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煤炭与化工 Co a l a n d Ch emica l In d ust r y 第43卷第6期 2020年6月 Vo l .43 No .6 Jun . 2020 采矿与井巷工程 综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究 王英杰，闫乃祥，张瑞杰，杨 壮 （山西冀中能源集团荣泰矿，山西吕梁033000） 摘 要针对山西冀中能源集团荣泰矿10115（2）综采工作面回采中遇原南沟主、副井废 弃井筒及老巷，废弃井筒内充填物较多，主要以松散性黄土为主。在分析井筒、井底车场老 巷及顶底板等开采技术条件基础上，提出利用宇固宁化学加固材料对废弃井筒围岩顶板及所 开采煤层进行注浆加固技术方案，实践证明该方案对井筒围岩起到了加固作用，既能保证综 采工作面安全、高效、平稳跨过井筒，又能提高煤炭资源回收率，为类似条件矿井跨采废弃 井筒或回收井筒煤柱起到了借鉴作用。 关键词跨采；废弃井筒；注浆加固 中图分类号TD823 文献标识码B 文章编号2095-5979 （ 2020 ） 06-0042-04 Study on construction technology of abandoned shaft in the fully mechanized mining face Wa n g Yin g jie, Ya n Na ixia n g , Zh a n g Ruijie, Ya n g Zh ua n g Rongt ai Mine, Shanxi Jizhong Energy Group Lvl iang 033000, China Abst r a ct In r espo n se t o t h e a ba n d o n men t o f t h e ma in a n d seco n d a r y sh a ft s in t h e r eco ver y o f Ro n g t a i Min e 10115 2 min in g fa ce, t h e ma in a n d seco n d a r y sh a ft s wit h l o t s o f fil l in g s, ma in l y l o o se l o ess, ba sed o n t h e a n a l ysis o f t h e min in g t ech n ica l co n d it io n s o f o l d r o a d wa y, r o o f a n d fl o o r it wa s pr o po sed t o use Yug un in g ch emica l r ein fo r cemen t ma t er ia l t o st r en g t h en t h e wa st e. Th e r o o f a n d t h e co a l sea m min ed wer e g r o ut ed a n d r ein fo r ced , it sh o wed t h a t t h e sch eme pl a yed a r ein fo r cin g r o l e. It ca n n o t o n l y en sur e t h e in t eg r a t ed min in g fa ce t o cr o ss t h e sh a ft sa fel y, efficien t l y a n d smo o t h l y, but a l so impr o ve t h e r eco ver y r a t e o f co a l r eso ur ces, wh ich is t h e best so l ut io n fo r t h e simil a r co n d it io n o f min e cr o ssmin in g , ser vin g a r efer en ce fo r a ba n d o n ed sh a ft o r r ecycl ed co a l co l umn s. Key wo r d s cr o ss-min in g ; a ba n d o n ed sh a ft ; g r o ut in g r ein fo r cemen t 1工程背景 山西冀中能源集团荣泰矿为资源整合型矿井, 井田范围内有原南沟废弃主副井井筒。10115（2） 综采工作面设计开采荣泰矿一采区太原组10号煤, 平均煤厚2.79 m，位于轨道大巷、运输大巷、回风 大巷的左翼，采区东北部，工作面北部为井田边 界、南部为10115工作面采空区，西部为10112工 作面采空区、工作面东部10117工作面（未回采）。 根据原有地质资料显示，南沟废弃井筒位于10115 （2）工作面中部。南沟废弃井筒直径均为5.0 m, 井壁采用浇筑支护，两井筒之间存在井底车场等巷 道，废弃主、副井筒内积水情况不明。 