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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习艾友矿641工5 作面小煤柱开采综合技术的应用吕国臣 卜照龙 徐相柱 张文秀阜新矿业集团公司，辽宁阜新123000欢迎下载精品学习资源摘 要通过对艾友矿 6415工作面小煤柱开采实行的综合技术措施，解决了区段小煤柱易发火、回风流瓦斯超限的问题，证明白区段间留设小煤柱的采面巷道布置设计方案的合理性，为今后的采掘生产技术供应了借鉴；关键词巷道布置小煤柱开采综合技术前 言艾友矿经过技术改造，生产才能得到大幅度提高，使得储量并不丰富的矿井变得资源快速枯竭；因此，提高煤炭回采率，搞好大、中、小接续，煤层薄厚合理搭配，成为确保
2、矿井连续稳固生产的重要工作；为此，对6415 工作面从方案、设计、预备到生产治理全过程进行了科学技术论证并确定了施工方案，通过工程实践证明，取得了特殊中意的成效，为今后的采掘布局和生产治理奠定了基础；1 工作面简况（ 1） 6415 工作面位置该面位于 106 区中部，上部为已开采的6414 面，下部为未预备的6416 面，北部为 F18断层，南部为工业广场爱惜煤柱；（ 2）煤层情形回采 4-1煤层，煤层厚度2.6m；煤层伪顶为深灰色泥岩，松散易破裂，最大厚度为1.5m，向南变薄尖灭；直接顶为中砂岩和粉砂岩，中间夹有泥岩，厚度815m；老顶以泥岩和粉砂岩为主；底板为灰白色细砂岩，北部局部为灰色
3、泥岩，厚度0.34 1.5m，再往下为煤层；（ 3）工作面条件工作面长 200m，回采走向长 1100m，煤量 0.62Mt ；2 工作面设计2.1 设计的原就因 6415 工作面的上部为已采区，依据矿山压力显现特点，躲开应力集中上升区，将回风顺槽布置在免压区内；依据综采安装、回采、撤除及通风需要，合理选择巷道形状和断面尺寸；依据煤层和顶底板岩性、矿压特点及支护理论，合理选择巷道支护形式、支护参数及布置层位；2.2 巷道布置工作面上下顺槽皆布置在4 煤层中，沿 4 层煤顶板下返中高掘进，并且上下顺槽与上下采空区之间留设5m小煤柱，布置在免压区内； 工作面上下顺槽及开切眼巷道设计为矩形，上顺槽中
4、高3.0m 、宽 3.4m；下顺槽中高 3.0m、宽 4.3m；开切眼中高3.0m、宽度 6.0m； 巷道皆接受锚、带、网+锚索联合支护，上下顺槽靠采空区侧喷射混凝土；混凝土配比为水泥河砂石子=121.5 ，速凝剂掺量为水泥量的4%；6415 工作面巷道布置如图1 所示；上顺槽支护设计如图2 所示；图 1 6415 工作面巷道布置图欢迎下载精品学习资源图 2 上顺槽支护设计断面示意图3 掘进施工3.1 施工次序依据工序简洁、施工速度快、劳动效率高、安全质量牢靠原就，合理进行支配；第一施工上下顺槽的材料道及其它帮忙道，然后再施工上下顺槽及开切眼；3.2 施工技术要求掘进时，接受激光指向，按中心方
5、向，沿顶板下返中高施工；循环进尺为1.6m，准时支护，最大控顶距2.2m，最小控顶距0.6m ；按要求安设锚杆、锚索及铺设金属网；顶板用直径20mm、长 2000mm的螺纹钢锚杆，间排距为 800 800（ mm）；两帮用直径20mm、长 1.6m 的螺纹钢锚杆，间排距800 800（mm）； 网为 10 铁丝编制的菱形金属网；锚索为直径15.3mm、长 8000mm的钢绞线，间距 3.2m；为防止小煤柱漏风，靠小煤柱侧距工作面迎头不大于30m 处喷射混凝土，喷厚100mm；巷道每隔 100m安设一组顶板离层指示仪，对巷道支护状况进行监测（拉门口及地质构造带另加设）；由技术科专责和队技术主管负
6、责，进行观测、记录，依据顶板离层情形， 准时制订措施，加强和修改支护，确保巷道支护安全牢靠；如在顶板集中应力显现地段， 将锚索间距改为1.6m；两排锚杆之间补设木托盘锚杆进行点支护，阻挡顶板离层和破裂顶板脱落；3.3 劳动组织接受三八作业制，尽可能做到各工种平行作业；在能保证安全操作的前提下，打眼与出矸平行作业，放炮后将矸石扒出距工作面5m 以外，然后将扒矸滑轮挂在5m 外连续扒矸，在安全区域内打眼；矸石出净后，安设锚杆可与安设溜子、皮带、扒斗机、后部的喷混凝土等工序平行作业，从而提高掘进速度；3.4 施工成效由于打眼、装药、放炮、出矸、安设锚杆、喷射混凝土、检修设备等工序合理调配，施工速度及
