沿空留巷技术在炮采工作面的应用研究.pdf

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1、2011年第8期中州煤炭总第188期沿空留巷技术在炮采工作面的应用研究黄志丹，刘军章，李欣，康伟(河南大有能源股份有限公司新安煤矿，河南新安471842)摘要：新安煤矿13151工作面为炮采工作面，煤层平均倾角l2。，平均煤厚为3．0m，为缓解13区接替紧张局面，同时为取得更好的经济效益，对l3151工作面进行科学论证，并研究实施了沿空留巷，实现了无煤柱开采，增加了煤炭资源回收量，取得了良好的社会、经济效益。关键词：沿空留巷；支护设计；炮采工作面中图分类号：TD823．48文献标识码：B文章编号：

2、1003—0506(2011)08—0025—03沿空留巷技术是煤矿开采的一次重大技术变面及其周围岩体内的应力将重新分布，并趋于新的革。由于完全取消了区段煤柱，不仅提高了煤炭资平衡稳定。上覆岩层将会出现“上三带”：冒落带、源的采出率，降低了巷道的掘进率，而且改善了矿井裂隙带、弯曲下沉带。随着顶板的垮落、直接顶板的的生产条件，尤其是对于开采高瓦斯煤层的矿井而破碎及基本顶的初次断裂，将出现基本顶初次来压。言，工作面采用沿空留巷技术为Y型通风方式提供基本顶岩层达到极限跨距时，上覆岩层将形成“x”了必要条

3、件，解决了高瓦斯煤层工作面u型通风上形的破坏，形成前支撑压力和侧向支撑压力。影隅角瓦斯积聚与超限问题，其技术优势和经济效益响沿空留巷的重要因素就是侧向支撑压力和前支撑显著。压力，前支撑压力随工作面的推进前移，其峰值位置可深入煤体内2～10m，影响范围可达工作面前方1工作面概况90～100m；侧向支撑压力不随工作面推进而移动。新安煤矿13151工作面走向长659．6In，倾向(1)前支撑压力峰值：F前=(2～4)TH。其长140m，回采二叠系山西组二煤层，煤层煤质较中，Y为上覆岩层的平均容重，取26

4、．5kN／m；H为软，煤层平均倾角12。，厚度稳定，平均煤厚为3．0煤层赋存深度，取289．5m。计算得F前=15343．5m。基本顶为19m厚中砂岩；直接顶为2．5m厚的～30687．0kN／m。泥岩；伪顶为0～1．5m厚的炭质泥岩。直接底为(2)侧向支撑压力峰值：F御=(2～3)TH。计11．5m厚砂质泥岩；基本底为4．5m厚硅质泥岩。算得F删=15343．50～23015．25kN／m。工作面平均标高+30．5m，地面平均标高+320m，考虑到沿空巷道处在支撑压力的卸压带，砌筑平均埋深289

5、．5m。带的抗压强度相应小于上述支撑压力的峰值。新安工作面采用走向长壁后退式爆破采煤法，全部煤矿14221工作面沿空留巷的资料显示，采用砌块垮落法控制顶板，工作面回采采用放炮落煤，人工架参数及砌筑带的参数，基本上满足顶板压力的需要，棚，采高2．0m，循环进度1．2m。回采工艺流程为：最高压力35MPa，远小于上述对应值。爆破落煤(掐口一扩帮落煤)一撺梁护顶一装运煤一支护一放顶一移刮板机。3方案设计2矿山压力及支护强度概算3．1砌筑带及砌块参数的确定及加工考虑到井下施工安全作业环境差，决定砌块由根据

6、采煤工作面矿压显现规律，回采时随着采地面预制后运输到工作面使用。依照保证砌块墙体空范围的增大，上覆岩层产生变形直至破坏冒落，采的稳定性、便于搬运和砌筑作业的原则，设计混凝土砌块墙及砌块的尺寸参数为500mm×250mm×收稿日期：2011—04—26作者简介：黄志丹(1985一)，男，河南义马人，助理工程师，2008年150mm(长×宽×高)。毕业于河南理工大学，现从事煤矿技术管理工作。一般混凝土平均密度P=2400kg／m。每个砌·25·2011年第8期中州煤炭总第188期块质量约45kg。准备

7、砌墙高度2．35m，宽度1．25从巷道底板至工字钢梯形棚梁面下。m；砌块混凝土强度C30，水泥砂浆勾缝。3．3回采抬棚支护设计为增强墙体整体强度和稳定性，砌块间交错搭超前工作面501TI，在运输巷上帮打2排交错迈接，砌体砌成后，经过基本顶来压峰值压力过后，如步抬棚加强支护，下帮打1排抬棚，回采过后紧贴砌有局部压裂，采用喷混凝土修护或注浆加固，以免采筑墙体打1排大立柱抬棚，距大立柱抬棚1．5m下空区漏风导致采空区煤体自燃或瓦斯聚集超限。帮打2排交错迈步抬棚，抬棚梁为3．0mII型钢梁，据14221工

8、作面矿压资料，计算得钢筋混凝土腿为单体柱(或采用工字钢抬棚，工字钢直腿)“一砌块极限强度需5500kN／m=5．5MPa。梁三柱”，底板松软时可采用铁柱鞋垫底。考虑矿井下施工环境、常用材料、常用混凝土配3．4回采期间锚索支护设计合比和抗压富余系数等因素，参照《采矿工程设计考虑到煤岩层厚度的变化，为保证锚索在上覆手册》，混凝土强度等级选用C30，水泥选用岩层中有一定长度(即保证锚固力)，选取锚索的有P．042．5型号。效长度为7．5m，外露部分为0．3m，锚索总长度为每立方米混凝土材