小煤柱沿空送巷技术在软岩矿井中的应用.pdf

第 2 3卷第 9期 2 0 0 4年 9月 煤炭技 术 Co a l T e c h n o l o g y V 0 1 ． 2 3． No． 9 S e p， 2 0 0 4 小煤柱沿空送巷技术在软岩矿井中的应用 中 图分 类号 T D 8 2 3 0前言 刘伟 东，刘玉 旺 平庄煤业集团 风水沟煤矿，辽宁 平庄 0 2 4 0 8 1 文献 标识 码 A 文 章编 号 1 0 0 88 7 2 5 2 0 0 4 0 9一O l I 4一o 2 赤 峰市 平煤 风水 沟煤 矿 属 于软 岩矿 井 ， 煤层 顶 底板 为泥 岩 及砂 岩 ， 其 中 泥岩 抗 压强 度 为 0 ． 9 04 ． 1 8 MP a ， 遇水 具有 强 膨 胀性 ； 砂 岩 抗压 强 度 为 1 ． 9 64 ． 9 0 M P a ， 胶 结 性 差 ， 松 散 含 水 。井 巷压 力 大 ， 底 鼓严 重 ， 维护 困难 ， 每 个 回采 工作 面 两道 平均 需 套修 3次 左 右。 先 后 在 一 采 区 四煤 东 三片 风 巷 和 二 采 区北 二 片两道 采 用 了小煤 柱 沿空 送 巷技 术 ， 取得 了较 好 的 效 果。 1 选择依据 煤层越薄 ， 巷道顶底距煤层顶底越近 ， 巷道受煤层顶底 泥岩、 砂岩影响形 成的顶压 、 侧压及底鼓现象越严重。单一 煤层 长 壁工 作面 巷 道 压 力 及 底 板 膨 胀 现 象 要 比分 层 开采 的 厚 煤层 更 加明 显 。 另 外 ， 因该矿 煤层 自然发 火期 为 1 ～3个 月 ， 最 短 只有 2 O 天 左右 ， 属 易 自然 煤层 ， 一旦 出现 漏 风 ， 易 引起 采 空 区 发火 ， 所以， 首先选择单一分层长壁 回采工作面。 由于该矿回采工作面顶板管理属于 自然陷落法， 采空区 易 漏风 ， 煤 层 顶板 砂 岩均 含水 ， 采空 区将 大 量 积 水 ， 所 以 采用 留小煤 柱 的沿 空送 巷方 式 ， 煤 柱 宽度 为 3 I l l 。 2 煤层条件及支 护方 式 一 采 区 四 煤 东 三片 综 采 工作 面 走 向 长 4 6 0 n l ， 倾 斜 宽 1 8 0 n l ， 煤 层 厚度 3 ． 74 ． 2 n l ， 煤 层倾 角 l 6 2 3 。 。煤 层走 向变 化不大 ， 煤层顶板 为砂岩 ， 砂岩松 散含水 ； 煤层底板为泥岩 ， 泥岩 遇膨 胀 。 ‘ 二采区五煤北二片高档工作 面 走 向长 6 5 0 n l ， 倾斜 宽 1 0 0 n l ， 煤层 厚度 2 ． 03 ． 5 n l ， 煤层 走 向变 化 不 大 ， 煤 层 倾 角 5 ～ 7 。 。煤 层 顶板 为 泥 页岩 护 层 ； 煤 层 底 板 为 泥 岩 ， 泥 岩 遇 膨 胀 。 支护方 式 采用 矿现有 的矿 用 l 1 工字 钢 梯 形 支 护 ， 综 采 工作面回风道采用 2 ． 62 ． 7 n 1 支架 ， 高档工作面运输道采用 2 ． 6 2 ． 4 n 1 支架 ， 回风道采用 2 ． 4 2 ． 4 n 1 支架 ， 棚距均为 8 0 0 m 0 3 防治水 及 防灭火措 施 3 ． 1防治水 措施 为防止采空区水 突然涌 人巷道 ， 威胁 人身安 全及淹设 备， 施工 中每隔 1 0 n l 打一组放水眼， 每组 35个。采用 1 ． 2 n l 接力钎子杆 向采空区打眼， 每 眼深度不小于 5 ． 0 n l 。为防 水放出的水流人巷道及临时停电等原因淹巷道 ， 每孔设 1寸 管路 ， 并设阀门， 停 电时 ， 把阀门关上。每组孔下面设一个大 水箱 ， 水箱内设 12台潜水泵 ， 由潜水泵 向集 中水仓 排水 ， 这样能保证掘进工作面正常掘进 。施工中当接近原巷 道及 工作面回采过程中做的水仓时 ， 距水仓位置 5～7 n l ， 向水仓 打放水眼放水 ， 待水压 、 水量变小时 ， 继续掘进。