浅谈小河口煤矿首采工作面沿空留巷技术Word格式文档下载.docx

1、根据小河口煤矿生产接续及现场实际情况，选择11801工作面回风顺槽和运输顺槽作为沿空留巷巷道，留巷成功后分别作为11803工作面的运输顺槽和11805工作面的回风顺槽。11801工作面及两巷顺槽的基本条件如下。1、 地质概况1）地面相对位置及邻近采区开采情况回采工作面布置如图1所示。图1 工作面布置示意图2） 煤（岩）层赋存特征18煤层结构及顶底板情况如表2所示。表2 煤层结构及顶底板情况顶底板名称岩石名称厚度（m）硬度岩性特征老顶粉砂质泥岩7.636.0灰、灰黑色中厚层状粉砂质泥岩，产丰富的植物化石及微细粒黄铁矿。直接顶泥质粉砂岩4.015.0灰、灰黑色中层状泥质粉砂岩，底部含燧石团，具水平

2、层理及波状层理。直接底粉砂岩2.95深灰色薄中层状粉砂岩互层，具水平层理，解理发育，底部大量含植物化石。老底灰岩4.6浅灰、灰中厚层状菱铁质灰岩。18煤层无煤尘爆炸危险性，不具自燃性。3）地质构造、水文及瓦斯地质（1） 地质构造本工作面掘进范围内影响施工的主要地质因素是断层，从揭露煤层情况看，本范围内地质构造比较复杂，如表3所示。（2） 水文地质工作面顶部有少量的裂隙水，生产过程中局部会以顶板淋水的形式出现，预计最大涌水量10m3/h，正常涌水量5m3/h，对回采有一定的影响。（3） 瓦斯地质18煤层无煤与瓦斯突出危险性，瓦斯绝对涌出量38.97m3/min。表3 地质构造参数表构造名称走向（

3、）倾向（倾角（性质落差 （m）对回采的影响程度f15532570正0.4较小f280350501.5较大f352f4125215451.6f560330f665f7340852、 巷道布置11801工作面西侧为回风巷，沿煤层顶板，破底板施工，巷道为锚杆支护，净宽净高=4.2m2.4m，净断面为10m2。主要用于工作面回风和行人。11801工作面东侧为运输巷，沿煤层顶板，破底板施工，巷道为锚杆支护，净宽净高=5.0m2.4m，净断面为12m2。主要用于工作面运煤和行人。3、 采煤方法及回采工艺1）采煤方法11801工作面采用倾斜长壁采煤法，综合机械化采煤。2）回采工艺11801工作面回采工艺为：

4、割煤移架推溜。割煤方式为双向割煤，往返一次割两刀，端头斜切进刀，进刀长度不小于25m，截深0.6m。4、 主要经济技术指标工作面主要经济技术指标见表4。表4工作面主要技术经济指标表序号项目单位设计指标1工作面长度m2采高1.253煤层生产能力t/m21.8754循环进度0.65循环产量t1476月循环数个1167月进度69.68日产量5889月产量1705210在册人数人10111出勤人数6612出勤率%9513回采工效率t/工8.914坑木定额m3/万t15液压支柱丢失率16金属顶梁丢失17铁鞋丢失率18单位成本元/吨150二、巷旁墙体设计1、沿空留巷墙体结构设计小河口煤矿埋藏比较浅，工作面

5、采场及顺槽巷道的压力都比较小，经调查研究分析、比较，选择采用混凝土砌块墙作为沿空留巷巷旁支护。1）墙体位置及参数 （1） 墙体位置墙体位于巷道采空区侧，巷道宽度回风顺槽4.2m，运输顺槽5.0m，墙宽1.3m，沿空留巷保留原巷道宽度。墙高砌筑到顶板，平均约1.25m。如图2所示。a. 回风顺槽b.运输顺槽图2 墙体位置示意图（2） 巷旁支护墙体强度巷旁支护墙体的整体抗压强度取20Mpa；随着工作面的推进，当发现墙体支护强度不够时，应及时调整巷旁支护设计参数。（3） 墙体材料：采用C30普通混凝土预制砌块。（4） 支护方式：砌块地面预制，井下人工砌筑形成巷旁支护墙。2）墙体结构形式采用加长、加厚

