急倾斜煤层的倾斜条带开采方法.pdf

2 0 0 4 年第6 期‘ 东 饮 荞 种 救 3 5 急倾斜煤层的倾斜条带开采方法 临沂犷务局株柏煤矿吴国栋 摘 要 急 倾料煤层开采过程中， 随开采深度的不断加大， 采空区 垮落的顶底板歼石与裂睐水追踪回 采面， 致使作业地点的 条件与环境恶化， 不利于工作面的 支护与 煤的 运抢， 降低了回 采与回收效率。株柏煤矿在四 采区 、 八采区开采过程中 采用倾 料条带开采， 使这一问题得到了 较好地解决。 关键词急倾料煤层倾料条带 开采方法 株柏井田 位于山东省郊城县沙墩镇境内， 设计生产能力冒 落， 缓解了新产生的空区与预留煤壁的承受压力， 并经过 0 . 2 1 M t/ a ， 矿井主要以开采三层煤为主， 三煤平均厚度5 . 3 m ，产生的大量裂隙， 对留 在顶板层理空隙的积水加以释放。通 平均倾角5 9 0 , 属典型的急倾斜煤层。过分析与实践， 证明 倾斜条带式开采在急倾斜煤层中切实可 行。 1 开采方法的选择 2 巷道布里与回采工艺 1 . 1 残柱式回采 由于煤层倾角大， 厚度大， 采空区顶板易垮落， 底板易滑 脱， 裂隙渗水， 致使回采点淋水成片， 顶板难于管理， 所留煤 柱挡不住跟踪水与窜研， 故不宜采用。 1 . 2 水平分层或料切分层台阶式开采 存在着掘进率高回采效率低的问题。 如果不留煤皮阻 挡空区 歼石与裂隙水的跟踪， 煤歼石与水混合形成泥状或糊 状， 严重影响煤质与运输， 如果逐层留 设煤皮， 则丢煤太多， 回 采率不足印， 故不宜采用。 1 . 3 倾斜长壁式开采 受水面积大， 空区 歼石跟踪， 同样造成运输条件恶化， 煤 质管理困难局面。 如果采用预留 煤壁 皮 挡护， 随着空区的 下延， 往往受压力、 自 重、 水浸与垮落歼石的冲击与爆破震动 冒落失去作用， 故不宜采用。 1 . 4 倾斜条带式开采 具体是每隔一个回 采条带沿倾斜预留3 一 5 m的煤壁， 用 来挡研隔水控制顶板。由于煤壁沿倾向留设， 避开了水流与 研石的冲击， 上部煤壁又得到下部煤壁的托护， 稳定性较强， 通过控制回 采条带的宽度， 在预留煤壁与未采壁的拱托下， 作业地点上方空区的直接顶板处于一个较完整的托板状态， 顶板不发生冒落滑脱并产生较小的裂隙， 使裂隙水得以 较好 的控制， 沿途追踪的裂隙水被双上山分流， 使得生产环节的 淋水降到一定的限度， 作业环境得到改善。工作面爆落的浮 煤经过大倾角上山自 溜至运巷接车漏斗， 提高了回采效率， 保证了 原煤质量， 在空区沿倾斜向达到一定高度， 出现顶底 板局部垮落时， 可沿走向留 设2 - 3 m的煤壁阻挡研石。因两 侧煤壁的挟持作用， 该煤壁稳定性较好。对于回采完毕进人 空区的预留条带煤壁， 随着又一条带的回采， 因顶板压力加 大与作业地点爆破震动而屈服酥软散落 多领先于顶板垮 落 ， 通过自 溜与淋水的冲刷汇集在溜煤眼上方， 经反复放仓 得以回收。随预留煤壁的坍塌， 采空区的直接顶部分地发生 2 . 1 巷道布里 从工作面回采边界开始垂直于运巷沿煤层底板布置三 条上山， a , b , c 之间为回采条带， b , c 之间为预留煤壁 宽3 一 4 m 。见图t o 回 风 平 巷 口采边界 . . .. . . . ⋯ ⋯胭 . . . . . ⋯ ⋯ 采 ..一条_ .. 价 . 产 ， 汉一.