普采充填工作面充填回采实践

徐长安，郅富标

(河南理工大学高等职业学院 454000)

普采充填工作面充填回采实践

徐长安，郅富标

(河南理工大学高等职业学院 454000)

由于朱村煤矿井下有部分薄煤层储量，用炮采吨煤成本较高，2009年采用高档普采，并与矿业大学合作，用膏体充填处理采空区，使剩下的薄层彻底解放出来，并使矿区环境得到改善，工效提高，延长了矿井服务年限。

薄煤层储量;高档普采;膏体充填

引言

河南煤化集团焦煤公司朱村矿于1958年投产，50年以来，矿井资源逐年减少，05年实施了政策性破产。但井下有部分薄煤层储量，煤层厚0.6～1.4M，由于煤层薄，工作环境较差，如果采用爆破落煤，用工量大，吨煤成本高，且易发生工人的伤亡，为了提高采出率，降低成本，在2009年采用高档普采。54001普采工作面地面位于中站区怡光路以西，西苑社区以北，原北风井以北，地面全为农田，工作面采用膏体充填法管理顶板，对地面设施影响不大。54001工作面煤层赋存较稳定。煤厚在0.6m～1.4m之间，平均煤厚1.25m。煤层正常倾角为0°～5°，平均4°，煤层属简单结构。

为了开采出井下薄煤层，采用了充填开采技术，充填开采技术是在开采过程中将膏体充填材料输送到采空区支护顶板，最大限度地提高村庄下、建筑物下、水体下压煤的资源回收率。基本特征是：地面造浆、充填泵加压、单管道输送、在顶板未垮落前及时充填全部采空区，实现绿色开采。54001区段膏体充填开采的成功实施证明了该技术的可行性，因此决定在对充填开采技术进行改进后对54001工作面采空区全部充填法进行回采，以保证采动后顶板不垮落，确保地面建筑物安全。

1.普采充填工作面设备配置及采煤机进刀方式

1.1 采煤机MG80/200－BW;

1.2 刮板输送机SGB－630/150C;

1.3 单体液压支柱DW16－300/100;

1.4 乳化液泵站XRB2B(A)。

采煤机从工作面槽头斜切进入煤体→开始上行割煤、装煤→移槽(打柱)→采煤机割煤至工作面槽尾→采煤机反刀→推移工作面槽尾→采煤机返回割三角煤→采煤机反刀→开始下行割煤、装煤→移槽(打柱)→采煤机割煤至槽头→采煤机反刀→推移槽头→采煤机返回割三角煤→采煤机反刀→开始上行割煤。即采煤机往返一次进两刀。

2.普采充填工作面概况及采空区处理

2.1 工作面概况

54001 工作面一5煤直接顶板为L5灰岩，因此，一5煤赋存也较稳定，煤厚变化不大，煤层厚度在1.0～1.47m之间，平均煤厚1.3m。工作面一5煤层正常倾角为0～5°平均4°。工作面采用长壁普采充填法采煤，“三八”制作业，包括采煤、充填和凝固三个环节，工作面设计长度为100m，煤层厚度1.2m，每个回采班进尺1.35m，则工作面日产量为539.4t/d。整个工作面产量为17.8万t/a。

2.2 工作面采空区处理

54001 工作面为薄煤层工作面，采用双滚筒采煤机落煤，单体液压支柱支护顶板，由于该矿资源已经枯竭，回采的工作面属于保安煤柱，工作面顶部地面为建筑物，属三下采煤。工作面长为100m，采高为1.0－1.4m，采用普采后，工作面的工作人员比放炮落煤时要大大减少，为保证在回采时地面建筑物不会受到影响，采用膏体充填处理采空区，三八制作业，六班一个循环，每循环进尺5.4m，回采采高1.3米，月正规循环率为95%。充填时，由地面充填站通过管道向井下充填区输送充填料，充填采空区。工作面最大控顶距10.8m，最小控顶距5.4m，充填步距5.4m。

54 区回风下山巷道内充填管路选用Φ180mm×(10+8)mm，长6m的双层金属耐磨管，工作面内与工作面平行的管路布置于工作面充填管子巷内，选用Φ159mm，长3m的无缝钢管。垂直于工作面方向，伸向采空区方向的短管选用Φ159mm、长1.5m的无缝钢管，布料管间距根据充填体流动性和巷道倾角及时调整，暂定为30m;工作面管和布料管通过DN150三通连接，为便于依次充填，三通的直通端和旁通端均设有闸阀。

当充填班开始后，在采空区侧设置充填挡墙，充填挡墙采用铁模板稳设，当工作面高度不足1.0m时，可以使用皮带稳设，为防止浆液从挡墙处溢出，挡墙内侧要敷设编织布，挡墙稳设要牢固。

