厚煤层综采工作面分层开采新型洒浆技术|薄煤层轻型综采工作面支架型号
时间：2019-05-16 03:21:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：厚煤层综合机械化分层开采，在回采顶分层过程中，采空区内底煤较多，易发生采空区内的煤炭自燃现象，针对这一特点，在采取普通的防灭火措施过程中，创新采取普通上风巷采空区灌浆结合工作面架尾全面洒浆系统，可以防止厚煤层综采工作面顶分层开采中采空区内煤炭的自燃发火，并为下分层综采形成很好的再生顶板。
关键字：采矿；综采；厚煤层；分层开采；洒浆；防火
Abstract: comprehensive mechanized thick coal seam layering exploitation, the top layer in extraction process, the more coal in goaf, easy to have the coal goaf spontaneous combustion in the phenomenon, this paper, adopting ordinary fire extinguishing measures process, innovation take common areas of the upper hand lane with a tail comprehensive mining face grouting sprinkled slurry system, can prevent thick coal seam longwall face top layer in mining coal spontaneous combustion in the mined-out area, and the lower layer for fully mechanized form very good regeneration roof.
Key word: mining; Compound mining; Thick coal seam; The layering exploitation; Sprinkle plasma; Fire prevention
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
0 引言
谢一矿1952年11月投产，设计年生产能力为30万t。2005年底，谢一矿和望峰岗矿建项目部进行合并后，设计年生产能力达300万t。望峰岗矿井井田面积约19.6平方公里，主采煤层共6层，平均总厚为22.46米，煤层赋存稳定。全井田地质储量5.61亿吨，可采储量2.90亿吨，且煤质优良，以低～特低硫、中～低灰、中～中高发热量、中挥发份、含油～富油的焦煤为主。
谢一矿北与新庄孜煤矿毗邻，南至隗店断层(浅部以新谢边界和Ⅵ一Ⅶ为界)，西以A1煤层露头线为界，东止于一1200mC15煤层等高线，矿井浅部(一660m以上)走向3.29k，深部(一660m以下)走向8.1km，全矿井总面积约28.9km。谢一矿1979年被定为突出矿井，可采煤层13层，其中C15、C13、B1lb、B9b、B4b为突出煤层，B7、B8煤层为富瓦斯煤层。煤层瓦斯含量较高，C13、B11及B9煤层瓦斯含量高达15～20m3/t。实测各主要煤层最大瓦斯压力：C13煤层4．2MPa，B11煤层3．47MPa，B9b煤层5．4MPa，B4b煤层2．1MPa。
1工作面地质概况
本次回采范围北起-780中央石门以南32m，南至-780mC13出煤石门，上限标高为-704.6m，下限标高约为—783.1m；上阶段5111C13及5111（3）工作面已回采，下阶段C13煤层尚未掘进，北翼5122C13工作面未掘进，上覆5121C15及5111C15煤层已回采，本工作面大部分处于保护范围以内，处理风巷附近为上覆5121C15及5111C15煤层实垛。本次回采范围内C13煤层赋存较稳定，煤层厚度在4.0～7.4m之间，平均厚约6.2m。煤层顶板上有厚度约0.2m的煤线，该煤线赋存不稳定。本次施工范围内上覆C15工作面作为上保护层大部分已回采，根据资料，预计该区域C13煤层瓦斯参数为：坚固性系数f＝0.28～0.14、放散初速度Δp＝8～13，瓦斯含量3.78m3/t，残余瓦斯压力0.5 Mpa/t。本次回采范围内C13煤层总体呈向斜构造形态，平均走向约340°，倾向NE方向，平均倾角21°，在回采范围内两顺槽在掘进过程中共揭露落差0.4m～2.5m的正断层9条, 对回采都有一定的影响[1]。
