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综采安装硐室在窄小煤柱巷道中的布置及应用

2018-08-03

采矿与岩层控制工程学报 2018年3期
关键词:机巷风巷绞车

唐 猛

(宁鲁煤电公司 任家庄煤矿,宁夏 银川 751400)

随着近年煤矿开采技术的快速发展,窄小煤柱技术被广泛推广,但在实际应用过程中出现难以解决的突出性问题。以任家庄煤矿为例,按传统小煤柱6~8m尺寸留设,综采安装、回撤硐室深度一般在7~10m,硐室容易与上区段运输巷贯通,导致有毒、有害气体、采空区积水涌入工作面,对工作面安全造成威胁。根据现场实际,任家庄煤矿针对窄小煤柱施工的工作面分别研究安装及回撤硐室的施工方法,取得了预期的效果,解决了区段煤柱留设过小造成综采安装、回撤硐室与上区段采空区贯通问题。

1 综采安装及回撤绞车硐室的应用

1.1 综采安装绞车硐室

110307风巷采用沿空留窄小煤柱方式施工,与上区段110305机巷留设6m煤柱。110307风巷前半段复用110305机巷,工作面未采区段利用S弯技术在巷道下帮施工小煤柱巷道,巷道掘进至距切眼94.3m处再利用S弯技术进入110305机巷跳采段,(跳采段为未采段,因此段断层较多,施工第二切眼跳开此段,故为实体煤),110307安装绞车硐室施工在未采实体煤段,避免掘入采空区。110307风巷施工平面见图1,S弯进入110305机巷见图2,110307安装绞车硐室见图3。

1.2 综采回撤绞车硐室

110307工作面停采在小煤柱巷道范围内,110307风巷与110305机巷煤柱为6m,回撤硐室在110307风巷施工,正常掘进深度7.2m,存在与110305机巷贯通风险。经过细致研究后,决定按以下技术方案实施:

图1 110307风巷施工平面

(1)110307风巷掘进期间下帮施工1500mm深的料场,利用此段巷道宽度5000mm,将转盘道中心向下帮移设1200mm,回撤绞车硐室掘进深度降为6000mm,避免贯通风险。

(2)110307工作面采止线在煤层倾角最大的16°位置,施工回撤硐室时水平掘进,此时回撤绞车硐室顶板与110305机巷底板高差最大,为996mm。

图2 S弯进入110305机巷

图3 110307风巷安装绞车硐室

(3) 在110307回撤绞车硐室迎头退后2200mm位置打设2个注浆钻孔,钻孔深度3000mm,仰角30°,钻孔间距3000mm,注射固化剂加固110305机巷底板,防止因回采压力影响,围岩裂隙发育导致上区段老空积水及有害气体涌入回撤绞车硐室和工作面。

110307回撤绞车硐室剖面见图4。

(4)110307回撤绞车硐室通过采取以上3种

图4 110307回撤绞车硐室剖面

措施,解决了在小煤柱巷道中施工回撤绞车硐室与采空区贯通的问题,取得了预期效果。

2 综采安装绞车硐室在210302工作面中的应用

210302风巷采用窄小煤柱方式施工,与上采区110308机巷留设7500mm煤柱。安装绞车硐室在210302风巷施工,正常掘进深度为8190mm,存在与110308机巷贯通风险。经过研究后,决定按以下技术方案实施:

(1)在距210302转盘道127191mm(F17测点)开始,风巷向下帮侧方向偏转1°掘进,210302风巷与110308机巷留设煤柱由7500mm增加至9778mm。

(2)210302切眼在煤层倾角较大的15°位置,施工安装绞车硐室时水平掘进,此时安装绞车硐室顶板与110308机巷底板高差最大,为1332mm。

(3)210302风巷在下帮扩帮,扩帮深度600mm,将转盘道中心向下帮偏移500mm,安装绞车硐室掘进深度由8190mm降为7690mm。

210302安装绞车硐室平面见图5,210302安装绞车硐室剖面见图6。

(4)210302安装绞车硐室通过采取以上3种措施,解决了小煤柱巷道中施工安装绞车硐室与采空区贯通的问题,取得了预期效果。

图5 210302安装绞车硐室平面

图6 210302安装绞车硐室剖面

3 综采安装绞车硐室在210304工作面中的应用

(1)210304风巷采用沿空留窄小煤柱方式施工,优化小煤柱尺寸,210304风巷小煤柱与210304机巷留设9.5m。安装绞车硐室在210304风巷上帮施工,掘进深度7490mm,硐室迎头与210302机巷水平距离1857mm,垂直距离1667mm。

(2)210304安装绞车硐室通过采取调整小煤柱尺寸,使得安装硐室不能打透210302机巷,同时210304切眼位置在煤层倾向(17°位置),使得安装硐室顶板与上区段机巷底板的距离增大,提高安全系数,避免在小煤柱巷道中施工硐室与采空区贯通,取得了预期效果。

210304安装绞车硐室剖面见图7。

4 结 论

通过合理调整硐室层位及煤柱尺寸,可保证绞车硐室与采空区不贯通。首先根据煤层赋存不稳定的特点,倾角随掘进位置的不同倾向角度有小幅度变化,利用此变化,选择煤层倾向角度较大位置施工硐室可有效降低标高,保证硐室顶板与采空区底板高差达到最大数值。其次是合理增加绞车硐室位置煤柱尺寸,保证水平方向留有足够的安全距离,最有效的方法就是风巷的停掘位置超过上区段机巷位置20m左右,将绞车硐室施工在未采区段,因现场条件制约实现不了时,亦可依据本文方法提前偏转小角度增加煤柱尺寸实现。再次就是适当调整风巷轨中铺设位置,使风巷轨中尽量靠向下帮,也可在下帮扩帮将轨中再向下帮铺设,一般轨中偏移最大不超过800mm,能有效地缩减绞车硐室掘进深度。以上方法可有效解决安装及回撤绞车硐室掘入采空区问题,为完善留窄小煤柱施工提供可参考依据。

图7 210304安装绞车硐室剖面

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