综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷可行性分析(定稿)20160927

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1、山西华晟荣煤矿综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷可行性分析二O—六年九月二十七口一、煤矿无煤柱幵采的发展现状2二、综放工作面无煤柱开采问题的提出3三、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷施工工艺3一）、3113工作面运输顺槽地质条件3二）、巷道加固及挡矸措施6三）、爆破预裂切缝及设备配置14四）、工程质量标准及评估标准17四、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷经济效益分析20五、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷实施步骤22一、煤矿无煤柱开采的发展现状我国煤矿无煤柱开采的沿空留巷技术发展开始于20世纪50年代，主要巷旁支护采用矸

2、石垛、木密集支柱等，且仅限于在薄煤层中应用。到了上世纪70年代，巷旁支护开始采用混凝土砌块和密集金属支柱，并应用于中厚煤层。但这些巷旁支护存在支护阻力不够、可缩性能不匹配、机械化程度低、劳动强度大和采空区密封性能差等缺点，限制了沿空留巷的使用范围。上世纪80年代初，原煤炭工业部为了改变我国在沿空留巷技术方面的落后局面，先后从英国、德国引进了充填材料和充填设备，并在阳泉、开滦、平顶山等矿区进行了工业性试验，取得了较好的效果。同时又组织高等院校、科研单位和生产单位共同进行充填材料和充填设备攻关。经过多年的研究和试验，到20

3、世纪90年代初，我国充填材料和充填设备己实现了国产化。中国矿业大学于20世纪80年代末、90年代初研制成功了高水速凝材料。利用高水速凝充填材料在巷旁实现机械化构筑护巷充填带的技术，一段时间代表了沿空留巷技术的世界水平。目前，我国薄及中厚煤层的沿空留巷技术己日趋完善，巷旁支护、巷内支护、加强支护和煤帮加固技术己经成熟。然而，综放沿空留巷技术的研究和实践刚刚起步，与之相关的围岩活动规律及变形机制、围岩稳定性控制原理及技术等许多问题需要进一步研究。2016年5月27日，中国煤炭工业协会组织中国科学院院士宋振骐、中国工程院院士

4、张铁岗等13位专家对祌南公司拧条塔煤矿、中国矿业科学协同创新联盟共同完成的“厚煤层无煤柱自成巷110工法技术研究”进行了项H验收和成果鉴定。切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术又称为“no”工法，即采用恒阻锚索对巷道顶板加强支护，回采前对巷道正帮侧顶板定向预裂，待工作面推过后，在矿压的作用下，顶板沿预裂切缝自动切落形成巷帮，作为下一个工作面的顺槽二次使用，实现了一个工作面一条顺槽无煤柱开采（110）。这一开采技术，代表了现阶段我国煤矿无煤柱开采的最高水平。二、综放工作面无煤柱幵采卸压切顶成巷问题的提出华晟荣煤矿自2011年在

5、3104工作面研究推广小煤柱开采技术，并取得成功。后又在3105、3112、3113工作面推广均取得了令人满意的效果。推广小煤柱开采技术即将原先的每个工作面16m区段煤柱减少到6m小煤柱，不仅改善了巷道掘进条件，加快了掘进速度，同时减少了煤柱损失，取得了可观的经济效益。但是，即使是小煤柱，上、下工作面之间仍然有6m的煤柱损失，而这一煤柱损失，今后无法回收。资源的浪费，十分可惜。要彻底做到无煤柱开采，就是要采用沿空留巷技术。无煤柱幵采切顶卸压自动成巷技术又称为“110”工法在拧条塔煤矿的试验成功，给了我们启发，就是要把这

6、一技术推广到综采放顶煤工作面中，实现综放工作面卸压切顶成巷，实现真正意义上的的无煤柱开采。三、综放工作面无煤柱幵采卸压切顶成巷施工工艺一）、3113工作面运输顺槽地质条件3113胶带顺槽位于三一采区胶带巷，回风巷南部，巷道为南北布置，其南为实煤体，北部为三一采区胶带、轨道巷，东部为已经回采的3115工作面，西部为3111工作面（尚未掘进）。3113胶带顺槽开口位置在距主斜井煤仓向东38.3m处向正南方向掘进。巷道设计长度1646m，车场设计长度50m。该巷道在地面相对位置在六家村村西。工作面范围有一洗煤厂，地面标高为9

7、25〜935m,井下标高为580〜640m。工作面设计开采为山西组中下部的3#煤层，煤层赋存稳定，平均厚度为6.1m,煤层倾角为平均为3°20’-6Q20’，煤岩类型为半亮〜光亮型煤，煤质为PSM。属低灰、特低硫、高发热量优质动力煤。3号煤层直接顶板为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩，厚0.86〜9.35m。砂质泥岩为灰〜灰黑色，中厚〜厚屋状，岩相变化大。真密度2702Kg/m3,视密度2684Kg/m3,含水率0.79%,自然抗压强度14.7MPa,为软若。软化系数0.66,为软化性岩石。粉砂岩为灰黑色，中厚层状。真密度

8、2687Kg/m3，视密度2665Kg/m3,含水率1.05°%，自然抗压强度13.7MPa,为软岩〜半坚硬岩。软化系数0.39,为软化性岩石。老顶为中〜细粒砂岩，厚2.55〜16.50m，岩相变化大。真密度2657Kg/m3,视密度2640Kg/m3,含水率0.29%，为半坚硬岩〜坚硬山3号煤层直接底板为砂质泥岩、泥岩，局部为粉