7、质量都制造了新纪录，月单进240m 以上，多次超过300m，工程质量达到一级水平，确保了采掘接续；4 回采技术4.1 上、下三角区特殊支护#6415 工作面无故头支架，在距1 支架 200mm处，安设一架长6m 的“”型钢棚加强支护，一梁 4 柱；下端头下帮处，安设一组两架长2.5m 的“”型钢棚，排距1100mm，距下帮 500mm；上端头接受两组四架长4.5m 的“”型钢棚进行支护，配DZ3.0m 单体支柱，一梁四柱，柱距1000mm，排距500mm，距上帮500mm，距液压支架1000mm，错距600mm，步距 1200mm，迈步前移；4.2 两顺槽超前支护回采期间，上、下顺槽超前距离定
8、为40m，支护接受直径200mm、长 4000mm 的圆松木、 2.5m 的“”型钢棚、 DZ3.0 单体支柱进行支护，棚距800mm，“”型钢棚一梁三 柱，柱距 1000mm；为加强破裂机、转载机头处支护强度，在此两处各安设一组两架长6m的“”型钢棚加强支护，一梁四柱，排距200mm，错距 600mm，步距 1200mm，迈步前 移，距破裂机、转载机各200mm；4.3 回采过程中矿压观测该面上侧为采空区，因接受留小煤柱护巷，使开采条件复杂了许多；为此，对采面及欢迎下载精品学习资源巷道的矿压显现进行监测，从而探究围岩矿压显现规律，总结顶板治理体会，准时修改和补充开采安全技术措施；4.4 作业
9、方式接受“双十一四”制，即两采一预备，两个小班生产各10h，一个班检修4h；生产接受滚动轮换班次，劳动组织实行专业班组，固定专人，多工种平行作业；由此实现了工作面回采的快速推动和高产高效，并制造了历史最高水平，最高月产达到1.6 万 t ；5“一通三防”技术为了保证开采顺当，杜绝事故发生，分掘进预备期、采面安装期、回采期、设备撤除期四个时期进行科学治理；依据四个时期的不同工作特点，对风量治理、瓦斯防治、防灭火治理、防尘治理、作业场所降温、瓦斯监测等几方面制定了专项综合治理措施，使该面安全生产得以保证；（ 1）风量支配依据采场在不同时期、各个不同地点瓦斯涌出量变化情形，确定和调整风量，对风门等设
10、施严格治理，上下出口及两顺槽保证有足够的通风断面，确保通风系统牢靠、风流稳固；（ 2）均压通风为防止上下顺槽与采空区之间压差大、漏风而造成发火，接受局部通风机通风的方式进行均压通风；上顺槽布置两台28kW局部通风机和两排风筒，风筒口到达采面上隅角，回风道设一道增阻门，从而起到均压和稀释瓦斯浓度的作用；下顺槽布置一台55kW局部通风机和一排风筒，风筒接到距工作面150m处，对下顺槽进行均压通风；（ 3）瓦斯抽放 开采前先进行预抽； 对采面高位瓦斯道进行抽放； 对 6414 面采空区进行抽放，以防止采空区内压大，瓦斯突然涌入工作面和顺槽，造成回风流瓦斯浓度超限； 利用抽出式风机配骨架风筒，对上隅角
11、进行抽放，以降低其瓦斯浓度；（ 4）消防火治理掘进时，对上下顺槽小煤柱喷射混凝土封闭围岩，且每m 一个按三花眼布置白泥孔， 压注白泥封闭裂隙；为了及早发觉上下顺槽小煤柱发火迹象，利用热敏电阻对上下顺槽小煤柱进行监控，每20m 设置一个测温点，每7 天进行一次测试；发觉反常现象马上实行喷射混凝土、压注白泥等措施进行处理；（ 5）上隅角瓦斯治理 在上下隅角砌丝袋墙，墙厚1.0m，每隔 5m 砌筑一道；下隅角不冒落时可不砌丝袋墙，但必需用丝袋装矸石或黄土封堵间隙，以此保证严密，削减漏风； 假如上下三角悬顶距离长，需强制放顶时，实行专项措施进行处理； 上隅角瓦斯用设风幛方法处理时，将风幛吊挂在机尾上部
