沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦的應(yīng)用

沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦的應(yīng)用

沿空隧道技術(shù)在牛兒莊礦中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)創(chuàng)造了“無(wú)碳開(kāi)采”的先例，對(duì)提高煤炭回收率具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。牛兒莊礦在八盤區(qū)山青56803工作面回采期間沿空留巷的工業(yè)性實(shí)踐,對(duì)沿空留巷的巷道支護(hù),尤其是留巷的巷旁支護(hù)提出了具體的技術(shù)方案;同時(shí)進(jìn)行了礦壓觀測(cè)。根據(jù)礦壓顯現(xiàn)和支護(hù)效果,分析了沿空留巷支護(hù)方式是科學(xué)、合理的,同時(shí)提出了改進(jìn)建議。一、聯(lián)合行1.工作面形態(tài)。據(jù)初頂,困境提出,地層為細(xì)、細(xì)砂56803工作面走向長(zhǎng)764～806m,平均777m,傾向長(zhǎng)度134m,煤厚1.4～1.7m,平均1.5m。傾角為8°,埋深429.7～475.5m,可采儲(chǔ)量20萬(wàn)t。56803工作面直接頂為厚度3.88m的粉砂巖,節(jié)理發(fā)育。局部相變?yōu)槭規(guī)r厚0.5m。老頂為厚度4.23m細(xì)砂巖。直接底為1.06m粉砂巖,老底厚度為5.06m石灰?guī)r。2.液壓支架支護(hù)工作面采用走向長(zhǎng)壁薄煤綜采支架采煤工藝,一次采全高。工作面采用ZY3000/09/19型兩柱掩護(hù)式液壓支架支護(hù),使用MG200456-WD型電牽引采煤機(jī)落煤,選用SGZ730264型可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤,運(yùn)輸巷選用SQZ-730/75型轉(zhuǎn)載機(jī)和SDJ-1000/75型膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)煤。選用MRB-315/120型乳化液泵向支架供液。二、項(xiàng)目實(shí)施1.沿空格柵和街道附近的保護(hù)方式56803工作面沿空留巷,留巷支護(hù)采取工字鋼+錨索+槽鋼帶聯(lián)合支護(hù),巷旁支護(hù)采取料石墻+木點(diǎn)柱方式支護(hù)。2.錨索支設(shè)和墻體填充工字鋼選用2.6×2.4m,下凈寬3.5m,凈高2.0m,棚距0.7m。巷道內(nèi)采用三排單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)。采用MH-100型錨索,選用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,其直徑φ=15.24mm,長(zhǎng)度7.0m。配備OVM15-1錨具,錨索孔徑φ=28mm。錨固方式采用端部錨固,錨固劑采用CK2330兩卷、Z2360一卷、Z2345兩卷,共計(jì)五卷由里向外排列。錨固長(zhǎng)度2.1m。錨索支護(hù)超前工作面10m支設(shè)。沿巷道走向布置兩排錨索,排距1.6m,每排錨索間距2.2m。錨索鋼帶選用20#槽鋼(2.0m長(zhǎng)),每排錨索臨近兩根錨索的外露鋼絞線之間使用槽鋼帶連接。鋼帶外用300×300×20mm(長(zhǎng)×寬×厚)的鋼板作為托板,最外端使用專用鎖具鎖緊鋼絞線(作為一組錨索)。錨索支設(shè)角度:靠近采空區(qū)側(cè)錨索垂直頂板支設(shè),允許向巷道中心斜5°～10°,不許向采空區(qū)側(cè)傾斜。另一側(cè)錨索向下幫傾斜,與水平呈60°～75°夾角。沿巷道走向方向上,垂直頂板支設(shè)。巷旁支護(hù)的料石墻采用2#粗料石配合砂漿砌筑,墻體建在靠近工作面?zhèn)鹊拿簩禹數(shù)装逯g的空間處,料石墻距留巷的下幫側(cè)3.8m。墻體橫斷面規(guī)格為:上寬1.0m,下寬1.2m,高度1.5～1.8m。料石墻砌筑與工作面切頂線的滯后距離為0～1.0m。在工字鋼棚梁與料石墻之間支設(shè)直徑不小于16cm的優(yōu)質(zhì)圓木點(diǎn)柱,進(jìn)行加強(qiáng)加固,柱距0.7m。