无煤柱综放开采探讨

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1、无煤柱综放开采的探讨淮南新集集团能源公司杨润全江开尧摘要新集一矿是一个建设周期短,投资省,见效快的新型现代化矿井。投产至今生产了一千多万吨煤炭,缩小13-1主采煤层区段煤柱是提高煤炭资源回收率,延长矿井开采时间的重要途径。由于煤柱的大大缩小,势必带来压力、水、瓦斯等一系列问题。但通过共同努力,克服重重困难,实现了安全高产的高效。关键词无煤柱综放开采区分期风巷措施新集一矿是一个新型的现代化矿井,经过改扩建,矿井年产由设计的90万t,提高了近四倍,经济效益也成倍增长。其中一个重要的原因是,充分利用了13-1厚煤层的优势,采用了综采放顶

2、煤开采并在矿井设计生产中大力开展科研和革新应用,特别是在无煤柱开采方面,几年来为矿井建设及矿区的持续发展做出重要贡献。新集一矿在矿井设计上采用了建设周期短,投资少、见效快的前进式开采方式:即采用由浅部向深部,由近向远逐渐延伸的开采方式(图1)。矿压规律是越向深部开采,地应力增加越快,压力越大,支护愈加困难。同时由于综放面布置相对集中,通风路图1南中央采区13-1煤层开采示意图线长等原因,给矿井通风、瓦斯管理带来了巨大的压力。#13-1煤是新集一矿的主采煤层,在矿井的前期开采中,其产量占矿井总产量的95à以上,为此合理布置其综放面,

3、少留或不留煤柱,对延长矿井服务年限,提高矿井经济效益,都具有重要意义。在矿井的前期开采中,由于只有一个南中央采区生产,工作面布置必然相对集中(图1)。综放面走向较长(1309综放面最长,达2318m),煤层倾角变化较大,其中1310综放面为18°～35°,1309综放面为5°～25°。为要保持工作面的倾斜长度基本不变,保证工作面设计支架数为定值,又要考虑到尽量少丢煤炭少留煤柱,故采取了以下措施。1工作面上风巷采用分期布置的方式,根据工作面倾角变化,调节风巷平面位置,以保证工作面的斜长在距设计风巷约40～70m范围内设计1～2条瓦斯

4、泄排巷,然后在距离设计工作面约100～300m左右沿煤层伪斜方向掘联络巷、切眼,与机巷、风巷构成完整的运输、通风系统。以后定期每隔100～300m的距离再做二期风巷,依此类推。瓦斯泄排巷严格沿煤层直接顶掘进,·120·1999.№3-4矿山压力与顶板管理这样保证了顶板的完整性,提高了巷道的稳定性,大大降低了泄排巷的失修率。同时,泄排巷距上区段机巷40m,避开了压力峰值区而使巷道可有较长服务时间。2合理安排分期风巷的掘进时间和掘进进度,保证生产的正常接替为做好工作面接替和降低上风巷维护量,根据1307、1308、1309等综放面的经

5、验,认为正常情况下,分期风巷与上风巷的透巷位置,应距工作面50～70m较合适。原因如下:(1)采动超前压力峰值在距工作面25m范围以内,此范围以外地压接近正常值。综采队接管后便于立即加强维护。(2)综放面的正常日推进量约315～415m,50m约需11～14d,有此10多d时间,接续就不会受到影响。(3)透巷后必须有足够及时对上期风巷联巷、泄排巷内的设备进行回撤,转运。(4)透巷前风巷联巷、泄排巷必须保证足够的断面,供回风、行人、运输用。距离太小巷道维护困难,难以满足要求。如距离太大则增大了上风巷的维护长度。3掘进分期风巷采取的特

6、殊措施由于放顶煤工作面的分期风巷距上区段的下机巷仅1～5m;且必须沿煤层底板掘进,因此,巷道将受到三方面形成综合的地压影响:一是来自倾斜上区段老空区的支承压力影响;二是来自由于掘进期间迎头顶层易于冒落而使顶板提前断裂产生的压力;三是来自于工作面老顶垮落对前方的影响。由于以上因素,在掘进期间必须采取特殊的措施。(1)严格按中线掌握好方向,按设计坡角或跟底或丢底煤016～110m掘进(丢底煤较易维护)。(2)风巷均匀布置两排点柱,点柱紧跟掘进迎头,增大支护强度。用Á20～22cm圆木支护,腰背用塘材芭片。(3)用风镐掘进,保证风巷帮顶

7、完整。特殊情况下可适当放小炮掘进。(4)加强对老空区注氮注浆,加强对风巷的瓦斯、CO的监测,发现问题及时处理。(5)断梁折柱及时更换。(6)如若发现老空区CO、瓦斯超限,可采取向上帮煤壁喷射混凝土等方法,隔绝空气。4综采队维护风巷的特殊措施掘进队的工作为无煤柱开采奠定了基础,但回采期间,维护好上巷不仅要抽入大量的人力物力,更要有切实可行的措施,来保证上巷的通风断面和行人高度。(1)掘进透峒后,立即撤除旧联巷的设备,封闭旧联巷。行人运输通风改为新的风巷联巷。泄排巷的替棚及供泄排瓦斯需要的断面,交掘进队负责。(2)移交后要立即加强维护

8、,在高度较低处,可从靠近工作面向外,安排两组人员分别相向替棚,替棚过程中对帮顶煤较完整的,可采取挑顶和松帮措施。同时,两排单体支柱铰接顶梁托棚紧跟迎头。换棚高度要达到215m以上,棚腿扎角80°;对于松动的煤顶可用换下的木料架在两棚梁间,以阻止漏顶