充填工艺流程监测监控由地面计主控中心控制，由PLC(可编程控制器)对泵送压力、流量、各罐次搅拌料实际配比及系统运行信息采集并实时反馈，控制中心人员为全班候值班，同时保持井上下通信畅通，并有专人负责，充填时要经常观测支柱和挡墙，发现跑浆、漏浆情况，及时处理并向充填站汇报。

54001 工作面充填管路布置方式(见图1所示)。

图1 54001工作面充填管路布置方式

2.3 充填工艺流程

充填准备→检查准备→管道充水→灰浆推水→矸石浆推灰浆→依次充填→灰浆推矸石浆→水推灰浆→压风推水，充填工作结束。

2.4 充采作业循环流程

与工作面采煤循环相匹配，六班一个充采循环。两班采煤，两班充填准备，两班充填。工作面充采循环作业图见图2。

图2 工作面充采循环作业图

A：初始状态：上一次充填结束，工作面为三排柱，最小控顶距为4.5m，新巷侧柱沿倾向布置。排距1.5m，柱距 1.5m，新巷宽 1.5m，人行巷宽 1.5m，充填管子巷宽1.5m。

B：采煤班采第一刀煤结束后：采煤进尺0.75m，工作面为四排柱(新设排支柱为临时支柱，柱距3m)，工作面控顶距为5.25m。作业工序：采煤→推槽→打柱。

C：采煤班采第二刀煤结束后：采煤进尺0.75m，累计采煤进尺1.5m，工作面为四排柱，控顶距为6.0m。作业工序：采煤→推槽→打柱(挨槽边打正式柱，取临时柱)。

D：采煤班采第三刀煤结束后：采煤进尺0.75m，累计采煤进尺2.25m，工作面为五排柱(新设排支柱为临时支柱，柱距3m)，控顶距为6.75m。作业工序：采煤→推槽→打柱。

E：采煤班采第四刀煤结束后：采煤进尺0.75m，累计采煤进尺3.0m，工作面为五排柱，控顶距为7.5m。作业工序：采煤→推槽→打柱。

F：采煤班采第五刀煤结束后：采煤进尺0.75m，累计采煤进尺3.75m，工作面为六排柱，控顶距为8.25m。作业工序：采煤→推槽→打临时柱。

G：采煤班采第六刀煤结束后：采煤进尺0.75m，累计采煤进尺4.5m，工作面为六排柱，控顶距为9.0m。作业工序：采煤→推槽→打柱。

第三班、第四班：移充填管、稳设模板(充填准备)。

第五班、第六班：充填、检修。

工作面达到最大控顶距9.0m后，开始移工作面充填管，回撤稳设模板支柱，回撤模板，稳设模板，回撤待充填区支柱，连接充填管和布料管，由下向上依次充填，充填完毕恢复至初始状态，开始下一次充采循环。

3.结论

1.原来采用爆破落煤，用直接垮落法控制顶板，造成用工量大，吨煤成本高，工伤较多且地面受采动的影响较大，造成地面下陷，良田无法耕种，地面建筑物受影响较大。

2.采用高档普采之后，吨煤成本降低，工作面人员数量下降，工效提高。

3.采用膏体充填处理采空区，使地面建筑物受影响很小，且使地面矸石大量被消耗掉，解放出大量耕地，矿区环境得到改善。

4.采用膏体充填法处理采空区，充采循环作业，当充填时，工作面处于检修时段，产能受到影响，但该矿为资源枯竭矿井，回采出三下压煤，井下保护煤柱彻底得到回采，提高了回采率，延长了矿井服务年限，改善了职工收入。

［1］解飞翔.膏体充填特点及其现状分析［J］.科学实践.2005.3

［2］觅迭袍.矸石井下处置绿色开采技术［J］.煤矿开采.2008.12

［3］周建保.太平煤矿膏体绿色充填开采技术实践［J］.山东煤炭科技.2009.3

The Practice of Stoping－and－ Filling in the General M achine M ining Filling Coal Face

XU Chang－an，ZHIFu－biao

(Higher Vocational College of Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China)

There are some thin seam reserves in coal mine of Zhu Village.with the high cost of blasting mining tons of coal，in 2009，high－grade general machine mining was adopted，and cooperated with the Mining University，dealing with mined-out area with paste filling，so the rest of the thin seams were totally liberated out，and improve the environment，improve efficiency，and extend the service life of the coal mine.

thin seam reserves;high－grade general machine mining;paste filling

TD823.98 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A

1671－3974(2012)01－0049－03

2011－10－25

徐长安(1966－)，男，大学，河南理工大学高等职业学院。主要从事煤矿井下供电、矿山自动化的教学及研究。