2对南沟主、副井筒及老巷探测 因原有地质资料不够详细和准确，为保证该工 作面顺利回采，需要对南沟废弃井筒进行巷探普 査，设计在10115（2）工作面两个废弃井筒中间 施工一条中间巷，使10115（2）回采工作面两巷 贯通，一方面为探清废弃井筒提供了地质保障，另 一方面为后续工作面回采跨井筒提供了通风技术方 案，如图1所示。 责任编辑郭媛媛 DOI 10.19286/ k i.cci.2020.06.011 作者简介王英杰（1968-）,男，河北邢台人，畐1高级工程师。 引用格式王英杰，闫乃祥，张瑞杰，等综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究[J].煤炭与化工，2020 , 43 （ 6） 42 - 45. 42 王英杰等综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究2020年第6期 10117回风绕道 10117工作面 10117运输顺槽 南沟副井 -.■W1 2016 综采10112工作面采空区 十八联络巷 7T 10115（2）工作面 南洵主井 10115（2）运输顺槽 ■ ■ ■ 10112 （2）工作面采空区 W117回风顺槽 1 ss 图1 10115⑵工作面布置 Fig . 1 La yo ut o f t h e 10115 （2） wo r k in g fa ce 10112工作面采空区 卜七联络巷 10115工作面 采空区 农; 專灌1 1 1 、 4亠五联络巷 中间巷形成后，根据井下实测共有主、副井井 筒2个和井底车场不同方位的7条老巷，主井井筒 未回填，井底马头门被黄土、沙子充填。副井筒内 充填有沙子、黄泥、搅拌石块等。井底老巷采用砌 確支护，巷宽3.0 m,巷高3.0 m,殖厚0.3 0.5 m,巷道完整，局部有积水和黄泥。其他地质条件 与原有资料相符。 通过在10115（2）中间巷88 m、105 m位置 对南沟主井分别以10。、20、15及在 10115（2）运料巷133m处钻窝内对南沟副井分 别以7。、25对2个井筒分别探测放水，探测 结果主、副井筒内无积水，根据钻探结论，井筒内 充填物多为大料石、沙子。 3老巷清理及井筒支护 3.1老巷清理 首先对南沟主井老巷进行清理，主井侧老巷全 长93.5 m。清理顺序由外向里，从上到下将巷道内 的淤煤、料石清理，清理至主井马头门处时，停止 清理淤煤，防止井筒内大量淤煤溃出而发生事故风 险。然后对副井筒老巷进行清理，副井侧老巷全长 76.5 m。清理顺序由外向里，从上到下将巷道内的 淤煤、料石清理，清理至副井马头门处时，停止清 理淤煤，准备对主副井筒内下注浆管制作假顶。 3.2主、副井筒支护 （1） 根据现场情况，主副井底及马头门处已 被料石、沙子、水泥等废料填满。 （2） 清理至主副井筒马头门处，为防止井筒 内淤泥出现下沉，决定采取超前打钻使用废旧钻杆 辅助凝结井筒内制造假顶治理方案，加强增强井筒 内强度，控制井筒内料石等杂物下沉。 （3 ）在主、副井筒马头门顶板上布置3排钻 孔，采用五花眼布置，第一排3个孔（距底板3.5 m高），第二排2个孔（距底板5m高），第三排 3个孔（距底板7.0m高），每个孔以钻进另一侧 井壁0.2 m为准，下废旧钻杆至钻孔内。 （4） 注浆管采用废旧钻孔制作，一端每隔］m 打2个孔，控制在4m范围内（布置在井筒内）， 另一端安装阀门并用快速接头连接注浆管。通过注 浆管向端头进行注浆时，井筒侧实现喷射注浆，将 料石等杂物粘结在一起，终止压力不下于2 MPa。 （5） 沿井筒方向施工一排平行孔，间距0.5 m,终孔穿入另一侧井壁内0.5 m,以进煤壁0.2 m 为准，机组割煤临近井筒时，将钻杆搭接在支架 上，如图2所示。 （6） 注浆完成后要继续清挖井底水窝，采用 DW35/110X悬浮单体，长度为3 500 mm,加丁型 梁长度为3.5 m,棚距800 mm,单体间距800 mm。 支护时顶板采用2 000 mm X 1 000 mm金属网片配 相同大小塑料网片联合支护，网片搭接100 mm, 每隔200 mm联网一道。将钻孔全部裱梢到tt型 梁顶上。所有打设单体初撑力不小于90 k N,单体 打设有力，挂好防倒绳，上齐二次硬连接。施工过 井底水窝时，将水窝内黄泥及其它充填物向下清理 2.0 m深（根据实际情况向下清理），用磴石块将 水窝填平注宇固宁化学材料进行充实，防止工作面 回采到此处时支架陷入水窝内，f型梁单体支 护如图3所示。 4回采注浆跨采井筒 4.1回采工作面注浆方式 第一阶段10115⑵工作面回采至距主、副 43 2020年第6期 煤炭与化工 第43卷 井筒2.5 m时停止回采，对井筒8 m范围内施工1 号孔，1号与2号间距2 m, 2号与3号间距2叫 3号与4号间距2m0煤层及顶板进行加固，加固 完毕后，继续向前推采2.5 m后进行第二阶段注浆。 第二阶段101152工作面回采至井壁时 停止回采，距井壁一侧施工5、6号注浆孔， 对煤层及顶板进行加固，加固完毕后，继续向前推 采2.5 m后进行第三阶段注浆。 