赚璧 图1 急倾料煤层条带开采巷道布里示意图 上山掘进过程中每隔5 一 7 m用一横贯连通。作为回采 时联络巷， 采用木棚支护 穿底梁增加其稳定性 。 当三条上山 依次与回风平巷贯通后， 即可由上至下对回 采条带进行回采。 2 . 2 回 采工艺 及顺序 回 采时， 先在最上部横贯上方外侧溜煤上山 a 内打好 关门与护身组柱， 由回 风巷对关门柱以上溜煤上山的棚盘加 以回 撤， 然后由回风巷用煤电钻加长钎子分别向顶煤及上、 下煤壁打眼， 散煤体通过关门柱开口 经溜煤上山自 溜至运巷 上部的放煤漏斗。通过溜槽控制装车， 大块煤 歼 被关门柱 拦截后， 经破碎下放装车， 当回 至 距内 侧上山2 一 3 。 时， 再在 内 侧上山 b 内关门， 在该横贯内 撤棚盘爆破落煤 当 煤层厚 度较大， 一次打顶煤困难时， 可在横贯内穿一煤门至顶板， 由 煤门向两侧打眼爆破落煤 ， 依次进行。 待回 采下行到空区 倾斜长南翼近1 5 m时， 留 设2 一 3 m的 走向 煤壁对上部空区进行隔离， 再由下部横管开始回采， 直 至运巷上方3 一 5 m处。至此一个回采条带回 下转第3 7 页 万方数据 2 0 0 4 年第6 期山 东 饮 荞 种 找 3 7 互相交圈; 在井筒无渗水和无裂缝处， 每1 2 m为一段， 布孔三 排孔间距2 . 8 m ， 钻孔深度3 5 0 一 4 0 0 m m ， 上下孔错开， 对夹缝 探水和注浆。若造孔后孔内 无水不安注浆管， 但必须用灰浆 和玻璃水灌实， 以防日 后孔内 漏水。 注浆封堵完后， 对井壁 个别出水点采用重新造孔顶水注浆的方法进行处理。 4 注浆管埋设 注浆孔口管为 2 5 m m ， 长， 5 0 m m的钢 管， 一端为与球形阀配合的螺纹， 另一端为 刃 。 皿的倒马牙 扣， 在螺纹端1 5 0 m m处对称焊接长 1 5 0 m m的两根钢筋， 以 便 待浆液凝固 后利用它将注浆管拔出。为了防止漏浆， 将注浆 孔口 管用破布缠绕后， 上好套管用大锤砸人孔内， 用道钉固 定， 套管拧下， 把球阀安装在丝头上。 5 注浆作业 将吸水笼头放人清水桶内开泵做冲孔、 疏 通注浆通道和压水试验， 冲洗注浆孔后， 采用0 . 1 0 . 3 M P a 的压力做压水试验， 稳定1 5 m in 左右， 为确定浆液类型、 浓度、 注浆量和注浆压力提供依据; 将吸 浆笼头放人水玻璃和水泥 浆桶内， 开泵注浆， 根据压水试验情况确定浆液配比和注浆 压力， 由 进浆情况确定注浆量和注浆时间， 直至达到设计终 压。终压、 终量达到后， 关闭注浆孔口的 球形阀， 开启注浆孔 口 的放浆阀， 然后将注浆泵的吸水笼头放人清水桶内， 开泵 清洗管路， 为下一孔注浆做好准备。注浆时裂缝较小用双液 注浆， 若裂缝较多、 注水有一定压力， 应先单液后双液注浆， 若注水压力不大直接用单液浆。 6 压力选择 根据注浆孔口 裂隙发育程度和含水层钻 孔静水压力， 并考虑井壁质量及其抗压强度， 选择注浆压力 比静水大0 . 5 一 1 . 5 M P a ， 终压取上限， 以不引起井壁开裂凸起 为原则。 7 封孔 在出水点或成片出水处注浆压力达到0 . 7 - - 0 . 9 M P a ， 基本堵住水后即可采用cs双液浓浆封孔， 并逐渐加 大压力达到终压和注人量， 不再进浆或进浆量很少， 即可结 束该孔注浆， 封闭后关闭阀门去掉软管， 浆液凝固1 h 后取下 球阀， 并用防冒盖封牢， 防止注其它孔时跑浆。