容重, t m 3; h 老顶厚度, m; L 留巷宽度, m。 42 支柱选择 补强柱除满足顶板压力需要外, 主要还应满足 顶板下沉量的需要。根据留巷期间下沉量在 170 mm 左右的特点, 选用了 DZ- 2. 5 型单体液压支柱。 43 支护密度的确定 将该层的技术参数 M 23 m, 25 t m 2, h 41 m, L 5 m 代入上式, 得到每米巷道的顶板 压力 Q Q1 Q2 831 t m 支柱密度 Q P 831 30 277 根 m 式中 P DZ- 2. 5 型单体液压支柱的额定工作 阻力, P 30 t 根。 在实际留巷支护时采用了每米 33 根, 考虑了 安全系数, 支护合理。 44 巷内支柱及巷旁支柱的布置 1 巷内支柱布置在支架棚梁中间, 以免棚梁被 压垮, 同时也满足运输、 行人和通风的需要。 2 巷旁支柱的布置。根据矿压观测, 越靠近冒 区压力越大。因此, 巷旁支柱布置在架棚外靠空区 侧, 每两架棚的间距内打设 3 棵单体液压支柱。 第 1 期 黄 平 Z形采煤综采工作面沿空留巷 断层; 煤柱; 中间巷 中图分类号TD263 文献标识码 B 文章编号 1008- 87252010 01- 0100- 03 Design and Application of Faults Pre- driven Roadway at Fully Mechanized Face LIU Pi- li Shuangyang Coal Mine, ShuangyashanMining Industry Group Comp. , Shuangyashan 155100, China AbstractThe way of pre- driven middle roadways faults pre- driven roadways was adopted at the fully mechanized face with complicated geological structure. The continuous propulsion was realized. The moving frequency of mining was reduced. The coal recovery was raised. The funds were saved. Key words fully mechanized face; fault; pillar; middle roadway 0 前言 随着煤矿采场由浅部向深部转移, 地质构造也 趋于复杂, 给采面回采带来难度, 不利于采面实现高 产。断层的存在, 一方面需要留设断层保护煤柱, 增 加煤炭损失, 另一方面又增加掘进工程量, 同时圈出 块段的储量又相应减少, 导致采面搬家频繁。为解 决以上矛盾, 通过对煤层赋存及构造发育情况进行 综合分析, 提出了在采煤已圈出块段中补掘中间巷 的设想, 在采煤回采前将断层两盘的岩石掏出, 保证 采煤顺利过断层, 实现高产。该方法在双阳煤矿东 采区下山区左3 上 层 ∋片首次应用并取得成功。 45 巷内及巷旁支护材料的回收 据观测结果, 在距工作面 130 m 外留巷顶板压 力趋于稳定, 故巷内、 巷旁支柱在工作面过后 130 m 时开始回收。巷旁支柱 3 棵撤掉 2 棵, 留中间 1 棵 不撤。复用时, 巷旁支柱及巷内架棚随着工作面的 推进一起回收。回收一般用人工进行, 也可用机械。 5 结论 51 降低掘进率 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, 用过报废。沿空留巷达到 一巷两用, 其每年减少的准备巷道米数等于综机年 推进的米数, 与掘巷相比较, 掘进率近于降低 1 2。 52 实现连续回采, 减少搬家距离 目前综采工作面实行跳采, 一是邻近工作面跳 采, 另一个是采区跳采。但是无论哪种跳采都增加 了搬家距离和搬家费用。沿空留巷使这种跳采变成 了相邻工作面的连续回采。 53 经济比较 1 留巷与掘巷相比, 综采工作面采用沿空留 巷, 每米巷道可节省掘进费 843 元。按该工作面推 进长度 540 m 计算, 可节省资金 4 552元。 2 从煤柱资源回收看, 该面采用沿空留巷可多 收煤柱10 m, 多收煤量 165186 t, 按吨煤售价格 170 元 t, 工作面直接成 本 842 元 t, 可多 增加收入 266907 5 万元。 责任编辑 王凤英 收稿日期 2009- 07- 20; 修订日期 2009- 11- 16 作者简介 刘丕利1971- , 男, 黑龙江双城人, 采矿工程师, 1995年毕业于黑龙江矿业学院采矿工程专业, 现在双鸭山矿业集 团双阳煤矿从事采矿技术管理工作。 第 29卷第 1 期 2010 年 1月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol29,No01 Jan, 2010