为防止接近 水仓大量涌水， 影响生产 ， 采用缩小棚距、 缩小支护断面等措 施； 若水仓在巷道的下部时， 为不大面积揭露水仓， 也采用缩 短棚腿措施过水仓。涌水量大 ， 可考虑用快速水泥及料石进 行封堵 ， 保证正常施工。以上措施必须在保证涌水不威胁人 身安全的情况下进行。巷道放水眼的个数及放水量 ， 要根据 I● ● ● ● ● ★ 小孔径预戍力锚锁 ● 高强度螺纹钢锚杆 图 1 锚杆 布置 图 4． 2技 术经 济效 益 孤 岛工作面沿空掘巷小煤柱运用锚杆支 护与棚式支护 相比， 技术经济效 益可归结 为 以下几 点 I 运 巷维护效 果 好 ， 采用锚杆支护后 ， 顶底板 、 两帮的相对移近量减小 ， 顶板 稳定性提高 、 安全可靠性高 ； 2 支护成本低 ， 每米巷道可节 省支护材料费用 1 8 0元 ； 3 掘进施 工速度快 支护材料少 ， 相应搬运支护材料 占用的时间少 ； 4 劳动强度低 ， 节省搬运 工字钢棚式支架的繁重体力劳动， 大大减轻了工人的劳动强 度 锚杆 、 锚 索支护机械化程度高 ， 施工劳动强 度小 ， 用人也 少 ； 5 维护成本低 全锚加强支护后 ， 大大减少 了维护工序 节约了支护材料 ， 降低 了维 护成本 ， 初步计算每米节约维护 成 本为 1 8 9元 。 4 ． 3结 论 顶煤采用高强度螺纹钢锚杆和小孔径 预应力锚索支护， 提高 了顶煤的强度和刚度， 巷道掘进影响期短 ， 围岩变形量 小 ， 顶板安全性能得到提高， 有效地维护 了孤 岛工作面顺槽 掘进 。两帮采有锚杆支护技术 ， 经济效益显著 ， 支护成本低 ， 掘进施工速度快 ， 工人劳动强度低 ； 支护效 果好 支护 强度 高 ， 有效的控制巷道变形和两帮的收敛、 压缩。 Na r r ow c o a l p i l l a r s up p o r t t e c hn o l o g y u s e d a t i s o l a t e d i s l a nd wo r kf a c e L I U Ya o b i n g Wa n g z h u a n g C o a l Mi n e ，L u a n M i n i n g I n d u s t r y G r o u p C o m p ． ， C h a n g z h i 0 4 6 0 3 1 ， C h i n a Ab s t r a c t B a s e d o n t h e a n al y s i s o n t h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s o n i s o l a t e d i s l a n d w o r k f a c e ， p u t f o r w a r d the c o n c r e t e b o l t i n g p r o j e c t ， a n d g o o d e c o n o mi c r e s u l t h a s I l l a d e． Ke y wo r d s i sol a t e d i s l a n d o f w o r ld a c e ；n a l T O W c o al p i U a r ；bo l t i n g s u p p o r t ；s t r e s s 收 稿 日期 2 0 0 40 62 4 ； 修订 日期 2 0 0 40 71 3 作者简介 刘伟东， 采矿工程师 ， 毕业于阜新矿业学院采矿工程系采矿工程专业 ， 现在平庄煤业集 团风水沟煤矿生产技术部 。 司 i 百 哥 引 维普资讯 第 2 3卷第 9期 2 0 0 4年 9月 煤炭技 术 C o a l T e c h n o l o g y Vo 1 ． 2 3． No ． 