放顶煤长壁采煤法在残煤开采中的应用

第3期水力采煤与管运檎2007年9月HYDRAULIC COAL MINING PIPELINE TRANSPORTATIONsep.2007放顶煤长壁采煤法在残煤开采中的应用佟杨士录(辽源矿集团西安媒矿吉林辽源136201)摘要:通过单体Ⅱ钢放顶煤长壁采煤法在残煤开采中成功应用,阐述了这种采煤方法的特点使用过程中应注意的问题关键词:残煤开采放顶煤中图分类号:TD823.87文献标识码:B文章编号:1006-0898(2007)03-0038—022.1工作面装备1概述工作面及上出口顶梁使用长2.4m型钢梁,西安煤矿于1955年12月1日投产,设计井作面下缺口使用4组3.2m的J型钢梁。工型90万t/a,2006年核定生产能力23万t/a。作面支护全部采用DZ22-30/100型单体液压支原设计地质储量9618万t,可采储量7462万t。柱,排距1.0m,柱距0.9~1.0m,每组有3架由于井田境界变更、补充勘探、重新计量、断层空棚,每架棚有3个柱,即每组棚3梁9柱白区、煤层变薄、灰分超标等原因,核定的地质储工作面使用SDG-40T刮板输送机运煤,下量为7045万t。到2006年年末,全矿共采岀煤顺槽使用刮板输送机和皮带输送机运煤。炭6080万吨。2.2回采工艺从煤炭赋存状况看,西安矿主采煤层为两釆煤工作面从投产到结束,都是采用循环层:上煤厚度2~12m,平均6m,顶板为泥页岩、方式出煤,1个循环过程包括落煤、装煤、运煤、支泥岩;下煤厚度4~30m,平均20m,底板砂岩、凝架、移输送机、放顶、检修、放顶煤等。灰岩,层间距2~50m。由于矿井全部开采面积①工作面采用爆破落煤的方式,利用煤电钻接近100%,煤层顶板及上覆岩层已充分冒落,因打五花或三花眼,眼深1.0~1.2m,眼距1.0m,而残煤的复釆工作主要集中在下煤,原则上上煤使用煤矿许用炸药和瞬时电雷管,采用正向装药已不具备复采价值。工艺,炮眼封满黄泥,起爆落煤。工作面放炮所谓残煤就是矿井残存的煤炭资源,是指矿次起爆长度以1米为宜,1炮1打临时支护。每井按设计开采后,剩余在采空区的煤炭资源。它组每次放炮长度不超过5m,即进行永久支护和的主要表现方式有4个方面:①矿井设计时的各放顶。②开正帮的爆破装煤率只在50%左右,剩种保护煤柱;②采区在正常开采时不能采出的煤余的浮煤在顶板有临时支护的前提下,人工装炭,包括区间煤柱、阶段煤柱、水平煤柱等;③开煤。③爆破落煤的循环进度为1.0m,落煤一次釆时技术及生产管理等原因造成的残留煤炭资即放顶一次,支护和放顶为同一道工序,即工作源;④因采煤方法问题造成的当时开采时回采率面支护和放顶是一起完成的。放煤的工序在支低,必须进行二次以上复采的采区或工作面。护(放顶)工序完成后(此时为最小控顶距),未移动输送机前进行。④在开帮、支护(放顶)、放顶2单体扛钢放顶煤长壁采煤法煤等工序完成后,即可移工作面输送机,现在一放顶煤长壁釆煤法的回采巷道布置与普通般采用整体移设的方法,扫净浮煤,边移中间柱长壁釆煤法相同,其特点是在缓倾斜厚及特厚煤边移输送机,后面跟机扶柱即完成这道工序。⑤层中,沿煤层底板布置一个长壁工作面,在工作放炮时原则十T作面严替做仟何与其无关的工面上方留有顶煤,在工作面回采的同时,利用矿作,中国煤化工支护就是将一组山压力的作用或辅助人工松动方法,使工作面上棚中CNMHG)的棚梁先串到方的顶煤破碎,在工作面支架后方人工放落,运空顶下方,然后用单柱升牢(一梁两柱)。