井下矸石充填方案.docx
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井下矸石充填方案
井下矸石充填方案
矸石井下充填方案
太原东山李家楼煤业有限公司
2015年7月
矸石井下充填方案
一、矿井基本情况
地面位置:
东部与枣坪村相邻,南部与杨圈峁相邻,西部有都沟河通过,北部为果园,地面无其他建筑物。
二、目前矿井矸石处理方法
工作面矸石通过装岩机装入矿车,经调度绞车提升或下放至大巷车场,再利用电机车将矿车拉运至副斜井井底,由地面绞车将矸石车提升至地面,经翻矸机翻到地面。
三、矸石井下充填方案
参照其他矿井矸石井下充填的经验,结合我矿的实际情况,确定了先在西轨道大巷处沿2#煤层掘进充填巷道,其他作业地点及地面产生的矸石向充填巷进行充填。
四、系统布置
在充填巷内安设翻矸机、刮板输送机和皮带输送机,解决矸石充填问题,即将1T矿车放入翻矸机,经翻矸机翻入刮板输送机,最后经皮带输送机输送至充填处。
为了更经济、更方便,现有两个方案,做一比较:
方案一:
从西轨道大巷1#贯眼处开口,按160°方位角沿煤层顶板掘进90m后,改向以70°方位角沿煤层顶板掘进303m与措施巷贯通,形成通风系统,然后从回风联络巷以330°方位角沿煤层顶板掘进90m与西轨道大巷贯通,形成1#充填巷,贯通后立即对1#充填巷进行密闭,采用跳掘的方式进行掘进。
顺序为1#充填巷—3#充填巷—5#充填巷—7#充填巷—9#充填巷—11#充填巷—2#充填巷—4#充填巷—6#充填巷—8#充填巷—10#充填巷。
第一步:
开掘第一条巷道,相隔34m煤柱开掘第二条巷道,同时充填第一条巷道;第二步:
在34m煤柱中间再掘巷,即两巷之间留15m煤柱,并充填前一条巷道。
该方案共有充填巷11条,每条充填巷可充填1620m3矸石(矸石膨胀系数按1.8计算,高度按2.5m计算),这样合计可充填矸石=1620×11=17820m3矸石。
掘进每米煤量18.68t,合计掘进煤量25834.4t。
充填顺序示意图如图所示。
(1)开掘第一条巷道(宽4m)2)相隔34m煤柱开掘第二条巷道,同时充填第一条巷道,在34m煤柱中间再掘巷,即两巷之间留15m煤柱并充填前一条巷道
优点:
1、掘进过程中可以保证隔离煤柱的安全稳定,能确保相邻掘进空间之间距离较大,减小煤柱集中应力影响。
2、掘进作业空间与充填作业空间相距较远,两作业互不影响。
缺点:
1、在掘送回风联络巷时,污风与西轨道大巷的新鲜风流混合进入1201工作面。
2、在西轨道大巷开口较多,影响巷道的稳定性。
方案二:
从联络巷按160°方位角沿煤层顶板掘进46m后,改向以250°方位角沿煤层顶板掘进240m后,改向330°方位角沿煤层顶板掘进111m与西轨道大巷贯通,形成通风系统。
退回30m以70°方位角沿煤层顶板掘进200m形成1#充填巷,改向以160°方位角沿煤层顶板掘进76m后与回风联络巷贯通。
然后按顺序进行掘进:
2#充填巷—3#充填巷—4#充填巷。
两条充填巷的煤柱相隔15m,开掘第二条巷道,同时充填第一条巷道。
该方案共有充填巷4条,每条充填巷可充填3600m3矸石(矸石膨胀系数按1.8计算,高度按2.5m计算),这样合计可充填矸石=3600×4=14400m3矸石。
