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1、原巷机械化充填无煤柱开采分析郭永祥山西霍尔辛赫煤业有限责任公司摘要：为确保煤矿现有的资源更加合理配置，使原巷充填采煤方法更加高效，晋华宫矿2057工作面对原巷实行机械化充填，极大地提高了充填效率，减少了采动对支扌掌压力的影响，有效地控制了整个巷道的变形量，确保了煤矿开采的安全性。关键词：原巷充填;机械化;回釆效率;充填成木;作者简介：郭永祥（1981-），男，助理工程师，毕业于黑龙江省教育学院，主要从事矿井建设技术工作。收稿日期：2017-07-18Received：2017-07-180引言我国煤炭资源储量
2、比较丰富，为国家经济发展提供了重要的能源保障。随着煤炭资源的大量开采，很多煤矿逐渐进入了深部开采时期，位于深部的巷道会受到相对大的应力作用，导致巷道破坏严重，护巷所使用的煤柱体积不断加大，对于巷道的围护也更加困难。对于相对宽的工作面而言，回采煤柱更易发生应力集中现象，经常出现煤以及瓦斯突出问题。无煤柱充填开采不仅可以最大限度地控制瓦斯、冲击地压、火灾等重大事故，还可以最大限度地减少煤炭开采的损失、降低煤巷掘进和维护费用，实现矿井的绿色开采［1］。现阶段，在原巷充填开采时，原巷充填材料首先要经过人工搬运的方式运
3、至工作面周围，然后完成搅拌充填作业，整个作业过程机械化程度不高，人工作业条件较差，影响采煤效率的提升。因此，怎样对煤矿现有的资源加以合理配置,使原巷充填开采拥有更高的效率，是目前急需解决的问题。1原巷机械化充填无煤柱开采的应用分析1.1应用实例简介晋华宫矿2057工作面标高为-705^-782m,地面标高+17.6〜+21.9叽2057工作面上煤层厚度为0.5~0.9m,平均厚度0.7m02057工作面煤层赋存稳定，工作面走向长1310m,倾斜长211m,煤层厚度1.6^2.4in,平均厚度1.82m,205
4、7工作面煤层呈现单斜状，北部较高，南部较低，煤层平均倾角7。；煤层直接顶为泥岩以及细砂岩，厚度1.3^7.6m,平均厚度4.1m,属于泥质结构，其中可见植物化石，性脆且易破碎；20571作面直接底为泥岩层，厚度2.4~6.4ni,平均厚度4.1m,属于泥质结构，性脆且易破碎。1.2原巷机械化充填无煤柱开采的应用1.2.1原巷机械化充填方案设计在原巷充填过程中，采用注浆泵和相应的管道装置，将充填材料泵送到充填模箱位置，使之形成充填墙体结构，同时和原巷的内支护结构一起组成人工煤柱结构，来承载巷道受到的应力作用。机
5、械化原巷充填方法，通过利用抓包机、上料机、拆包机以及搅拌机等机械设备，代替以往所采用的人工作业方式;利用超前液压支架代替Z前使用的单体支护;利用充填模箱代替以往所采用的人工立模方式。这样便极大地改善了充填效率，确保整个工作面开采作业更加快速与高效,减少了采动对于支撑压力的影响，有效地控制了整个巷道的变形量，确保了煤矿开采的安全。机械化原巷充填开采流程如图1所示。拉移充填模箱下载原图图1原巷机械化充填开采流程1.2.2充填泵站选址由于此次所采用的充填材料为高水充填材料，所以，充填过程中需要应用泵送管道、浆体制备
6、设备以及料浆混合设备等。对于充填系统来说，最为关键的部分便是充填泵站。因为高水材料能够进行较长距离间的输送，所以，充填泵站既可以建设在地面，也可以建设在井下。若将充填泵站建设在地面，需要布设较长的泵管，一旦在泵送过程中发生堵管问题，则疏通工作将非常困难。因此，通常不考虑将充填泵站设置在地面。若是将充填泵站建设在井底车场位置，虽然能够缩短泵送管道的长度，但是，车场的运输任务相对较繁忙，而且矿车在此处经过的次数非常多，在布设充填泵站时场地受限，对于材料的运输是极为不利的。因此，将充填泵站建设于运输石门位置，这样不
7、仅不会受到较大的采动影响，而且此处的空间相对较大，布设泵管的距离也较短。1.2.3充填设备选型在选择充填设备过程中，最重要的是要确保充填速度能够达到巷道推进速度的相关要求，也就是充填速度和工作面的推进速度Z间需要符合以下要求：式中:V为工作面推进的速率;「为工作面作业的时间;S为所需填充断面的面积；n为填充作业的效率;Q为充填泵的额定流量;t2为充填作业的实际工作时间。2057工作面最大推进距离为6.0m/d,平均充填量高达600m/d。若依据“三班制”的工作方式进行作业，在1个工作日中安排3组充填作业人员进
8、行连续作业,那么，平均每1个班组应当达到的充填量为200m左右。在每个班组工作期间，还要对机械设备进行清理工作，机械设备也需要进行一定的维修与保养。如此，每个班组用来充填作业的时间大约为4h,要求充填系统能力应当超过50m/h,泵站的设计生产能力应超过52.5rn/ho此次所选用的充填泵是ZBY300-90型，设备的额定排浆量达到了90m/h,电动机的功率为5kW,充填泵的输送距离为2000m。1.