若封口时进 浆量较大但压力不增加时， 及时调浓浆注入。 8 验收标准 注浆后， 并筒冻结段涌水量不大于3 m / h , 井壁没有水眼， 井筒没有明显淋水。 9 跑漏浆的处理方法 漏浆孔较大时用锥形圆木楔将 其封堵， 裂缝用扁木楔破布封堵; 用小木楔、 破布及道钉封堵 漏浆; 采用间隔式、 间断 式、 点 停式顶水浓浆及添加速凝剂和 调整凝胶时间来封堵。 6 质f保证措施 1 浆液配比总原则为稀一浓一稀， 搅拌水泥浆时严禁 有结块水泥， 灰浆必须过滤方可使用。 2 注浆前应对注浆管路系统进行耐压试验， 超出注浆 压力1 M 1 、 为合格。 3 每孔注浆时先进行压水试验， 根据吸水量大小调整 浆液水灰比 。 4 注浆中必须有专人负责观察井壁和机械运转情况、 压力表变化情况， 发现问题处理好后再注。 7 总结与分析 1 该井筒冻结段注浆用时1 7 d ， 用水泥4 9 . 6 5 t ， 水玻璃 1 7 . 7 5 t ， 注 浆效果较好， 目 前井筒涌 水量为1 矿/ h o 2 对于无夹层双层井壁进行夹缝注浆封水， 合理掌握 注浆时间是关键， 考虑该井筒原始条件、 冻结条件、 施工条件 和井壁结构和质量， 确定在停冻1 9 0 d 左右进行夹缝注浆比 较合适。 3 布孔时认真考虑裂缝的发育情况， 尽量提高裂缝的 穿透率。 4 准确确定和控制注浆结束的标准， 确保注浆的质量， 结束注浆后必须认真检查注浆质量。 作 者简介 赵启静男， 1 9 8 7 毕业于山 西大同煤校， 现为何 岗煤矿副矿长。 上 接第3 5 页 采完毕， 另一个回 采条带再上方开始回采， 预 留 煤壁逐条进人空区。 随着进人空区的预留煤壁不断坍塌， 可定期对该煤漏斗 进行开仓放煤， 直至出现大块研石搪塞为止。 3 应注意的几个问题 1 上山 掘进时为防 止人员跌落或上部滚落的 煤 岩 块 及物料伤人， 每隔3 一 5 m在上山 两侧交错打一组不少于三棵 的组柱， 上山内要设溜绳， 迎头要使好脚踏板与搪护板。 2 回采前， 回采地点下方溜煤上山内的抬棚上方必须 补设护棚柱， 防止抬棚因 位置突出被下放的大块煤研石及物 料冲倒失效。 3 回采时， 回采地点下方的溜煤上山内必须设置牢固 的关门丛柱， 以防大块煤研或物料冲下砸坏下部棚盘或卡堵 溜煤上山。关门柱下方的护身柱子不少于二棵， 并搪严背 牢， 作为人员的掩护。 4 溜煤上山放煤时， 关门柱及漏斗上方平时不得放空， 以利用部分存煤缓冲上部垮落煤 研 的冲 击， 有人在关门柱 下方作业时， 下部横管内必须有人监护接应， 及时传递物料 并观察溜煤眼满仓情况， 以防上涨的煤研追身。 5 随回采下移， 在回采条带内侧的预留条带煤壁不得 开采， 以 保证其稳定性与完整性， 对外侧预留条带的 煤壁当 宽度较大时， 超过3 m 可根据现场条件适当加以回收。 4 结语 在对八采区上区 段两工作面的回采过程中， 采用倾斜条 带采煤法， 利用倾斜条带煤壁隔离了空区水与研石的追踪， 控制了工作地点上方直接顶板的垮落与裂隙水的产生， 改善 了工作面的 作业条件， 保证了原煤生产的 顺利进行。生产过 程中采用一个组掘进一个组采煤的劳动组织， 日 产原煤 2 1 0 t ， 回 采工效为4 . 6 8 t / 工， 工作面回 采率为8 6 . 7 ， 取得了 较好的经济效益。 万方数据