沿空留巷调研报告
2月9日,由段王煤业集团生产副总经理郑江平带队,生产机运部组织各子公司抽调生产、技术专业主要领导一行11人到河北本部各矿参观学习,科学技术是第一生产力,段王煤业集团始终如一在不断进行新工艺、新技术、新设备的推广而后学习,为奋战“15811”目标添砖加瓦,做好铺垫。
参加人员;集团 郑江平 集团生产副总经理(带队) 集团 孙建军 集团生产机运部副部长(组织) 段王矿 曹丰江 矿调度室机电副主任 段王矿 赵月平 矿调度室主任助理 段王矿 王 坤 矿技术部技术员 友众矿 赵广龙 矿生产副矿长 友众矿 孟志刚 矿技术部部长 平安矿 张 成 矿生产副总 平安矿 徐可群 矿机电副总 天泰矿 高二平 矿调度室主任 天泰矿 王宏志 矿技术部部长 时间、路程安排;
2月9日下午到达公司本部
2月10日上午章村矿 下午邢台煤矿 2月11日东庞矿 2月12日邢东矿 2月13日上午峰峰新三矿 下午石家庄煤机厂
2月14日上午到达段王煤业集团 主要学习内容; 第一部分
沿空留巷 采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。为了回收传统采矿方式中留设的保安煤柱。采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用。这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收资源。避免煤体损失。适于采掘接替紧张的矿井。
优点; 减少巷道掘进量——缓解接续紧张; 节约掘进费用——提高综合经济效益
煤炭全部回收——延长矿井寿命,提高社会效益 减少巷道掘进量——缓解接续紧张;提高综合效益 沿空留巷的形式有很多种,我们主要参观学习了其中3中形式;
一 章村矿 架棚密集支护式
主要参观了2下煤2404工作面下巷的沿空留巷 2下2404工作面下巷留巷概况
2下2404下巷总长1052m,原设计断面为宽×高=4.0×2.3m,由于顶板有倾角,巷道断面为梯形,上帮高约2.65m,下帮高约1.95m。支护方式:锚网支护,顶板为φ22 L2000mm螺纹钢锚杆,两帮为φ16L2000mm圆钢锚杆,树脂药卷端头锚固。
一、沿空留巷方案
根据2404、2406及2408沿空留巷的矿压观测和施工经验,结合2下2404具体情况并参照其它矿经验准备将留巷过程划分为超前支护、抗压、整修三个阶段。
超前支护阶段:根据回采工作面矿压显现规律,为使开采后原巷道顶板在动压影响下不致垮落,对巷道支护进行补强,打三道单体铰接顶梁,大幅提高原巷支护强度,将巷道成功留住。
抗压阶段:矿压资料显示,在工作面后约60m处,矿山压力最大,巷道变形最严重,在工作面后约120m处矿山压力趋于平稳。因此,工作面切顶线后120m范围内实施第二阶段措施,主要是利用维持留巷内的各种加强支护措施抵御巷道压力,将巷道变形和围岩破坏降低到最小,使巷道在经历动压影响后保持围岩的完整。
整修阶段:即待采动影响(滞后区)稳定后对巷道进行卧底整修,消除变形影响阶段。矿压资料显示,在工作面后约120m外矿山压力趋于平稳,采动影
响明显减小。因此在工作面切顶线后120m以外对变形的巷道进行卧底,并将单体替换成木质顺硐抬棚或工字钢架棚。
整修阶段运输系统:为便于整修阶段卧底出货,工作面下巷溜子在开采过程中分段前移,够一部溜子长度后整体用绞车拖拽前移,并根据沿空留巷长度在沿空留巷内铺设22KW溜子1--2部,用于整修出货;小溜子以里整修完的沿空留巷根据需要铺设轨道及卡规车导绳轮等;小溜子依次从沿空留巷搭接到工作面下巷溜子上,形成沿空留巷整修系统。
沿空留巷过程中,采用一进两回通风方式,即自2下2404工作面下巷进风,一部分风流自2下2404工作面、上巷流出;一部分经留巷、2下24046工作面切巷、下巷回风。为避免沿空留巷整修对工作面接替造成影响,在2下2404工作面停采前对压力稳定段巷道进行跟进整修铺道,做好下一工作面安装前准备工作。下部工作面依此类推,实现上下邻面连续开采。
二、沿空留巷技术要求
1)2下2404下巷沿空留巷作为2下2406工作面运料巷,为了满足运料巷运输和行人要求,巷道沿空留设时向上帮加宽600mm,为巷道变形留出变形空间,巷道成巷净断面不小于3.2×2.2m(腰宽×中高)。
2)巷道支护:
巷道顶板在锚网支护基础上,采用三道锚索对顶板进行补强,并支设三排单体支柱对巷道进行加强支护,在采动压力稳定后整修时,顶板较完整段采用顺硐抬棚(上帮)支护,若顶板破碎或压力大时,则套矿工钢架棚支护。具体要求如下:
(1)锚索支护:2下2404工作面下巷掘进过程中在上帮侧距巷道中心线0.2m、1.2m和下帮侧距巷中线0.7m处打三道锚索梁,锚索顺巷交替布置,间距2.4m,锚索梁为16#槽钢制作;下帮在距顶板1.5m和0.8m处顺巷迈步交错打两道帮锚索,锚索间距1.0m,锚索梁采用旧溜槽制作,并使用双托盘,以增加强度。顶锚索采用φ21.8L8300mm钢绞线制作,帮锚索采用φ21.8L6300mm钢绞线制作,每孔装树脂药卷S2370一卷、Z2360两卷,锚索安装后1小时涨拉到设计预紧力(150KN)。
