无煤柱开采技术在综放工作面的应用_图文.doc

4河北煤炭2009年第6期无煤柱开采技术在综放工作面的应用 王春耕 冀中能源邯矿集团公司陶一矿,河北邯郸056001 摘要为了提高采区的资源回收率,解决高瓦斯工作面隅角瓦斯超限的问题,通过采取有效措施把上一个工作面的运输顺槽保留下来,作为下一个工作面回风巷,实现了综采放顶煤工作面无煤柱开采技术。 关键词沿空留巷;无煤柱开采;隅角瓦斯 中图分类号TD823.48文献标识码B文章编号10071083200906000402 Application of the non-coal CO]U1TIn recovery technology in fully mechanized top coal caving mining face WANG Chun-geng 邯矿集团陶一矿1976年投产,矿井设计生产能力30万t,a,2005年核定生产能力75万t,a。矿井自投产以来,在回采工艺上曾进行过几次改革,由炮采到高档普采,自1999年开始尝试综采放顶煤开采技术,并获得了成功,随着矿井生产能力的提高,开采强度的增大,资源的紧张程度越来越显现出来。为了挖潜现有的煤炭资源,提高矿井的资源回收率,延长矿井的服务年限,在陶一矿的九采区909综放工作面和911综放工作面进行了不留阶段煤柱的开采实践,取得了成功。 1工作面概况 陶一矿909和911综放工作面位于九采区的下部,下山的南部。工作面走向长650m,倾斜长为130m。工作面开采煤层为24煤,2煤层赋存稳定,单斜构造,煤层厚度稳定在4.0m左右,在距煤层顶板2.8m左右处发育一层粉砂岩夹矸,厚o.2m左右,其下部煤厚1.2nl左右,煤层倾角在13。左右。工作面直接顶为炭质泥岩,厚度1.9m,灰黑色,泥质胶结,含植物化石,层理发育;老顶为细砂岩,厚度16.4m,灰色,泥质胶结,含石英,局部呈互层状;直接底为细粉砂岩,厚度1.3 m,深灰色,含煤线和植物化石,老底为中细砂岩,厚度3.72m,灰白色,以石英为主,含黄铁矿。工作面水文地质条件复杂,顶板跨落后有大量顶板砂岩水涌入,最大涌水量达到230m3/h。工作面煤层瓦斯含量较高,瓦斯相对涌出量达10m,/ min,属高瓦斯地区,煤尘无爆炸性,煤层无自然 发火倾向。 2无煤柱开采的可行性 无煤柱开采是一项新兴的开采技术,此项技术是通过采用沿空留巷或沿空掘巷的方式来实现的。过去沿煤掘进巷道均为架棚巷道,支护强度低,采用沿空留巷技术实现无煤柱开采比较困难,但是随着煤巷锚网索联合支护技术的推广,加大了煤巷围岩的支护强度,沿空留巷效果得到保证,从而使得采用沿空留巷技术实现无煤柱开采成为现实。 3巷道布置及生产工艺 3.1巷道布置 九采区为下山采区,采区的3条下山均布置在煤层中,909和911工作面位于下山的南翼,采区的下部。工作面顺槽沿走向布置,切眼沿倾向布置,顺槽和切眼均沿煤层顶板掘进。工作面运输巷距上一区段运输巷130m,平行布置,工作面配副巷距上一区段运输巷30m,平行布置,上一区段 万方数据 2009年第6期河北煤炭5 运输巷在回采过程中采取措施进行沿空留巷,作为工作面的回风巷,切眼垂直于运输巷,斜长130 m,与上一区段沿空留巷贯通。巷道断面如下运输顺槽高2.7m,宽4.5m;配副巷规格为高2.6m,宽3.4m;上一区段运输巷沿空留巷后的规格可达到高1.8m,宽2.2m。工作面采用“w”型通风方式,工作面配副巷作为运料巷兼作回风巷,沿空留巷只作为回风巷和瓦斯排放巷。 3_2生产工艺 工作面采用综采放顶煤开采工艺。工作面按走向长壁后退式方法进行回采,支护采用ZF2400, 16/24BGA轻型放顶液压支架,排头架为ZPT 2800,16/24A,落煤采用MG200375W型双滚筒摇臂式割煤机,运煤前输送机型号为SGZ/ 220型,后输送机型号为SGZ/110型,顶板采用全部跨落法管理,煤层一次采全高。