9 S e p， 2 0 0 4 矿井瓦斯气掺混空气探讨 李运超 鹤岗矿业集团 水电热力公司，黑龙江 鹤岗 1 5 4 1 0 0 摘要 介 绍 按人 工煤 气设 计 的灶具 燃 烧现 有 瓦斯气 存 在 的 问题 ， 重 点 阐述 掺 混 空 气后 的经 济 和 社 会效 益 及 掺 混 的 工艺 过程 。 关 键词 瓦斯 气 ；掺混 ；经 济 和社 会效 益 中 图分 类号 T D 7 1 2 文献 标 识码 B 文章 编 号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 4 0 90 1 1 50 2 0 概述 管道燃 气作为厨房现代化的重要标 志被越来越多的人 们青睐， 成为人们生活 中不可缺少的重要组成部分。 现在鹤岗市的管道燃气用户已达 3 0 0 0 0余户、 而且新用 户发展速度较快 ， 将来必将成为用户使用燃气的主要方式。 用户灶具的设计是按照城市燃气的标准制成的， 可是燃气种 类 的变化并且瓦斯中甲烷含量的变化较大 ， 给运行和经 营带 来 一 些需 要 解决 的 问题 。 供气标准 ， 收 费户数按 3 1 0 0 0户 计算 户均 E t 用 气量 1 ， 1 4 5 m 。2 0 0 3年 上半 年 购 人 气 量 3 5 3 ． 5万 m ， 平 均 浓 度 7 0 ％ 以 上， 热值在 2 4 5 4 5 K ．I ／ i 1 1 3 ， 超 出国家要 求的供气 质量标准 ， 收 费户按2 2 0 0 0 户计算 ， 户均 E t 用气量 0 ． 8 8 m 3 。 从 以上数 据 可 以看 出 ① 2 0 0 3年 的燃 气 热 值 是 2 0 0 1年 的 1 ， 5 6倍 ， ②2 0 0 3年 的 户均 气量 是 2 0 0 1年 的 5 6 ， 4 ％ ， ③2 0 0 3 年 比 2 0 0 1 年少 供 气 1 ． 1 4 5～0 ． 8 8 3 6 52 2 0 0 02 1 2 ． 7 9 5 0 万 m ] ， ④ 2 0 0 3年 比 2 0 0 1年少 收 人 2 1 2 ． 7 9 5 00 ． 60 ． 7 5 9 5． 7 5 7 7 5万 元 。 1 民用燃烧器 的使用 问题 3 掺入空气后的效果 但是现在南山抽放站抽放的瓦斯浓度在 7 0 ％以上多数用 户反映做饭时燃气 冒黑烟 ， 将炊具熏黑的现象， 原因是灶具 的 一 次空气系数小， 燃烧不充分 ， 灶具本身适应不了瓦斯浓度 由 4 J 。 ％到 7 0 ％以上这么大幅度的变化 ， 热效率降低 ， 如果烟气 中 C O的含量超出国家标准， 存在着不安全隐患 ， 要解决这个问 题 ； 一是更换 用户现在存在使用的灶具 、 二是改变燃气的成 分， 但是用户使用的灶具 的造价在几十元到几百元不等 ， 要想 让用户改造灶具和更换灶具 ， 改造的数量和资金的投人非常 大， 难以实现。因此只有改变燃气的成分． 才能适应广大用户 的需求 ， 解决实际中存在安全和社会效益问题。． 2 燃 气费的收缴 问题 2 0 0 1 年 管 道所 的进 气 量为 8 7 7 ． 7万 Ⅱ 1 ] ／ a ， 年 平 均 瓦斯 浓 度在 4 5 ％左右 ， 燃气热值 1 5 7 7 9 K J ／ m ] ， 符合国家的管道燃气 1 掺人空气后 用户的灶具能够达到设计使用要求 ， 烟 气中 c O、 N O的排放 指标符合 国家标 准， 燃烧 时不再有黑烟 生 成 。 2 如 果将 一立方 米浓 度 为 7 5 ％的瓦 斯气 降 到 4 0 ％需加 人空气 0 ， 8 7 5立方米 ， 如将 7 0 ％的降到 4 0 ％需加人空气 0 ， 7 5 | T l 3 。 3 掺混空气后燃 气成本 由 0 ． 2 4元／ ， 浓度为 7 5 ％的 降到 0 ． 1 2 8 元／ m 、 浓度为 7 0 ％的降到 0 ， 1 3 7元／ m 。 4 如果每年按 7 0 0万 计算， 浓度 7 5 ％时加人空气为 3 2 6 ． 