三、礦壓及頂?shù)装迩闆r為檢驗(yàn)沿空留巷效果,在留設(shè)的巷道內(nèi)每隔40m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn),每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別對(duì)巷道頂板離層量、兩幫及頂?shù)装逑鄬?duì)移近量進(jìn)行觀測(cè)。截止到工作面回采結(jié)束,保留后的巷道凈規(guī)格:工字鋼棚下凈寬3.1～3.3m,凈高1.8～1.63m,平均1.7m。頂?shù)装逡平繛?00～370mm。礦壓主要顯現(xiàn)為:底板鼓起,頂板基本完好,局部頂板破碎、掉渣,工字鋼棚梁個(gè)別出現(xiàn)彎曲,個(gè)別錨索鋼絞線斷裂,部分棚腿彎曲變形,料石墻體有四處地段出現(xiàn)開(kāi)裂或破碎,其中距切眼32m處料石墻體出現(xiàn)嚴(yán)重破碎(長(zhǎng)度2.3m),靠近料石墻體的一排木點(diǎn)柱有1/4出現(xiàn)折斷。兩幫相對(duì)移近量為400～190mm。頂板離層量18～34mm。四、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)合作1.增加煤炭產(chǎn)煤(1)回采經(jīng)濟(jì)效益。截止到回采結(jié)束,歷時(shí)共計(jì)11個(gè)月,56803工作面共生產(chǎn)原煤21.86萬(wàn)t,原煤產(chǎn)值10932.186萬(wàn)元,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益3827.7萬(wàn)元。(2)沿空留巷增加煤炭收入經(jīng)濟(jì)效益。如果采取沿空送巷,新掘巷道留設(shè)煤柱按5m計(jì)算,沿空留巷可多回收煤炭16380噸,增加收入286.8萬(wàn)元。(3)掘巷與留巷費(fèi)用比較。工作面正常掘進(jìn)巷道綜合成本4000元/m左右,沿空留巷綜合成本2200元/m,下區(qū)段運(yùn)料道工程量約1560m,因此可節(jié)約費(fèi)用280.4萬(wàn)元。(4)贏得時(shí)間增加產(chǎn)煤效益。56803工作面上下順槽留巷,上下區(qū)段各少掘進(jìn)一條巷道780m。一條巷道掘進(jìn)需要8個(gè)月,按每月產(chǎn)煤4萬(wàn)噸計(jì),可多生產(chǎn)煤炭32萬(wàn)噸,則增加銷售煤炭利潤(rùn)5603.2萬(wàn)元。創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)總價(jià)值為9998.1萬(wàn)元。2.沿空留巷技術(shù)特點(diǎn)牛兒莊礦八盤區(qū)山青工作面沿空留巷技術(shù)獲得成功運(yùn)用,不僅取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,并且取得了較好的社會(huì)效益。(1)獲得了寶貴經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)目在牛兒莊礦56803工作面成功試驗(yàn)了沿空留巷技術(shù),提出了分階段讓控耦合留巷設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)了巷旁砌筑梯形料石墻,巷內(nèi)工字鋼支護(hù)+頂板斜拉組合錨索+聯(lián)合支護(hù),關(guān)鍵地段單體柱加強(qiáng)支護(hù)的主動(dòng)與被動(dòng)相耦合的支護(hù)設(shè)計(jì)方案,較好地控制了留巷在回采期間的變形破壞。當(dāng)前峰峰集團(tuán)沿空留巷技術(shù)應(yīng)用較少,巷道圍巖控制機(jī)理研究欠缺,該研究成果為整個(gè)峰峰礦區(qū)類似條件下實(shí)施沿空留巷技術(shù),提供了理論依據(jù)和借鑒經(jīng)驗(yàn)。(2)緩解采掘接續(xù)矛盾,延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。沿空留巷技術(shù)在牛兒莊礦的成功應(yīng)用,解決了長(zhǎng)期困擾牛兒莊礦的煤炭生產(chǎn)接續(xù)緊張的局面,保證了礦井正常生產(chǎn),