第三阶段101152工作面回采至井筒中 部时停止回采，对井壁及老巷周围l m范围内施工 7、8号注浆孔，对煤层及顶板进行加固，加固完 毕后，方可正常回采，工作面回采推进阶段如图4 所示。 施工方向 施工方向. 图2原南沟矿主井底打钻注浆示意整体 Fig . 2 Dr il l in g a n d g r o ut in g a t t h e bo t t o m o f ma in sh a ft in t h e o r ig in a l Na n g o u Min e 4 000 4.2回采工作面注浆孔布置 煤层注浆钻孔布置在顶板向下1.5 m处，方位 垂直于煤壁，倾角为30。,孔深为3.0 m,水平 间距为2.5 m0施工注浆孔钻孔孔径38 mm,注浆 管长2.5 m。顶板注浆钻孔布置在煤层顶板处，方 位垂宜于煤壁，倾角为30 ,孔深为3.0 m,水 平间距为2.5 mo施工注浆孔钻孔孔径38 mm,注 浆管长2.5 mo主副井筒煤层超前注浆孔剖面如 图5所示。 图3 “型梁单体支护示意 Fig . 3 应 sh a pe bea m a n d sin g l e suppo r t 图5主副井筒煤层超前注浆孔剖面 Fig . 5 Sect io n o f a d va n ced g r o ut in g h o l e o f co a l sea m in ma in a n d a uxil ia r y sh a ft 孔号方位角度孔深 1号140303.0m 1 1 1 1 1 1 1 1 丨 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 丨 1 1 1 , i , 1 , , 1 , 1 , 1 , 1 1 , 1 , 1 , 1 2号140303.0m 1 ；丨L ；珥山；1 1 ；.工二；丁.；匸丄■ 3号14030。3.0m ------_严尹 4号140303.0m 5号140303.0m 6号14030。3.0m 号117303.0m 8号117303.0m 图4工作面回采推进阶段 Fig . 4 Reco ver y min in g pr o cess 5结论 1 10115 2工作面揭露主、副井筒后在 4444 王英杰等综采工作面跨采废弃井筒施工技术研究2020年第6期 工作面上方可见宇固宁化学材料有效充填井筒空间， 证明宇固宁松散物、顶板、煤层起到了加固作用，工 作面推进期间没有发生架前冒顶，煤壁片帮，支架未 下沉等舷，工作面安鉀利通过井筒。 （2）通常情况下，工作面遇废弃井筒一般采 用甩构造的方法避免过井筒，会损失大量煤炭资 源。采用上述措施后，10115（2）工作面安全、 快速、高效的通过了废弃井筒，避免了井筒内充填 物涌入工作面及冒顶事故，最大限度的回收煤炭资 源，为类似施工提供技术支持。对综采工作面过废 弃井筒及老巷开采提供了新技术方案，具有一定的 推广意义。 参考文献 [1 ] 郭秉超.王宁波.井筒堵漏加固技术实践[J ]煤炭科学技术， 2013（9） 175 - 17 [2] 王波综采工作面过小窑井筒技术实践[J ]煤炭工程， 2016（8） 16-18. [3 ] 桑宗其综采工作面跨废弃井筒技术探析与应用[J ]-煤炭工 程，2018 （11） 23-26・ [4 ] 郑立军.李长松.孔祥辉跨立井井筒开采技术的成功实践[J ]. 煤炭工程，2008（3） 41-42. [5 ] 高宗明护巷煤柱回收工作面跨立井井筒开采的实践经验[J]. 中小企业管理与科技（旬刊），2012（8） 1血 [6 ] 李仲辉.孔德顺.李 华.煤矿注浆支护综合应用技术研究[J ]. 山东煤炭科技，2012 （2） 130-132. [7] 莫 技老矿深井灾害治理技术实践[J]煤矿安全，2011 （1 ） 110 - 112. [8 ] 奚小虎跨采软岩巷道破坏机理及控制技术研究[J ]安徽理 工大学，2010（5） 6-9. [9 ]肖平川综采工作面跨石门开采在土城矿的应用[J ].煤炭科 学技术，2009（2） 17-21. [10]王 新.肖平川.综采工作面跨石门开采系统改造[J].水力 采煤与管道运输，2006 （4） 33 - 34. （上接第41页） 表1 一周日生产量统计 Ta bl e 1 Da il y pr o d uct io n in a week 日期 10.2810.29103010.311L011L0211.03 产量/t10 2998 24810 6871012710 8939 0769 482 机头、电气、开关等租赁、维护费用预计节省约 100万元。 回采按3个月计算，节省电费和人工约30万 元；减少带式输送机机头及转载机改造费用约20 万元；工作面停采线向外延伸40 m,多回收原煤 约8.5万t ,约3 400万元。共预计可创效3 590万 余元。 （2）通过该项目的探索，创新了一种边角煤 开采中缩短停采线的新型运输系统工艺及其装备, 引入不改变配套带式输送机的原有特性的任意角转 弯装置，填补了国内技术空白。对开采服务年限较 长的资源枯竭型矿井具有指导意义。 参考文献 [1] 中国矿业学院.矿山运输机械[M].[匕京煤炭工业出版社， 1980. 45