沿空留巷技术在62509采区中的应用

任振宇

摘 要:介绍了杜儿坪矿62509采区的概况,阐述了沿空留巷顶板支护“Y”型通风在高瓦斯矿井应用的优越性。详细的指出了沿空留巷技术的具体方案,通过经济及社会效益分析,彰显了该技术的优点。该技术在本采区的成功应用,为在其他高瓦斯采区的应用提供了参考,具有较好的推广前景。

关键词:沿空留巷支护技术“Y”型通风系统

中图分类号:TD63 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0060-01

杜儿坪矿62509采区属高瓦斯,受季节变化影响,工作面上隅角瓦斯浓度经常处于临界值,很大程度影响安全生产。为更加有效地控制工作面回风流中的瓦斯浓度,确保回采过程中瓦斯不超限,决定采用沿空巷以沿空巷为采场回风巷的“Y”型通风系统,以保证风流畅通,有效控制工作面上隅角瓦斯浓度,消除了安全生产中的一个大隐患[1]。该矿2#、3#、8#煤层是该矿主采煤层,由于瓦斯涌出量不稳定,经常出现瓦斯超限的现象,给安全生产带来很大影响,也加重了生产队组在生产过程中的压力,造成很大的隐患。沿空留巷的成功实施,解决了这一难题,显示了良好的推广前景。

1 通风方式的选择

采场通风系统是矿井通风系统的子系统。采场是井下的作业点,又是井下人员设备最集中的地点,采场通风系统的好坏对矿井安全生产有直接影响[2]。工作面的通风方式有“W” 型、“Y”型、“H”型等六种基本的通风方式,每种种通风方式都有自己的特点及应用优点[3-5],结合具体情况本采区选用“Y”型通风方式。该通风系统的优点是,可根据采场瓦斯源位置的不同,合理调节各顺槽的风量比例,甚至变更风流方向。一般来说,主进风主要是用来稀释煤壁瓦斯和采落煤块瓦斯;辅助进风主要是用来稀释临近层涌入采空区后向沿空巷泄漏的瓦斯[1]。“Y”型通风系统可以有效地解决上隅角瓦斯超限问题,对于高瓦斯近距离邻近层回采工作面,此通风方法是较有效的方法。

2 采区概况

62509采区北邻北五后部回风巷,东邻62507采区(已采),西邻62511采区(已掘),南邻北五右翼皮带巷。盖山厚度441～650m,平均厚度545m。走向长度1625m,倾斜长度

210m,煤层总厚1.50～2.70m,平均厚度2.05m,储量88万吨,直接顶为2.81m的砂质页岩、粉砂岩,老顶为11.26m的中砂岩,工作面整体为单斜构造。设计停采线处为一背斜构造,轴向北东,两翼倾角5度。工作面未揭露断层,但陷落柱附近可能有落差1.0m左右的正断层,会对回采产生一定影响。工作面掘进陷落柱两个,陷落柱附近顶板破碎,压力较大,对回采影响极大。顶板裂隙节理发育,主节理方向为北东向,易发生片帮。

3 技术方案

3.1 施工方式及顶板管理

(1)用φ≥200mm的三根七尺圆木在切顶线上距煤帮1200mm处成“品”字形打设一组堆柱,柱距2000mm,然后随回采推进堆柱甩入落山。

(2)提前在横川口内侧打第一个木垛,木垛外侧距正巷不采帮1000mm,防止推进过程中顶板下沉。

(3)当推进到距横川口4m时,逐步使用点柱替代切顶柱并推进三个循环,间距为600mm,排距为800mm,为打设第二个木垛做前提准备。

(4)在打设好第二个木垛后,继续打设切顶点柱一排,为打设第三个木垛做好准备。

3.2 劳动组织

(1)各班工长负责沿空留巷工作的具体执行和材料的准备。

(2)各班验收员负责协调,并对工程质量进行验收,不合格的工程坚决返工。

3.3 安全技术措施:

(1)沿施工期间,正巷的顶锚、帮锚、帮网不回收,以保证留巷支护强度,减少片帮。

(2)所有人员作业前必须严格进行敲帮问顶,处理掉所有浮岩活石。并在作业地点打设一根信号点柱,发现顶板有异常时必须将人员撤离,确认安全无任何隐患时方可继续作业。

(3)打设堆柱前必须由瓦检员查作业点瓦斯浓度,当瓦斯浓度低于0.8%时方可作业。

(4)作业时必须先观察好退路,必须保证退路畅通无阻,并由专人负责巡视顶板、煤帮情况,发现有异常时必须立即撤出人员,停止工作,处理后方可继续作业。

(5)如发现采空区压力显现,顶板破碎时,必须缩小留巷内堆柱、切顶支柱的间距保证沿空留巷不因漏冒顶而塌死。

(6)圆木点柱、堆柱、包角柱及木垛要穿鞋戴帽,打设必须接顶接底,底部必须掏至硬底,顶部必须用木楔背牢。

(7)作业使用的工具必须是铜质工具,严禁使用其他金属工具,防止出现火花。

(8)留巷作业期间任何人不得从事生产活动及操作工作面任何机械设备,以防顶板因震动掉矸伤人。

(9)正巷的浮煤必须班班清理干净,严禁将浮煤甩入沿空留巷内,防止自燃。

(10)各班由专人负责观测顶板周期来压规律,为打设堆柱提供技术指导。

4 效益分析

沿空留巷技术在本采区的应用后,不但达到了预期控制瓦斯浓度改善工作面环境的目标而且取得了一定的经济效益,如下:

(1)每月投工276个,使用φ=200mm的圆木(2.6m的350根,2.0m的100根),累计使用木料50m3,预计工程结束需要木料500m3,投工2700个;较之以往的技术方案比较,节省了大量的人力、物力、财力;

(2)有效控制了工作面瓦斯浓度,大大改善了井下职工的工作环境,为安全生产提供保障,具有不可估量的社会价值。

5 结语

(1)使用堆柱、点柱交错支护顶板,有效控制顶板下沉量的同时,也节省了支护材料;

(2)当推进到距横川口4m时,逐步使用三排密集点柱替代切顶柱,作为切顶支护,为搭设木垛创造安全环境,同时避免了进采空区作业,安全系数大大提高;

(3)使用三个木垛支护横川口三角地带,有效控制顶板,防止因顶板冒落而造成通风不畅,引起瓦斯积聚;

(4)由于该矿属于高瓦斯矿井,瓦斯治理非常重要。62509采区沿空留巷工程的顺利进展,为综采工作面瓦斯管理提供了一个参考性实例,具有良好的推广前景。

参考文献

[1] 黄伯轩.采场通风与防火[M].北京:煤炭工业出版社,1992:119～120.

[2] 任德惠,丁焜.高沼气易燃煤层无煤柱开采[M].北京:煤炭工业出版社,1991:81～95.

[3] 孙斌.采场U型通风系统煤炭自燃情况的浅析[J].煤炭技术,2003,22(7):58～59.

[4] 王鹏军,李晋生,马晋民.网格型和“H”型通风系统在高瓦斯矿井中的应用[J].山西煤炭,2009,29(4):45～47.

[5] 徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009:84～85.