7万 m ； 浓度 7 0 ％时加 人 3 0 o万 m 。 5 销售 收人 7 0 0 0 0 0 00 ， 60 ． 7 53 1 5万 元 6 购人成本 浓度按 7 5 ％计算 7 0 03 2 6 ． 7 0 ． 2 4 8 9． 5 9 2万 元 整个巷道排水能力而定。 3 ． 2防 灭火 措 施 该 矿 目前 未采 用 新 型 的 防 灭火 材 料 ， 只 靠 巷 道 装 帮 、 装 顶注黄泥浆方法。施工中随着 掘进进 度 ， 对 重点部位 如 片 帮严重地点 ， 临时水仓地点等 进行装帮 、 装顶板靠老塘侧 1 ， 3 ， 并及时灌浆 ， 防止漏风 ， 避免 自燃发火。 3 ． 3其 它安 全 技术措 施 1 由于留 3 ， 0 m小煤柱 ， 局部地点片帮严重 ， 小煤柱已 压松 ， 采空区瓦斯及有害气体将涌人工作面 ， 因此 ， 工作面必 设专职瓦检员 、 放炮员并随身携带便携式 瓦斯检测仪。 2 靠老塘侧片帮严重 ， 要少装药 ， 甚至不打眼。 3 施工 中， 工作面出现异常现象 ， 如 顶板淋水加大等， 必须停止施工 ， 报告有关人员。 4 杜绝无计划停风现象 ， 严格执行停风撤人制度。 4技术及经济效果 4 ． 1技 术方 面 1 巷 道 状 况 根 据 采 空 区边 缘 支 承 压 力 显 现 规 律 ， 留 3 ． 0 m小煤柱沿空送巷 ， 正处在支承压力卸载区域内， 巷道压 力 较小 ， 有利 于施 工 及巷 道维 护 。非沿 空 送巷 留 1 2 1 5 m 区 段煤柱 ， 正处在支承压力峰值 区域内， 巷道变形严 重， 特别是 底鼓 更 为 突 出。 2 采区回采率 一采 区四煤东二片风道采用沿空送巷， 多出煤炭 1 9 1 5 6 t ， 采 区回采率为 6 3 ％， 而非沿空送巷采区回 采率为 5 9 ％ ， 提高了 4 ％。二采 区 5 1 A北二 片工作面运输 道 及 回风道 均采 用沿 空送 巷 ， 多采 出煤 炭 3 6 2 1 9 t ， 采 区 回采 率为 5 9 ． 3 ％， 而非沿 空送巷采 区回采率 为 4 8 ． 2 ％， 提高 了 l 1． 1％ 。 3 由于 留设 的受 压变 松 ， 必 然要 造 成 漏风 现 象 ， 对 于重 点部位 ， 采用装帮装顶 注浆 措施； 另外 ， 由于采空 区积水 较 多 ， 施工中必须采取探放水措施 ， 还要做一些临时性小水仓 ， 而非沿空送巷则不需要考虑此问题。 4 ． 2 经 济效 益方 面 一 采 区四煤 东三 片风 巷 4 6 0 m 及二 采 区五 煤 北 二 片 两 道 共 1 3 0 0 m ， 巷道总长度为 1 7 6 0 m， 掘进及套修费为 4 4 万元 实际套修一次 。金属支架报废约为 3 0 ％， 费用 6 6万 元。对巷道装帮、 装顶注黄泥浆， 费用 2 1 万元 装帮 、 装顶长 度约为巷道总长度 的 3 0 ％ 。探放水、 临时性水仓 及排水费 增 加 1 0万 元 ， 总 费用为 1 4 1万元 。 上述巷道 1 7 6 0 m 如果采用非沿空送巷， 按套修三次计 算 ， 则掘进及套修费约为 1 3 2万元。金属棚子报废按 6 0 ％计 算 ， 需要费用 1 3 2万元 ， 合计费用 2 6 4万元。 通过 比较 ， 小煤柱沿空送巷要 比非沿空送巷节约资金约 1 2 3万 元 2 64 万 元 ～1 4 1 万 元 。 5 结 束语 采用 小煤 柱沿 空 送 巷 ， 减 小 了巷 道 压力 ， 改 善 了巷 道状 况 ， 减少巷道维修次数 ， 降低 了成本 ； 同时缩小 了区段煤柱 ， 提高了采区回采率。虽然对防治水及防灭火 工作带来一定 困难 ， 但此技术在该矿是完全可行的。 收稿 日期 , 2 0 0 40 31 1 修订 日期 2 0 0 40 62 0 作者简介 李运超， 男 ， 现在鹤岗矿业集 团水电热力公 司从事技术工作。 维普资讯