原巷機(jī)械化充填無(wú)煤柱開(kāi)采分析

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1、原巷機(jī)械化充填無(wú)煤柱開(kāi)采分析郭永祥山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司摘要：為確保煤礦現(xiàn)有的資源更加合理配置，使原巷充填采煤方法更加高效，晉華宮礦2057工作面對(duì)原巷實(shí)行機(jī)械化充填，極大地提高了充填效率，減少了采動(dòng)對(duì)支扌掌壓力的影響，有效地控制了整個(gè)巷道的變形量，確保了煤礦開(kāi)采的安全性。關(guān)鍵詞：原巷充填;機(jī)械化;回釆效率;充填成木;作者簡(jiǎn)介：郭永祥（1981-），男，助理工程師，畢業(yè)于黑龍江省教育學(xué)院，主要從事礦井建設(shè)技術(shù)工作。收稿日期：2017-07-18Received：2017-07-180引言我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量

2、比較豐富，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的能源保障。隨著煤炭資源的大量開(kāi)采，很多煤礦逐漸進(jìn)入了深部開(kāi)采時(shí)期，位于深部的巷道會(huì)受到相對(duì)大的應(yīng)力作用，導(dǎo)致巷道破壞嚴(yán)重，護(hù)巷所使用的煤柱體積不斷加大，對(duì)于巷道的圍護(hù)也更加困難。對(duì)于相對(duì)寬的工作面而言，回采煤柱更易發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，經(jīng)常出現(xiàn)煤以及瓦斯突出問(wèn)題。無(wú)煤柱充填開(kāi)采不僅可以最大限度地控制瓦斯、沖擊地壓、火災(zāi)等重大事故，還可以最大限度地減少煤炭開(kāi)采的損失、降低煤巷掘進(jìn)和維護(hù)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)礦井的綠色開(kāi)采［1］。現(xiàn)階段，在原巷充填開(kāi)采時(shí)，原巷充填材料首先要經(jīng)過(guò)人工搬運(yùn)的方式運(yùn)

3、至工作面周?chē)?，然后完成攪拌充填作業(yè)，整個(gè)作業(yè)過(guò)程機(jī)械化程度不高，人工作業(yè)條件較差，影響采煤效率的提升。因此，怎樣對(duì)煤礦現(xiàn)有的資源加以合理配置,使原巷充填開(kāi)采擁有更高的效率，是目前急需解決的問(wèn)題。1原巷機(jī)械化充填無(wú)煤柱開(kāi)采的應(yīng)用分析1.1應(yīng)用實(shí)例簡(jiǎn)介晉華宮礦2057工作面標(biāo)高為-705^-782m,地面標(biāo)高+17.6?+21.9嘰2057工作面上煤層厚度為0.5~0.9m,平均厚度0.7m02057工作面煤層賦存穩(wěn)定，工作面走向長(zhǎng)1310m,傾斜長(zhǎng)211m,煤層厚度1.6^2.4in,平均厚度1.82m,205

4、7工作面煤層呈現(xiàn)單斜狀，北部較高，南部較低，煤層平均傾角7。；煤層直接頂為泥巖以及細(xì)砂巖，厚度1.3^7.6m,平均厚度4.1m,屬于泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中可見(jiàn)植物化石，性脆且易破碎；20571作面直接底為泥巖層，厚度2.4~6.4ni,平均厚度4.1m,屬于泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，性脆且易破碎。1.2原巷機(jī)械化充填無(wú)煤柱開(kāi)采的應(yīng)用1.2.1原巷機(jī)械化充填方案設(shè)計(jì)在原巷充填過(guò)程中，采用注漿泵和相應(yīng)的管道裝置，將充填材料泵送到充填模箱位置，使之形成充填墻體結(jié)構(gòu)，同時(shí)和原巷的內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)一起組成人工煤柱結(jié)構(gòu)，來(lái)承載巷道受到的應(yīng)力作用。機(jī)

5、械化原巷充填方法，通過(guò)利用抓包機(jī)、上料機(jī)、拆包機(jī)以及攪拌機(jī)等機(jī)械設(shè)備，代替以往所采用的人工作業(yè)方式;利用超前液壓支架代替Z前使用的單體支護(hù);利用充填模箱代替以往所采用的人工立模方式。這樣便極大地改善了充填效率，確保整個(gè)工作面開(kāi)采作業(yè)更加快速與高效,減少了采動(dòng)對(duì)于支撐壓力的影響，有效地控制了整個(gè)巷道的變形量，確保了煤礦開(kāi)采的安全。機(jī)械化原巷充填開(kāi)采流程如圖1所示。拉移充填模箱下載原圖圖1原巷機(jī)械化充填開(kāi)采流程1.2.2充填泵站選址由于此次所采用的充填材料為高水充填材料，所以，充填過(guò)程中需要應(yīng)用泵送管道、漿體制備

6、設(shè)備以及料漿混合設(shè)備等。對(duì)于充填系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最為關(guān)鍵的部分便是充填泵站。因?yàn)楦咚牧夏軌蜻M(jìn)行較長(zhǎng)距離間的輸送，所以，充填泵站既可以建設(shè)在地面，也可以建設(shè)在井下。若將充填泵站建設(shè)在地面，需要布設(shè)較長(zhǎng)的泵管，一旦在泵送過(guò)程中發(fā)生堵管問(wèn)題，則疏通工作將非常困難。因此，通常不考慮將充填泵站設(shè)置在地面。若是將充填泵站建設(shè)在井底車(chē)場(chǎng)位置，雖然能夠縮短泵送管道的長(zhǎng)度，但是，車(chē)場(chǎng)的運(yùn)輸任務(wù)相對(duì)較繁忙，而且礦車(chē)在此處經(jīng)過(guò)的次數(shù)非常多，在布設(shè)充填泵站時(shí)場(chǎng)地受限，對(duì)于材料的運(yùn)輸是極為不利的。因此，將充填泵站建設(shè)于運(yùn)輸石門(mén)位置，這樣不

7、僅不會(huì)受到較大的采動(dòng)影響，而且此處的空間相對(duì)較大，布設(shè)泵管的距離也較短。1.2.3充填設(shè)備選型在選擇充填設(shè)備過(guò)程中，最重要的是要確保充填速度能夠達(dá)到巷道推進(jìn)速度的相關(guān)要求，也就是充填速度和工作面的推進(jìn)速度Z間需要符合以下要求：式中:V為工作面推進(jìn)的速率;「為工作面作業(yè)的時(shí)間;S為所需填充斷面的面積；n為填充作業(yè)的效率;Q為充填泵的額定流量;t2為充填作業(yè)的實(shí)際工作時(shí)間。2057工作面最大推進(jìn)距離為6.0m/d,平均充填量高達(dá)600m/d。若依據(jù)“三班制”的工作方式進(jìn)行作業(yè)，在1個(gè)工作日中安排3組充填作業(yè)人員進(jìn)

8、行連續(xù)作業(yè),那么，平均每1個(gè)班組應(yīng)當(dāng)達(dá)到的充填量為200m左右。在每個(gè)班組工作期間，還要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行清理工作，機(jī)械設(shè)備也需要進(jìn)行一定的維修與保養(yǎng)。如此，每個(gè)班組用來(lái)充填作業(yè)的時(shí)間大約為4h,要求充填系統(tǒng)能力應(yīng)當(dāng)超過(guò)50m/h,泵站的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)超過(guò)52.5rn/ho此次所選用的充填泵是ZBY300-90型，設(shè)備的額定排漿量達(dá)到了90m/h,電動(dòng)機(jī)的功率為5kW,充填泵的輸送距離為2000m。1.