6、混凝土块，错缝纵码砌筑矩形直墙，墙体宽度1.3m，高度1.25m。墙体结构如图3所示。 图3墙体结构示意图2、墙体稳定措施1）沿空留巷墙体厚度为1300mm，由混凝土块砌筑而成，砌缝需用水泥砂浆灌满并沟缝，并且砌块间的缝隙要错开，保证墙体呈连续的整体。2）为保证墙体的稳定性，在沿空留巷巷道侧距离0.5米墙体支设一路单体支柱绞接顶梁棚。3）如果留巷压力大，墙体有压裂漏风现象，并且伴有严重侧压，对墙体采取加强稳定支架支护措施，待顶板压力稳定后，在墙体外侧喷射100mm的混凝土封闭墙体，防止漏风。4）墙体上方用粉煤灰袋接顶。三、沿空留巷顶板控制沿空留巷顶板控制主要包括掘进期间、回采影响期间及留巷期间

7、的顶板的控制。顶板控制的目的是使顶板在留巷前后都保持完整稳定，使巷旁墙体均匀承载。控制的关键是墙体上方的顶板控制。因此，为了控制和强化墙体上方的顶板，采用锚网索对墙体上方的顶板进行加固强化，并使得和巷道内的顶板成为一个整体。由于小河口煤矿煤层厚度低，留巷高度只有1.25m，留巷时锚杆支护施工困难。结合小河口煤矿的具体情况，提出预控留巷顶板的方案。其优点是墙体上方顶板在掘巷时支护，留巷时不需再进行支护，工艺十分简单，对采煤干扰降到最低。1、 掘进期间顶板控制掘进时预控留巷顶板，在采空侧巷帮肩窝处每隔2m加打一根锚索，锚索角度75，锚杆长度6m，直径17.8mm。支护剖面图如图4所示。a.回风顺槽

8、b.运输顺槽 图4 加强支护示意图2、 回采影响期间顶板控制1）加强临时支护根据11801工作面顶板性质及矿压显现特征，工作面出口端头支架后砌墙施工处前后采用 “一字梁”配单柱支护方式进行加强支护，具体如下： （1） 工作面从端头架向前20m、向后10m加强支护，支护方式为一字梁配合单体液压支柱支护，一字梁沿巷道走向布置，一字梁型号为DJB1200型。在此范围内使用4路DJB1200一字梁进行支护，第一路距巷旁墙体500mm支设，中间靠墙体的一路（第二路）距内侧一字梁800mm支设，距中间另一路（第三路）1100mm，最外侧即第四路距第三路1100mm，距回风顺槽外帮700mm。运输顺槽第一路

9、距巷旁墙体600mm支设，其余间距均为1100mm，每梁一柱，每棵单体均穿铁鞋，单体液压支柱全部使用细油丝绳联锁生根。（2） 从砌墙施工处向后，在原四路一字梁支护下，再增加一路加强支护，靠第一路200mm支设，向后支护10m。（3） 当沿空留巷部分区域顶板破碎或顶底板压力显现较大时，及时采取加强支护措施，在顶板破碎处采用型钢配合单体液压支柱支护，型钢沿巷道倾向布置，棚距0.8m，一梁3柱或4柱支设，每处支设的型钢棚不少于3棚。（4） 由于留巷宽度达到4.2m、5.0米，并且受到两次采动影响，为了保证使用安全，可以在巷道中部用单柱加打一排支撑柱，（5）一次砌墙长度3米，墙体砌好后，在靠墙体的一路

10、一字梁棚下打牢一梁两柱后，将其他三路一字梁棚撤除，一字梁棚要拖后墙体2米撤除，随砌随撤除。2）端头支架架后支护为保证端头支架后砌墙施工工作空间的安全，在砌墙施工地点前、端头架后的空间，使用3路型钢抬棚支护，即型钢配合单体液压支柱进行支护，一梁两柱，棚距1.0m，在端头架拉移后，立即在端头架后进行支护。3、 留巷期间顶板补强支护控制1）顶板补强由于巷道掘进时已在留巷顶板中部打了两排锚索，因此，留巷中不再加打锚索，如遇断层或顶板破碎时可根据情况再加打锚索。锚索规格为17.86000（mm），加强密度需根据具体情况确定。2）帮补强由于留巷后巷道压力增加，为了增加煤帮的稳定性并防止片帮，在实体煤侧的巷