放顶煤出工作面时,要与支护、放顶有一定的安全距离(可以平行第3期终利等;放顶煤长壁采煤法在残煤开采中的应用2007年9月作业,一般为20m以上),如果工作面长在20m斜开采的坡度以不超过15°为安全值,俯斜开采以内,那么放炮、支护(放顶)、放煤就不能有任何的坡度以不超过20°为宜。平行或交叉作业。在有足够长度的工作面如果②仰斜开采时,必须先留底板,将工作面刮分组开帮作业,组和组之间的安全距离应在10m板输送机吊起垫实,然后预留底板同时挑顶才能以上,并且保证同向作业,严禁相向开采达到目的,不能直接挑顶板。俯斜开采时,必须2.3放顶煤工艺先留顶板再拉底,不能先拉底,更要注意,俯斜开①放煤方式:人工放煤,将工作面反帮的网采时,所有的中间柱和煤帮柱在拉底过程中要首子在距工作面底板1.0m左右的位置剪开,将釆先升柱,保证拉底时的工作面不出现空载之柱空区上方(支架后方)的煤炭放出,直接进入工作(架)。面输送机运出。实行多轮次间隔放煤的方法,根③放煤过程中,要根据工作面的实际情况打据顶煤厚度及破碎程度控制放煤进程,不能一点好戗棚或戗柱,并且要掌握好实际的放煤量,否突破,要均匀放煤,一个点一个点顺序放煤,两个则仰斜或俯斜工作面容易出现推垮型冒顶。放煤点的间距一般在5m左右。④要特别注意仰斜俯斜开采时的迎山和随②放煤时段:放煤工艺必须选择在工作酊达角,如果工作面倾斜有坡度,再加上拉底或挑顶到最小控顶距,支护完整,附近无其它工序平行的坡度,工作面的支架必须保证高度≤1.8m,迎作业的时间进行(平行作业的安全距离20m以山和随角都是每7“迎1上),其它任何时段不能放煤③放煤时间:每循环都要放顶煤3结论④采放高度:根据以往开采经验,比较合适西安矿进行残煤开采以来,经过几十年的探的放煤高度6~8m索,最后选定目前的单体钢放顶煤长壁采煤放顶煤时坚持八不放原则:①支护不完整法,从1998年4月二区08901工作面首先使用(或工程质量不好)不放煤;②超过规定的放煤高到2006年末共回釆了226个工作面,釆出煤炭度不放煤;③工作面顶板来压或顶板空不放煤;848万t,西安矿也从连年亏损,生产能力70万t④不是最小控顶距不放煤;⑤见矸石不放;⑥正左右的中型矿井,一跃成为年产170万t的大型在处理隐患或工作面有其它影响安全的隐患不矿井,并且每年都上交几千万元的利润。表1所放;⑦瓦斯不正常或有其它一通三防隐患不放;列为近几年各项指标比较⑧发现涌水异常不放。表1各时期的各项指标比较表2.4提高残煤放顶煤工作面的回采率f标1996年2000年2001年2005年①对比较坚硬的煤层进行弱化处理,开采前原煤总产量/t78930010600081298216172000回采产量/t49480591747732775909880借助于大孔径松动爆破或煤层注水的办法,使顶单产/r,月煤利于放出,尤其是在初采和末采期间,尤为必掘进率/m·万t11148485148要全员效率/t·T10.7960.8961071.150回采效率/t·T②减少因放煤工艺操作不当造成的顶煤损3.2154.2295.9474.365T作面人数/人失,提倡循环间隔多轮次均匀放煤,不能让矸石成本/元138.89143.69135.22136.4先于煤炭放出,造成岩石“盖被”现象,使煤炭滞利润/万元·a-1职工平均收入/元·a16169917留③工作面两巷顶煤要提前做好松动工作,随鉴于矿井残煤赋存不规则、面积小、不连续、工作面推进一起放出,不能扔在采空区内。不稳定的特点,综合机械化放顶煤无法正常发挥④减少浮煤损失,放顶侧的金属网下底板作用,单体Ⅱ钢放顶煤长壁采煤法是正确的选般都会有1m左右的浮煤,要尽量淘出,以免造成择。