無煤柱開采在打通一礦的應用研究

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1、無煤柱開采在打通一礦的應用研究　　摘要：無煤柱護巷技術(shù)是煤礦開采技術(shù)的一項重大改革，對于該技術(shù)，國內(nèi)煤炭行業(yè)從二十世紀七、八十年代起至今，一直進行著窄煤柱和無煤柱護巷支護技術(shù)的研究和應用，無煤柱護巷支護技術(shù)中的沿空留巷技術(shù)曾經(jīng)歷了堆砌瓦石（矸石）、密集支柱、金屬棚、高水材料垛式充填等留巷方式的無煤柱護巷的發(fā)展過程，積累了寶貴的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗。本文詳細介紹了打通一礦W2707工作面無煤柱開采沿空留巷的操作方式，該工藝在打通一礦在7#煤層采用的沿空留巷技術(shù)減少了巷道的掘進量、鉆孔鉆尺量，保證工作面的正常接替，同時也提高了采空區(qū)瓦斯抽采率。關(guān)鍵詞：沿空留巷；無煤柱；通風；瓦斯；應用中圖分類號：T

2、D823文獻標識碼：A1礦井概況7打通一煤礦隸屬重慶松藻煤電有限責任公司，礦區(qū)位于渝黔交界處，座落在綦江縣打通鎮(zhèn)境內(nèi)。井田內(nèi)自上而下有6#、7#、8#三層煤可采，其中6#層局部可采。6#屬無突出煤層，7#為弱突出煤層，8#為強突出煤層。隨著埋深增加瓦斯含量增加，突出危險增大，且工作面開采時瓦斯涌出量大，生產(chǎn)過程中回風隅角、回風巷瓦斯超限頻繁，制約生產(chǎn)，威脅礦井安全，同時不利于礦井高產(chǎn)高效的發(fā)展。一礦保護層工作面近年來單產(chǎn)較低，工作面年產(chǎn)量在15萬噸徘徊，導致厚薄開采嚴重失調(diào)，薄煤層工作面接替緊張，防突掘進單進較低，如何降低薄煤層工作面的萬噸掘進率是值得研究的課題。因此，從根本上解決瓦斯超

3、限對回采的制約迫在眉捷。鑒于這種情況，打通一礦在7#煤層采用的沿空留巷技術(shù)減少了巷道的掘進量、鉆孔鉆尺量，保證工作面的正常接替，同時也提高了采空區(qū)瓦斯抽采率。2工作面概況2.1工作面主要參數(shù)W2707工作面設計走向長155m，傾向長1025m。傾斜長壁布置工作面，仰斜式開采。煤層為7#煤層，厚度為0.7～1.2m，平均煤厚0.95m。煤層賦存穩(wěn)定，煤厚1.0m左右，最厚達1.2m，M7煤層中部夾一層厚約0.02～0.25m的軟分層，瓦斯含量及壓力均較大。7#煤層噸煤瓦斯19.1m3，煤層傾角6～11°。W2707工作面回風巷為W2705運輸巷沿空留巷。2.2礦壓情況根據(jù)打通一礦礦壓觀測資

4、料以及該礦南區(qū)7#煤層回采時礦壓顯現(xiàn)和W2602沿空留巷礦壓顯特征，預測W2707工作面開采時的礦壓情況如下：7（1）工作面壓力影響范圍140m～160m，其中工作面前方影響范圍60m～70m，距工作面10m左右為壓力峰值區(qū)，工作面后方影響范圍100m，距工面作15m～20m左右為峰值區(qū)。（2）回采工作面頂板壓力單位面積承載負荷31.55t/m2。（3）頂?shù)装逡平?.2m，其中主要為地臌，達到1m以上，頂板下沉量為0.2m以內(nèi)。頂板離層達到5m以上。兩幫移近量最大為0.58m，一般為0.2～0.3m左右。（4）頂板最大壓力為7.6MPa，巷幫充填體最大壓力為8.8MPa。3沿空留巷3.

5、1沿空留巷方案在W2705工作面運輸巷施工沿空留巷，作為W2707工作面回風巷。3.1.1沿空留巷主要參數(shù)充填厚度為1.8m的混凝土墻加0.4m寬的水泥墩墻，共計2.2m寬墻體護巷。具體為：墻體全寬為2.2m，全高為1.2-1.4m。超前支護布置：W2705沿空留巷的滯后加強采用單體支柱配半圓木按1.0m×2.0m的間排距布置60m雙排，確保墻體在養(yǎng)護期內(nèi)不受礦壓影響；煤壁前方超前采用單體支柱配半圓木1.0m間距單排支護20m。3.1.2充填體材料強度的選擇與計算7充填體材料選用混凝土膏體材料，主要成份是：硅酸鹽、沙子、粉煤灰及水拌和的膏體混凝土材料外加添加劑，下表1為充填體材料強度指標

6、：沿空留巷充填體的工作阻力可用下式計算：P=γ×m/（k-1）×B1/B2γ：巖石平均容重，取2.45T/m3；m：機頭采高，取1.5m；k：冒落巖石的膨脹系數(shù)，1.25～1.5，一般取1.25；B2：巷道寬度，取4.5m。B1：B2與留巷充填體（取2.2m）寬度之和的1.2倍；P=γ×m/（k-1）×B1/B2=2.45×1.5/（1.25-1）×（4.5+2.2）×1.2/4.5=26.26T/m2=2.626?f/m2考慮到老頂來壓時下位巖層及充填體的動載系數(shù)為靜載系數(shù)的2～3倍，即8.0kgf/m2（不到1MPa）。而根據(jù)充填體材料的強度試驗，其最大承載極限可達到10MPa以上，

7、可完全滿足承載要求。沿空留巷充填體材料：地面充分混和，袋裝成品，水灰比∶水泥∶砂∶石∶水=1∶2.04∶3.4∶0.61，另加入多功能復合外加劑：早強劑為水泥用量的1%～2%，減水劑為水泥用量的2%～3%，泵送劑0.8%～1.2%。單位水泥用量為338kg/m3。3.1.3工藝流程7充填工藝流程為：充填空間超前頂板支護→脫模并替棚清理→支模、布筋→攪拌輸送→充填清洗。采用BSM1002E混凝土充填泵。利用人工上料、手動控制進水、機械