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
- 文档编号:21638032
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:171.14KB
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
《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》由会员分享,可在线阅读,更多相关《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(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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
7.63
6.0
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
4.01
5.0
灰、灰黑色中层状泥质粉砂岩,底部含燧石团,具水平层理及波状层理。
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(°
)
倾向(°
倾角(°
性质
落差(m)
对回采的影响程度
f1
55
325
70
正
0.4
较小
f2
80
350
50
1.5
较大
f3
52
f4
125
215
45
1.6
f5
60
330
f6
65
f7
340
85
2、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=4.2m×
2.4m,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=5.0m×
2.4m,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:
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
m
2
采 高
1.25
3
煤层生产能力
t/m2
1.875
4
循环进度
0.6
5
循环产量
t
147
6
月循环数
个
116
7
月进度
69.6
8
日产量
588
9
月产量
17052
10
在册人数
人
101
11
出勤人数
66
12
出勤率
%
95
13
回采工效率
t/工
8.9
14
坑木定额
m3/万t
15
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
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Л型钢配合单体液压支柱支护,Л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Л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π型钢抬棚支护,即π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17.8
6000(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)
300
30
2000
数量(吨/m3)
0.32
0.67
1.038
0.01
单位成本(元/m3)
96
20.1
31.2
20
每立方米墙单位成本为96+20.1+31.2+20=167.3元,每米墙需要混凝土数量(1.3×
1.25)=1.625m3,混凝土材料成本167.3×
1.625=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)
140
22
28
6.8
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(231.48
5)/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15.9
1000=79.5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
10kg/m
12000元/吨
120
雷管
25个/m
2.5元/发
62.5
坑木
0.05m3/m
1500元/m3
75
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1.25
1.35
400=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0.3256
193=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。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浅谈 河口 煤矿 工作面 沿空留巷 技术