11、帮加挂塑料或金属网并加打至少一排锚杆。实体侧锚杆在巷道掘进时已全部加打完毕。因此，留巷时不再补打锚杆，但如遇断层或破碎地段，支护效果变差则需根据情况加强支护。三、 通风系统设计11801工作面两巷顺槽均沿空留巷，留巷后不再进人，并按煤矿安全规程的要求设置栅栏，瓦斯抽放管砌墙时预留并及时接入抽放系统。为了更好地防止隅角瓦斯积聚，在工作面出口砌墙作业点附近设置风帘增加砌墙作业地点的风量。瓦斯抽放管砌墙时预留并及时接入抽放系统进行抽放。11801工作面通风系统如图5所示。图5 工作面及沿空留巷通风系统示意图四、 瓦斯抽放及排水11801属于高瓦斯工作面，采空区中留存有大量瓦斯，为了保证安全，留存瓦斯

12、应尽可能抽放。为此，在巷旁支护墙体上方应预留瓦斯抽放孔，以便工作面采过后及时对采空区瓦斯进行抽放。瓦斯抽放孔留设的方法是在砌墙时预埋直径108mm瓦斯抽放管，抽放管间距为15m。由于11801工作面为倾斜长壁仰采，留巷及采空区中可能有积水，在低洼处没安设潜水泵排水，墙体底部每隔一定距离应留放水孔。五、经济效益分析1、材料成本1）沿空留巷材料成本混凝土原材料单价及成本计算结果如表5所示。表5 混凝土原材料单价及成本指标水泥砂碎石外加剂单价（元/吨）300302000数量（吨/m3）0.320.671.0380.01单位成本（元/m3）9620.131.220每立方米墙单位成本为96+20.1+3

13、1.2+20=167.3元，每米墙需要混凝土数量（1.31.25）=1.625 m3，混凝土材料成本167.31.625=271.9元/m。锚索原材料单价及成本计算结果如表6所示。表6锚索原材料单价及成本锚索索具托盘锚固剂单价（元/根）14022286.8数量（根/m）单位成本（元/m）13.6成本（元/m）203.6每米墙锚索原材料成本203.6元/m。根据以上计算，沿空留巷材料成本总计为每米巷道：271.9+203.6=476元。2）新掘煤巷材料成本新掘煤巷的锚杆锚索支护材料平均成本约为400元。沿空留巷比新掘煤巷材料成本高76元/m。2、 人工效益及工资成本分析掘进工及留巷工每人每月工资

14、均按5000元计算，月出勤按21.6天算，日工资为5000/21.6=231.48元。1）沿空留巷工资成本沿空留巷每班需要留巷工平均5人，每天推进4米。工资成本为（231.485）/4=289.35元/m。2）新掘煤巷工资成本采用放炮掘进，根据作业规程，每班掘进出勤平均14人，每班平均进尺2.5米，每天掘进7.5米。14）/7.5=432元/m。则沿空留巷比新掘巷道工资成本可节约143元/m。3、 运输费成本分析11801工作面留巷顺槽每掘进1米产生的运输量为20吨，砌1米墙的运输量为4.1吨，每米多运输15.9吨，按0.01元/米吨计算，则沿空留巷比新掘进巷道运输费可节约15.91000=7

15、9.5元/m。4、 火工品及坑木消耗成本分析根据掘进作业规程提供的参数，炸药消耗量为8.25Kg/m，雷管为消耗量为23.1个/m，坑木消耗为0.05m3/m。表7火工品及坑木消耗成本名称消耗量单价成本（元）炸药10 kg/m12000元/吨120雷管25 个/m2.5元/发62.5坑木0.05 m3/m1500元/m375合计257.5沿空留巷比新掘进巷道火工品及坑木消耗成本可节约257.5元/m。通过以上几个方面的经济效益分析可知，采用沿空留巷比新掘巷道每米可以节约费用：76+143+79.5+257.5=556元/m。5、增产效益采用沿空留巷后，由于取消了煤柱，每个工作面可以多回收一条4米宽的煤柱，每吨煤按400元计算，则每米巷道可多采出煤炭的效益为1.251.35400=2700元。总计沿空留巷每米巷道可获得经济效益近556+2700=3256元=0.3256 万元。因此11801工作面193米顺槽沿空留巷产生的经济效益为0.3256193=62.84万元。六、结束语1）采用沿空留巷技术、取消了区段煤柱，提高了回采率，充分挖掘利用煤炭资源，实现了可持续发展。2）采用沿空留巷技术、少掘了一条巷道，缩短了回采工作面的准备时间，缓解了采掘接续紧张的矛盾。3）采用沿空留巷技术、推动无煤柱开采的发展，探索了无煤柱开采的新思路，有利于防火和煤矿安全生产。