12、支架上，随支架一起移动，风幛迎风面积依据上隅角瓦斯情形准时调整；（ 6）瓦斯监测 用 KJ4 系统对采面和上下顺槽进行监测，其数据直接输送到地面把握室，以便准时把握和处理瓦斯问题； 瓦斯传感器的设置要求与参数：T1：回风顺槽距工作面10m，报警值 1，断电值1.5 ，断电范畴是工作面及回风巷内全部非本质安全型电器设备；T2：回风顺槽门口以里 10 15m，报警值 1，断电值 1，断电范畴是工作面及回风巷内全部非本质安全型电器设备； T3：下顺槽入风流距工作面50m，报警值 0.5 ，断电值 1，断电范畴欢迎下载精品学习资源是工作面及回风巷内全部非本质安全型电器设备；T4：工作面距回风顺槽6m
13、的支架尾梁处，报警值 1 ，断电值 1，断电范畴是工作面及回风巷内全部非本质安全型电器设备；瓦斯传感器应垂直悬挂在巷道的支护安全牢靠处，防止冒顶极其它机械损耗，同时要求气室距顶板不小于300mm，距巷道侧壁不小于200mm；7 作业场所降温为明白决采面温度高的问题，在-600水平井底车场邻近安设一套制冷设备；制冷设备由一台 LSLG 螺杆冷水机组、两台组合式空调机组、两台KQL-150/315-30/4立式单级离心3泵、两台 IS200-150-40单级离心泵组成，空气制冷量2000m/min ，入风口与出风口风流温度降低 8；（ 8）综合防尘 在掘进和生产期间对煤层进行注水，每15m 布置一
14、个注水孔；注水孔深为运输顺槽100m、回风顺槽 40m；接受高压注水，对煤体进行压裂，起到潮湿煤体的作用； 运输顺槽、回风顺槽设直径51.6mm 管路，每隔 50m设一个分歧，每天对巷道消尘一次； 在运输、回风顺槽距工作面200m处设置隔爆水棚两组，喷水量2400L/60 个； 转载点设置喷雾装置； 运输顺槽距工作面50m，设净化水幕一组；回风顺槽距工作面50m，设净化水幕两组； 隔爆水棚与净化水幕随着开采进度按规定准时移设； 工作面支架间设喷雾装置，每5 架一组，共设24 组；6 技术经济成效分析6.1 技术成果在 106 区顶板瓦斯道设计上，选取了14m、17m、21m 三个不同的高差，对
15、比抽放成效，确定 21m 时抽放成效最好，从而解决了回风顺槽瓦斯超限问题，为今后安全生产供应了有力的技术保证；解决了小煤柱防火和采空区瓦斯渗透问题；由于留设小煤柱，回风顺槽布置在了免压区，从而解决了回风顺槽压力集中的问题；由于留设小煤柱，每个工作面平均多回采煤炭85kt ；6.2 安全状况在回采 6413、6414、6415 工作面过程中，没有显现过瓦斯超限现象，回风瓦斯含量大多在 0.5 0.65%之间；西巷和采空区未发生煤炭自燃发火现象，整个开采过程中，没有发生瓦斯或发火隐患；6.3 经济效益106 区 6415工作面留设小煤柱可获得煤量80kt ，扣除消防火费用、顶板瓦斯道费用241.5
16、万元，取得521.0万元的直接经济效益；106 区 11 个工作面开采完后，将获得5721.1 万元的直接经济效益；7 结论依据开采后情形看，从设计到生产全过程是科学合理的，对今后的采掘生产具有很大的借鉴作用： 区段间留设小煤柱的采面巷道布置设计方案是成功的，填补了过去在高地压、高瓦斯条件下小煤柱开采的空白，并提高了采区回采率，延长了矿井服务年限； 综合治理瓦斯的措施是健全的，解决了区段小煤柱易发火、因开采强度大而瓦斯涌出量大造成回风流瓦斯超限的问题，确保了顺当回采；欢迎下载精品学习资源 合理的工作面设计、生产设备、生产技术治理，为掘进和回采工作制造了条件，因而在该面制造历史最高单产纪录和单进
17、纪录；但是，在设计、生产过程中仍存在着一些不足，有待于在今后生产工作中改进： 小煤柱位移量大，巷道断面设计要考虑断面收缩率，以免回采过程中开帮拉底量过大； 制冷设备效率低，不能充分利用，要争论采掘面的制冷措施，以改善高温地区的作业条件；第一作者简介 吕国臣 男， 1954年产生，辽宁省阜新人，1980年毕业于阜新矿业学院；现任阜新矿业（集团）公司生产处主任工程师，高级工程师；（收稿日期： 2021-04-21 ；责任编辑：陈桂娥）版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, includi
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