無(wú)煤柱綜放開采探討

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1、無(wú)煤柱綜放開采的探討淮南新集集團(tuán)能源公司楊潤(rùn)全江開堯摘要新集一礦是一個(gè)建設(shè)周期短,投資省,見效快的新型現(xiàn)代化礦井。投產(chǎn)至今生產(chǎn)了一千多萬(wàn)噸煤炭,縮小13-1主采煤層區(qū)段煤柱是提高煤炭資源回收率,延長(zhǎng)礦井開采時(shí)間的重要途徑。由于煤柱的大大縮小,勢(shì)必帶來(lái)壓力、水、瓦斯等一系列問(wèn)題。但通過(guò)共同努力,克服重重困難,實(shí)現(xiàn)了安全高產(chǎn)的高效。關(guān)鍵詞無(wú)煤柱綜放開采區(qū)分期風(fēng)巷措施新集一礦是一個(gè)新型的現(xiàn)代化礦井,經(jīng)過(guò)改擴(kuò)建,礦井年產(chǎn)由設(shè)計(jì)的90萬(wàn)t,提高了近四倍,經(jīng)濟(jì)效益也成倍增長(zhǎng)。其中一個(gè)重要的原因是,充分利用了13-1厚煤層的優(yōu)勢(shì),采用了綜采放頂

2、煤開采并在礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)中大力開展科研和革新應(yīng)用,特別是在無(wú)煤柱開采方面,幾年來(lái)為礦井建設(shè)及礦區(qū)的持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。新集一礦在礦井設(shè)計(jì)上采用了建設(shè)周期短,投資少、見效快的前進(jìn)式開采方式:即采用由淺部向深部,由近向遠(yuǎn)逐漸延伸的開采方式(圖1)。礦壓規(guī)律是越向深部開采,地應(yīng)力增加越快,壓力越大,支護(hù)愈加困難。同時(shí)由于綜放面布置相對(duì)集中,通風(fēng)路圖1南中央采區(qū)13-1煤層開采示意圖線長(zhǎng)等原因,給礦井通風(fēng)、瓦斯管理帶來(lái)了巨大的壓力。#13-1煤是新集一礦的主采煤層,在礦井的前期開采中,其產(chǎn)量占礦井總產(chǎn)量的95à以上,為此合理布置其綜放面,

3、少留或不留煤柱,對(duì)延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限,提高礦井經(jīng)濟(jì)效益,都具有重要意義。在礦井的前期開采中,由于只有一個(gè)南中央采區(qū)生產(chǎn),工作面布置必然相對(duì)集中(圖1)。綜放面走向較長(zhǎng)(1309綜放面最長(zhǎng),達(dá)2318m),煤層傾角變化較大,其中1310綜放面為18°～35°,1309綜放面為5°～25°。為要保持工作面的傾斜長(zhǎng)度基本不變,保證工作面設(shè)計(jì)支架數(shù)為定值,又要考慮到盡量少丟煤炭少留煤柱,故采取了以下措施。1工作面上風(fēng)巷采用分期布置的方式,根據(jù)工作面傾角變化,調(diào)節(jié)風(fēng)巷平面位置,以保證工作面的斜長(zhǎng)在距設(shè)計(jì)風(fēng)巷約40～70m范圍內(nèi)設(shè)計(jì)1～2條瓦斯

4、泄排巷,然后在距離設(shè)計(jì)工作面約100～300m左右沿煤層偽斜方向掘聯(lián)絡(luò)巷、切眼,與機(jī)巷、風(fēng)巷構(gòu)成完整的運(yùn)輸、通風(fēng)系統(tǒng)。以后定期每隔100～300m的距離再做二期風(fēng)巷,依此類推。瓦斯泄排巷嚴(yán)格沿煤層直接頂掘進(jìn),·120·1999.№3-4礦山壓力與頂板管理這樣保證了頂板的完整性,提高了巷道的穩(wěn)定性,大大降低了泄排巷的失修率。同時(shí),泄排巷距上區(qū)段機(jī)巷40m,避開了壓力峰值區(qū)而使巷道可有較長(zhǎng)服務(wù)時(shí)間。2合理安排分期風(fēng)巷的掘進(jìn)時(shí)間和掘進(jìn)進(jìn)度,保證生產(chǎn)的正常接替為做好工作面接替和降低上風(fēng)巷維護(hù)量,根據(jù)1307、1308、1309等綜放面的經(jīng)