(2)单体支护:单体配金属铰接顶梁加强顶板支护,顺巷打三排,其中第一排靠上帮,单体配合十字铰接顶梁,十字顶梁上帮侧铰接工字钢护帮柱,一梁
一柱,柱距500mm;第二排单体配合与十字顶梁铰接的铰接顶梁支设,柱距500mm;第三排单体配合顺巷铰接顶梁,一梁两柱支设,柱距600mm;第一排、第二排打在上帮,分别距巷道中线2.1m、1.25m,第三排打在巷道中心线下侧0.45m处。原巷道局部因掘进造成的偏巷处,则按顶板最上部一根锚杆以上0.25m处控制第一排单体位置,以下0.6m、2.3m控制第二、第三排单体位置。单体支柱穿鞋,保证单体初撑力不小于90KN,并要迎山有力。顶板与顶梁之间加垫2.4m长半圆木,一梁两块。
(3)沿空留巷维修支护:待采动压力稳定后整修时,顶板较完整段采用顺硐抬棚(上帮)支护,梁长2.0m,一梁三柱支设;若顶板破碎或压力大,则套矿工钢架棚支护,梁长2.8m,腿长2.6m,棚距1.0-2.0m,视顶板及压力情况调整,但保证巷中净高不小于2.2m。架棚顶帮裱背严密,以撑木将梁、腿顺巷逐架撑牢。
(4)顶板破碎,压力大时,在靠上帮第一排顶梁下加打一临时单体点柱,采用一梁两柱支护,靠近采空区侧每隔5m排一个木垛支护顶板,木垛打于第二排单体以上。
(5)为防止空区矸石窜入巷内,在上帮第一排单体空区侧十字顶梁上吊挂护帮工字钢柱,工字钢柱与顶梁之间通过插销连接,工字钢柱铰接头垂直焊于柱上端(如图纸中所示),以防止柱插入顶板,并扣入特制组合柱鞋的槽钢内;工字钢柱靠空区侧吊挂1×5m长的双层金属经纬网护帮,铺网要求:在靠近采空区侧第一排锚杆之间补打一排顶锚杆(φ22×2000mm),锚杆间距900mm,使用钢筋梯子梁固定编织网,网在梯子梁边折叠;联网时第一片网压第二片网,其搭接部分500mm,并用铁丝单排联接,扣距100mm,联网均为双丝双扣,每扣扭结不少于3圈,联网丝采用14#铁丝,依次是前片网压后片网,在网与工字钢柱之间横向均匀布置不少于3道板梁,梁长1米,梁与网用14#铁丝连接。
三、支护强度校验
在动压影响的巷道中,沿空留巷是受影响最大的一类巷道,支护难度也最大。支架的工作状态,对沿空留巷的围岩变形影响很大,是沿空留巷成败的关键。沿空留巷要求巷道支架能有效地控制采动引起的强烈变形,而本身不受破坏。实践表明,由于沿空留巷围岩变形强烈,刚性支架不适应采动影响变形阶段的支护要求,支架损坏十分严重。受巷道开掘和工作面回采两次动压影响,巷道垂直变形
量约为采高的30%—40%,横向可缩量约为采高的25%—30%。据此分析,锚网支护在发生较大变形量后,仍可保证巷道完整,同时也必须采用可缩性支架来抵抗采动影响段的巷道变形,而单体支柱具有较高的增阻速度和支护阻力并有较大的伸缩量,比较适合沿空留巷的矿压升高影响段的加强支护,将点柱或架棚等二次支护结构放在采动影响稳定后进行。
一般情况下,沿空留巷的支架是难以阻止上位岩层处于平衡状态以前所产生的顶板的回转与沉降的。但支架提供的支护阻力,应能避免直接顶板与其上部岩层之间产生明显离层,以及岩层断裂发生错动,保证上覆岩层运动趋向缓和时,很快使支架与围岩处于相对平衡状态,有效地控制顶板下沉。因此,在直接顶板容易冒落,其厚度大于煤层采厚的3~5倍,即老顶动压不大的情况下,沿空留巷基本支架的阻力,可按能支承直接顶板的岩层重量考虑。在极端的情况下,直接顶沿巷道煤帮处断裂,岩层之间力的联系完全丧失,直接顶的全部重量都作用在支架上。(计算省略)
二 峰峰新三矿 高水高效充填支护式
本矿在162506工作面运料道、溜子道实施高水材料留巷技术,两巷留巷长度分别为1000m。 地质概况
162506工作面所在位置埋深平均562m。煤层倾角2-15°,平均9°。2#煤层平均厚度3.1m。
2#煤层无伪顶, 直接顶厚度为3.07m砂质泥岩, 灰黑色,含有细小铁质结核,具水平层理。老顶厚度为7m中砂岩, 浅灰色,薄层状,微波及水平层理。直接底厚度为4.34m粉砂岩, 浅灰色,水平及波状层理,含大量炭化根部化石。老底厚度为7.6m细砂岩, 浅灰色,水平及波状层理,含不完整的炭化植物化石。 一、原巷道支护参数
162506运料道、溜子道均摸大煤顶板掘进,采用锚网带支护,巷道规格为:运料道:4.2×2.5m;溜子道:3.4×2.5m,遇构造带顶板不平无法采用锚网带支护时采用U钢支护,巷道规格为4.0×2.75m。
支护材料规格为:
(1)锚杆:顶锚杆采用Φ20×2000mm、帮锚杆采用Φ18×1800mm的左旋螺纹钢等强锚杆。
(2)锚固剂:顶锚杆安装两支锚固剂:CK2335。帮锚杆安装一支锚固剂:CK2835。锚索安装四支锚固剂:一支CK2335,四支K2335。