2回采方案的确定
5121C13顶区工作面属被保护层开采，工作面煤厚4.0～7.4m，平均约6.2m，伪顶为0.3～1.0m的泥岩，直接顶为2.5～6.0m的砂质泥岩。工作面分上下两层回采，本次回采上分层，采高3.5米，工作面走向长1242.50m，倾斜长164m。采用综合机械化走向长壁后退式回采，全部垮落法管理顶板。根据现场情况，5121C13顶区工作面划分两期进行回采，一期回采至-780出煤石门止。为保证下分层的回采，回采上分层时对采空区进行灌浆及全面洒浆，促使其形成再生顶板。
图1 工作面巷道布置图
3煤层自燃倾向性及火灾隐患分析
5121C13顶区工作面煤层自燃发火期为3～6个月，自燃等级为II级。该面为分层开采，按照正常回采速度，顶分层工作面回采时间约6.4个月。回采面主要火灾隐患为：因分层回采工艺及该面煤层条件，造成遗煤较多。若采后封闭不严，容易造成采空区漏风引起煤层自燃发火。在众多的防灭火技术中，黄泥灌浆是煤矿数十年来一直采用、并且仍然有效的重要手段之一，随着采煤工艺的改进，灌浆工艺也应随之改变。[2]
4防灭火措施
1）深浅部联合向工作面灌浆，随采随灌，采空区洒浆。
2）提高工作面回采率，回采后及时放顶。
3）通风区每天两班向工作面采空区注氮。
4）通风区安人随时检查采空区CO 等有害气体浓度，发现CO 浓度异常及时汇报处理。
5）采空区最易发生自燃的漏风量为0.4～0.8m3/（分.米2），因此要严格通风管理，必要时打钻注浆隔离，减少漏风风路两端的压差，减少采空区漏风,对开采线、停采线、上下煤柱线内的采空区，应加强防火灌浆，预防煤炭自燃。
4.1洒浆系统
4.1.1浆水管路路线：
地面灌浆站→地面钻井→-660mN2回风石门→-660mC15顶板巷→-660m～-710m C15轨道下山→-710m5121C13顶区工作面下架石门→5121C13顶区风巷。
4.1.2洒浆方法：
回采时实施工作面每架架尾洒浆。
4.1.3洒浆技术装置布置方式：
在上风巷的灌浆管路中接个三通分出一路灌浆管路，用一路Φ51的高压胶管接通至工作面。在工作面每个支架后方沿工作面倾斜方向铺设Φ51×2.5m的高压胶管，最后一根Φ51×2.5m的高压胶管的末端使用Φ51的闷子封堵好。Φ51×2.5m高压胶管使用三通阀门Φ51-Φ25-Φ51串接起来，每一个三通阀门通过卡子固定在支架的后立柱上，在每个三通阀门上接一根Φ25×1.6m的短高压胶管，将其伸入支架后尾处，在三通阀门与短管接头处安设一个截止阀，每个截止阀控制一根胶管来进行洒浆作业。
图2洒浆装置布置图
4.1.4洒浆措施：
（1）洒浆过程中，应有专人看守管路和阀门，有异常情况时立即关闭阀门；
（2）工作面洒浆人员，在泥浆到达工作面以后，应注意观察现场，可适当摆动管子，以洒满所有角落、不留死角，将浮煤矸全部覆盖后即可。当工作面下机巷有浆涌出来时，要停止送浆，然后浆管内所存泥浆全部放完。管子内不应存浆，必要时用水冲管，先小水后大水；
（3）工作结束后应将阀门关严，在检查管路无其他情况后方可离开现场。
（4）为确保效果，工作面每次移架放顶后洒一次浆。
5结论
（1）由于这种洒浆技术可操纵性强，维护方便，降低了工人劳动强度，节省了大量的人力，实现了高效生产。
（2）洒浆均匀，洒浆时间能保证，有利于工作面防火工作，在此工作面回采期间，上风巷回风内CO浓度一直在10ppm以下，保证了回采期间采空区内防灭火的要求，确保了安全顺利回采。
（3）能够形成很好的再生顶板，为底区的综合机械化回采做好了充分的准备。
（4）不污染环境，保证了工人的劳动场所的清洁干净。
通过采用厚煤层综采工作面分层开采洒浆技术能够实现矿井的安全、高产、高效、低耗的回采效果，具有较高的推广价值。
参考文献：
[1] 谢一矿5111B10工作面回采地质说明书[Z]．淮南：淮南矿业集团(有限)公司，2009.
[2] 岳超平．综采工作面防灭火灌浆工艺的探讨[B]．重庆：煤炭科学研究总院重庆分院，2005.
作者简介：代强（1982—），男，内蒙古呼伦贝尔阿荣旗人，2005年毕业于中国矿业大学，于2005年7月进入淮南矿业集团望峰岗项目部，经实习期后，到掘进101队任技术员，2007年4月份，谢一矿望峰岗井组建综采队，任采煤技术主管，2009年10月至今任综采队副队长。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