掘进每米煤量18.68t,合计掘进煤量23779.64t。
优点:
1、可以保证西轨道大巷的安全稳定。
经研究决定,优先选择第二种方案。
五、充填巷掘进及支护方案和参数设计
1、充填巷掘进施工工艺:
采用综掘(炮掘)的方式,掘进机后部搭接皮带、刮板输送机将煤炭运出。
2、所有充填巷道必须坚持“有掘必探,先探后掘”的原则,进行超前钻探,确认安全后,方可掘进。
须备足排水设备和备用排水设备,加强排水。
3、锚杆布置:
巷道顶板选用Φ18×1800mm的螺纹钢锚杆,共5根,间距900mm,排距1000mm,两侧锚杆距煤帮300mm。
巷道两帮选用Φ18×1800mm的螺纹钢锚杆,每帮3根,间距800mm,排距1000mm(底板往上1.2m不进行支护,如遇地质构造或压力显现对两帮巷道造成影响的,根据实际情况对该处进行锚网支护)。
锚固剂采用Z2360或MSK2360一卷。
4、锚索采用直径为Φ17.8mm×5500mm的钢铰线,三花布置,间排距2m,锚固剂采用Z2360或MSK2360两卷。
5、顶板及两帮均采用5×1m的菱形网进行铺设,网与网搭接100mm,隔孔用14#铁丝双股扭结两圈半以上。
6、在地质破碎带等特殊条件下,巷道支护参数必须改变。
如减小排距;改用锚索支护;减小断面;在帮部采用锚索加强支护;必要时,应考虑注浆加固围岩的方法。
六、主要生产系统
1、运输系统
运煤:
充填巷掘进面→充填巷→1#贯眼→1201胶带顺槽→煤仓。
充填巷掘进面→充填巷→回风联络巷→联络巷→西轨道大巷→措施巷→1201胶带顺槽→煤仓。
运矸:
地面(井下掘进工作面)→副井→集中轨道大巷→西轨道大巷→回风联络巷→充填巷→迎头充填。
井下掘进工作面→西轨道大巷→回风联络巷→充填巷→迎头充填。
2、通风系统
1)通风路线
西轨道大巷—局部通风机—充填巷—辅助回风巷—措施巷—风井
西轨道大巷—局部通风机—联络巷—辅助回风巷—充填巷—联络巷—风井
2)通风方式与供风距离
巷道掘进均采用压入式通风。
3)实际需要风量计算
Ⅰ、按瓦斯涌出量计算:
矸产生的大量粉尘。
(2)为了防止充填前巷道变形的影响,应坚持快速掘进、快速充填,减少空顶时间。
5、注浆方式:
通过轨道将地面粉煤灰等材料装车运到井下,在井下建立注浆站,将粉煤灰、胶体(水泥)、水按照一定的灰水比配置好浆液,利用注浆泵加压,沿巷道通过管路输送到充填巷注浆地点。
该充填巷道采用由里向外逐段充填,充填长度为8~10m。
当以上阶段工作完成后,在充填的末端砌筑充填墙,并预留充填水袋(消防水袋)和充填预留孔,利用注浆泵进行注浆密实充填。
6、注浆设备:
利用搅拌机、制浆泵与注浆泵配合,通过管道向采空区输送。
7、在巷道掘进过程中,采取预抽瓦斯的方法将瓦斯浓度降低到规定值以下。
8、对巷道进行充填时,高度不得大于2.5m,充填后及时对巷道两侧进行封闭,为防止充填巷内瓦斯积聚,在墙体上留设通风口,以便于充填巷内通风,同时在充填巷的回风侧安装瓦斯抽放管路(采用锚杆将角钢固定在顶板上,再使用带绝缘皮的Φ9钢丝绳用绳卡将瓦斯抽放管路固定在顶板上),并吊挂瓦斯传感器,当传感器上瓦斯浓度达到3%时,利用铺设好的瓦斯管路对瓦斯进行抽放,待瓦斯浓度降低到规定值以下时,方可进行其它作业。