5、驗(yàn),認(rèn)為正常情況下,分期風(fēng)巷與上風(fēng)巷的透巷位置,應(yīng)距工作面50～70m較合適。原因如下:(1)采動(dòng)超前壓力峰值在距工作面25m范圍以內(nèi),此范圍以外地壓接近正常值。綜采隊(duì)接管后便于立即加強(qiáng)維護(hù)。(2)綜放面的正常日推進(jìn)量約315～415m,50m約需11～14d,有此10多d時(shí)間,接續(xù)就不會(huì)受到影響。(3)透巷后必須有足夠及時(shí)對(duì)上期風(fēng)巷聯(lián)巷、泄排巷內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行回撤,轉(zhuǎn)運(yùn)。(4)透巷前風(fēng)巷聯(lián)巷、泄排巷必須保證足夠的斷面,供回風(fēng)、行人、運(yùn)輸用。距離太小巷道維護(hù)困難,難以滿足要求。如距離太大則增大了上風(fēng)巷的維護(hù)長(zhǎng)度。3掘進(jìn)分期風(fēng)巷采取的特

6、殊措施由于放頂煤工作面的分期風(fēng)巷距上區(qū)段的下機(jī)巷僅1～5m;且必須沿煤層底板掘進(jìn),因此,巷道將受到三方面形成綜合的地壓影響:一是來(lái)自傾斜上區(qū)段老空區(qū)的支承壓力影響;二是來(lái)自由于掘進(jìn)期間迎頭頂層易于冒落而使頂板提前斷裂產(chǎn)生的壓力;三是來(lái)自于工作面老頂垮落對(duì)前方的影響。由于以上因素,在掘進(jìn)期間必須采取特殊的措施。(1)嚴(yán)格按中線掌握好方向,按設(shè)計(jì)坡角或跟底或丟底煤016～110m掘進(jìn)(丟底煤較易維護(hù))。(2)風(fēng)巷均勻布置兩排點(diǎn)柱,點(diǎn)柱緊跟掘進(jìn)迎頭,增大支護(hù)強(qiáng)度。用á20～22cm圓木支護(hù),腰背用塘材芭片。(3)用風(fēng)鎬掘進(jìn),保證風(fēng)巷幫頂

7、完整。特殊情況下可適當(dāng)放小炮掘進(jìn)。(4)加強(qiáng)對(duì)老空區(qū)注氮注漿,加強(qiáng)對(duì)風(fēng)巷的瓦斯、CO的監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。(5)斷梁折柱及時(shí)更換。(6)如若發(fā)現(xiàn)老空區(qū)CO、瓦斯超限,可采取向上幫煤壁噴射混凝土等方法,隔絕空氣。4綜采隊(duì)維護(hù)風(fēng)巷的特殊措施掘進(jìn)隊(duì)的工作為無(wú)煤柱開采奠定了基礎(chǔ),但回采期間,維護(hù)好上巷不僅要抽入大量的人力物力,更要有切實(shí)可行的措施,來(lái)保證上巷的通風(fēng)斷面和行人高度。(1)掘進(jìn)透峒后,立即撤除舊聯(lián)巷的設(shè)備,封閉舊聯(lián)巷。行人運(yùn)輸通風(fēng)改為新的風(fēng)巷聯(lián)巷。泄排巷的替棚及供泄排瓦斯需要的斷面,交掘進(jìn)隊(duì)負(fù)責(zé)。(2)移交后要立即加強(qiáng)維護(hù)

8、,在高度較低處,可從靠近工作面向外,安排兩組人員分別相向替棚,替棚過(guò)程中對(duì)幫頂煤較完整的,可采取挑頂和松幫措施。同時(shí),兩排單體支柱鉸接頂梁托棚緊跟迎頭。換棚高度要達(dá)到215m以上,棚腿扎角80°;對(duì)于松動(dòng)的煤頂可用換下的木料架在兩棚梁間,以阻止漏頂