机组割煤高度2.2m,放顶煤厚度1.8111,工作面采放比10.81。 机组工作方式采用斜切式进刀,割煤方式采用单向割煤,机组往返一次进一刀。工作面放顶煤应按照自上而下的顺序进行,采用单轮顺序放煤法,工作面一刀一放,放煤步距为600Inin。 4无煤柱开采中的几个关键问题 4.1区段运输巷沿空留巷技术 沿空留巷效果的好坏,直接关系到无煤柱开采能否成功。随着煤巷锚网索联合支护技术的成功推广,巷道的支护强度得到很大提高,为沿空留巷成功奠定了很好的基础。首先从运输巷掘进期间就要为留巷作准备,巷道掘进采用锚网支护,顶锚杆采用高强度带纵筋螺纹钢锚杆,三趟锚索补强支护,锚索长度7.15m,上帮锚索向上,下帮锚索向下倾斜100,并且向回采方向倾斜100。回采期间围岩应力变化比较复杂,根据现场开采条件,结合河北工程大学分析了沿空留巷的应力和位移特点,并进行了离散元数值计算,模拟了回采情况,认识到回采过后巷道顶板形成了一种“悬臂梁结构”,出现了应力集中区,需对此区域进行加强支护。因此在回采过程中,采取了以下措施①在综采支架后立柱以里的采空区侧,沿锚索正下方打双排密集点柱,点柱直径不小于16cm,长度2.5m,优质松木;②穿插密集点柱,每隔6m打1m2m的长木垛。木垛用一般杂木即可;③回采方向20m内超前支护,前10m内采用3趟铰接顶梁,后10m 采用木梁,间距1m;④加强管理,安排专业队伍打密集点柱、木垛,并负责卧底出货。 4.2无煤柱开采技术 九采区工作面为下行开采,12907工作面采完后,运输巷进行沿空留巷,留下的巷道作为12909工作面的回风巷;12909工作面采完后,运输巷进行沿空留巷,留下的巷道作为1291l工作面的回风巷。这样在两个相邻区段之间不需留设阶段煤柱,实现了采区工作面无煤柱开采,多回收煤炭8.5万t,采区的回采率得以大幅度提高。 4.3工作面过空硐技术 工作面回采过程中,运、副巷及上沿空留巷都必须超前于工作面煤壁加强支护20m,配副巷距煤壁20m内支设3趟单体支柱进行加强支护,单体支柱必须穿柱鞋。回采过程中,由于有配副巷的存在,配副巷处要求托顶煤进行回采,而掘进时是沿顶掘进的,配副巷处两个支架上要用杂木棚严背实,尤其是两帮要背死,防止配副巷上下两帮片帮造成支架前梁空顶。 4.4高瓦斯工作面瓦斯防治技术 在以往的开采实践中,九采区南翼回采工作面绝对瓦斯涌出量均在5m3,min,最高瓦斯涌出量15m3,rain,为高瓦斯工作面,工作面上隅角经常出现超限现象。909和911工作面采用沿空留巷实现无煤柱开采后,工作面的污风一部分经过配副巷进入总回风巷,一部分经过沿空留巷进入总回风巷,同时隅角的瓦斯经过上一个工作面的采空区得到扩散,杜绝了高瓦斯工作面隅角的瓦斯超限。 5结语 通过采用沿空留巷,实现了综放工作面无煤柱开采技术,使得区段之间不再留设阶段煤柱,资源回收率得到大幅度提高。另外,在工作面副巷正常布置的同时,上个工作面的运巷采取了沿空留巷技术,把工作面运巷沿采空区留下来,下一个工作面回采时与留巷贯通,作为下个工作面的瓦斯排放巷,彻底解决了下山南翼高瓦斯工作面隅角瓦斯超限的问题,保证了安全生产。此项技术在资源枯竭的高瓦斯矿井具有较好的推广应用前景。 作者简介王春耕1968一,男,河北肥乡人.采煤工程师,冀中能源邯矿集团公司陶一矿副总工程师。 收稿日期20090720;编辑毛志国 万方数据 无煤柱开采技术在综放工作面的应用 作者王春耕, WANG Chun-geng 作者单位冀中能源,邯矿集团公司陶一矿,河北,邯郸,056001 刊名 河北煤炭 英文刊名HEBEI COAL 年,卷期2009,““6 被引用次数0次 相似文献10条 1.期刊论文李金辉.Li Jinhui相邻工作面间无煤柱开采沿空留巷法初探-山西焦煤科技2008,““3 长壁工作面之间都留有一定宽度的安全煤柱,造成煤柱损失;在一定条件下,实行无煤柱开采,具有明显的经济和社会效益.