旧这釉亚世方注有巷道布置简单丢煤和留下发火隐患。采区中国煤化工、搬家倒面快捷2.5工作面推进时的仰斜和俯斜开采次CNMH几年的探索,成①残煤工作面开采过程中经常会遇到仰斜功地掌握了煤层的氧化规律,解决了自然发火的和俯斜开采的问题。一般地说,放顶煤工作面仰问题;改善了通风条件,防止了瓦斯积聚;采取了第3期力釆煤与管道运输2007年9月HYDRAULIC COAL MINING PIPELINE TRANSPORTATIONsep.2007新型材料在软岩巷道修复加固中的应用胡祖林时丕旭水城矿业集团公司汪家寡煤矿貴州六盘水553009摘要:针对汪家寨煤矿斜四采区巷道顶板破碎,具有淋水等特点,试验采用围岩注入马丽散的巷道加固技术,取得较好的加固效果。关键词:马丽散软岩巷道巷道加中图分类号:TD353+.7文献标识码:B文章编号:1006-0898(2007)03-0040-0概况质粉砂岩、细砂岩,钙质胶结,层理发育,强度较低,表现为软岩特性。而粘土岩、泥质岩等属于汪家寨煤矿斜井四采区巷道开拓设计中均塑性岩层,遇水后易发生物理化学变化引起膨胀采用片口轨道石门与回风下山上下重合的布置力。因此,巷道发生顶板下沉,两帮和底板膨胀方式,回风下山位于片口轨道石门下方,垂直间等现象距10~40m,岩性多为浅灰色细砂岩、深灰色粉2.1.2采动影响砂岩、浅灰色粘土质粉砂岩、炭质泥岩,条带不稳由于斜四采区北翼采用跨巷开采,当开采巷定,加固范围内有3条断层。因裂隙较为发育,道上翟煤层时,采动引起的岩层应力,增加到原片口石门积水沿着裂隙渗入回风下山,造成回风岩应力的3~4倍,而该矿煤层赋存极不稳定,煤下山失修严重,局部地点淋水较大,呈线状。该层与巷道顶板间距最小时只有2~3m,有时巷道巷多次采用25U型钢拱形支架支护,修复后仍变顶板垮落至煤层。当受到采动影响时,巷道围岩形破坏严重,顶板最大下沉量为500mm,底鼓最位于应力集中区,巷道压力显现明显,造成局部大量达1200mm,两帮最大移近量达1500mm,支巷道及支护破坏。架扭曲严重,修复周期3个月。该巷最后采用2.1.3支护方式影响S=12.3m2的25U型钢拱形可缩性支架,于根据岩性特点,有时锚杆孔根本打不进去,2005年9月28日修复结東,巷道净宽4634mm,无法釆用主动支护方式,而只有采用金属支架等棚距≯800mm,顶板破碎段为棚距500mm。背被动支护方式。当采用支架支护时,围岩的位移板材料为板皮,局部地段加背了1400×900mm或冒落在支架上的岩石使支架承受压力。支架的画6.5mm钢筋网,最后喷浆,喷浆厚度不低于在压力作用下构件内产生应力,如果应力小于支100mm架材料的强度,支架产生很轻微的变形。如果应2加固技术方案设计力超过支架材料的强度,支架将被压坏,造成巷道破坏。2.1巷道破坏机理2.2加固方案设计2.1.1巷道围岩表现为软岩特性马丽散是一种新型高分子材料,具有粘度斜井四采区巷道顶底板岩性多为粘土岩、泥低,能很好地渗入煤岩体细小的裂缝中。该材料综合措施,控制了煤尘飞扬,加强了顶板管理,减总之,这种采煤方法在应用是成功的。小了顶板事故。并且和以往的采法比,提高了以下几项指标:①提高原煤总产量93万t,提高幅作者简介度118%;②提高工作面单产5942t,提高幅度中国煤化工西卖桀矿从事技术x62%;③降低采煤作业人员525人,降低幅度为YHCNMHG39%;④提高了回采效率1.15t/工,提高幅度为收稿日期:2007-03-096%。40