镇城底矿22117与22115工作面原设计以一断层为界,经过掘探,未发现该断层,可采用沿空留巷的方法进行无煤柱开采.本文论述了在煤层具有自燃发火倾向的条件下实施沿空留巷的方法及技术关键. 2.期刊论文纪绍思.黄初宪.张辉元沿空留巷技术在土城矿无煤柱开采中的应用-矿业安全与环保2005,32z1 介绍了沿空留巷技术在土城矿的应用情况,通过配合表面位移观测和加强支护措施,使沿空留巷技术获得成功,说明沿空留巷技术在土城矿无煤柱开采中不仅技术上可行,而且还能获得较好的经济效益. 3.期刊论文任启兴沿空留巷技术在土城矿无煤柱开采中的应用-煤炭技术2005,2410 土城煤矿通过配合表面位移观测和加强支护措施,使沿空留巷技术获得成功,说明沿空留巷技术在土城矿无煤柱开采中不但技术上可行,而且还能获得较好的经济效益. 4.期刊论文庄文平实行无煤柱开采,合理开发煤炭资源-龙岩师专学报2004,223 通过对福建煤矿实行无煤柱开采难重点的分析,结合我省煤层地质特征和生产现状,阐明回采工作面采用沿空留巷开采技术,实行无煤柱开采以达到合理开发我省煤炭资源的目的. 5.期刊论文王自宏无煤柱开采技术实践-矿业安全与环保2010,37z1 在沿空留巷和沿空掘巷中,进行了矿压和围岩的观测研究工作,初步掌握了沿空掘巷和沿空留巷矿山压力的显现规律.实践证明,无煤柱开采是合理开发利用煤炭资源、提高回采率、降低掘进率、减少巷道维护费、提高技术经济效益的有效措施之一,是在开采工艺上的一项重要改革.在条件合适的煤层要积极推行无煤柱开采技术. 6.期刊论文李志峰无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施-黑龙江科技信息2007,““10 无煤柱开采技术已广泛被应用,它是一项提高回采、减少掘进工程量、保证接续、提高工效、降低成本的即安全又经济的有效开采工艺.但为减少漏风稳定系统、抑制自燃发火要采取一些技术措施. 7.期刊论文刘胜利.刘永生沿空留巷技术在坚硬顶板巷道中的应用-科技风2010,““8 山东华源矿业集团正泰煤业公司通过对沿空留巷围岩应力及变形的分析配合矿压观测及加强支护等措施,使沿空留巷技术在坚硬顶板采区顺槽中获得了成功,对我公司这样资源紧缺的老矿井非常重要的,具有重大意义. 8.期刊论文黄平.HUANG Ping“Z“形采煤综采工作面沿空留巷-煤炭技术2010,291 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. 9.期刊论文刘胜利.赵德国沿空留巷技术在坚硬顶板巷道中的应用-山东煤炭科技2007,““3 经过对掘进期间、回采留巷期间、复用期间三个阶段的矿压观测,其顶底板移近量分别为95mm、150mm、57mm,总计302mm;两帮的移近量分别为 105mm、187mm、90mm,总计382mm.确保了巷道复用时净高达2.1m以上;净宽达2.6m以上,满足了下个生产面的回风、运输、行人的要求. 10.期刊论文王红伟.梁科举金昌煤业运输下山无煤柱开采护巷技术-中州煤炭2010,““9 金昌煤业公司在运输下山采煤工作面开采过程中因顶板涌水较大人为形成2个工作面,沿倾向依次推进时存在问题.根据现场实际情况,分析了充水水源和充水通道,查明矿压变化周期,并制订了措施方案.实践证明,利用编织袋装煤垛墙与以往沿空留巷支架相比,支架下沉量小,错开高压来压作用时间,使运输巷沿空留巷破碎的围岩区形成较稳定的低压区,固结承压效果明显,巷道维修次数明显减少. 本文链接http// 授权使用西安科技大学xakjdx,授权号865f17cc-45c6-42f8-bb04-9e40016d8072 下载时间2010年12月2日