柏永長
(黑龍江,七臺(tái)河,154600)
淺談特厚易燃煤層水平布置巷道無煤柱開采技術(shù)
柏永長
(黑龍江,七臺(tái)河,154600)
1983年首先在—50北18層采區(qū)提出水平布置巷道無煤柱開采,主要技術(shù)依據(jù)有以下四點(diǎn):
1、受上分段巷道布置的影響。上分段(+15水平18層)采區(qū)巷道布置:上頭留設(shè)梯形煤柱,回風(fēng)道為鉛垂布置。下頭溜子道為水平布置,總機(jī)道高2m。很大程度上決定了本分段上頭回風(fēng)道也必須是水平布置,如留設(shè)梯形煤柱,回風(fēng)道用鉛垂布置時(shí),階段煤柱損失量大,達(dá)72萬t,18下層最后一個(gè)分層階段煤柱斜長達(dá)56m,在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上極不合理。18層分上,下層分別留設(shè)梯形煤柱,鉛垂布置回風(fēng)道,階段煤柱損失量也很大,18下層最后一個(gè)分層階段煤柱斜長也達(dá)36m,并對采區(qū)開采防火不利。如果采用水平布置回風(fēng)道,留設(shè)水平煤柱,對采區(qū)開采防火也極不利,當(dāng)開采到18下層時(shí),18上層的水平階段煤柱將全部冒落破壞,在采空區(qū)內(nèi)工作面上中部的上方形成煤炭大堆積,這是自燃發(fā)火的極大隱患,而且一旦發(fā)火又難以消滅。因火源點(diǎn)在已采區(qū)的上部層位,在采空區(qū)的浮巖中,泥漿很難灌到火點(diǎn)處。因此,回風(fēng)道留設(shè)梯形或水平煤柱的布置方式,都是不可取的,針對丟煤多,防火難的兩個(gè)致命點(diǎn),提出水平布置巷道無煤柱開采。
2、上分段開采及防火灌漿情況。上分段+15北18層采區(qū),走向550m,開采11個(gè)分層,開采時(shí)間長達(dá)5a,采區(qū)開采結(jié)束時(shí),沒殘留高溫發(fā)火隱患點(diǎn),并做了徹底封閉。全區(qū)總灌漿量達(dá)3.45萬立方來,18下層平均灌漿系數(shù)為3.2%。因煤層傾角在35度左右,泥漿分布比較均勻,尤其是在開采中增加采空區(qū)灌漿量,在灌漿工藝上采取很多技術(shù)措施,極大地加強(qiáng)了工作面下半部溜子道處的灌漿量,因此,為下分段回風(fēng)道沿空掘進(jìn)提供了安全可靠的技術(shù)條件,并能最大限度地減少百米巷道漏風(fēng)率,也為采區(qū)防火創(chuàng)造了有利條件,這是提出無煤柱的主要依據(jù)。
3、頂板巖性及煤層地質(zhì)條件好。18層頂板有1m左右砂巖偽頂,直接頂為細(xì)砂巖,桉頂板分類屬于?類2級,易冒落易壓實(shí)。通過上分段開采防火灌漿的實(shí)踐,已充分證明頂板冒落得比較嚴(yán)實(shí),因煤層傾角在 35度左右,冒落的巖石必然下滑,靠近溜子道處的采空區(qū)基本上被冒落巖石充填嚴(yán)實(shí),加之采區(qū)灌漿好,漿量大,分布均勻基本上形成了隔絕帶。對無媒柱開采沿空送巷和采區(qū)開采防火工作極為有利。
煤層地質(zhì)條件好,煤層穩(wěn)定,構(gòu)造簡單,能夠最大限度地減少煤炭損失,杜絕浮煤堆積。煤層傾角較大,采用水平布置回風(fēng)道,其巷間煤柱可以在掘進(jìn)時(shí)或開采中全部采出,減少了自然發(fā)火的可能性。
4、開采技術(shù)進(jìn)步是無煤柱開采的有力保障。無煤柱開采成功與否,取決于對煤層自然發(fā)火的控制。影響煤層自然發(fā)火的因素有3個(gè):①有易燃的浮煤堆積;②有向采空區(qū)漏風(fēng)供氧條件;③有聚熱氧化過程的條件和充足時(shí)間。由于開采技術(shù)進(jìn)步,可以做到?采得凈,采得快,灌得好?,基本上控制了煤層自然發(fā)火的3個(gè)條件。同時(shí)加強(qiáng)?兩道?放頂管理,小石門采后及時(shí)封閉,再采取均壓通風(fēng)措施,可以最大限度減少向采空區(qū)漏風(fēng)供氧。所以,開采技術(shù)的進(jìn)步基本上可以控制煤層自燃的3個(gè)影響因素。
1、提高采區(qū)回采率,降低巖巷掘進(jìn)率。根據(jù)有階段煤柱回風(fēng)道的三種布置形式,計(jì)算兩上采區(qū)三種形式的階段煤柱損失量:①整層留設(shè)梯形煤柱損失為72萬t;②分層留設(shè)梯形煤柱損失量為42萬t;③留設(shè)水平階段煤柱損失量為 28萬 t。三種布置形式階段煤柱平均斜長分別為29m,20m,14m,各占階段斜長(不留煤柱的工作面長)的24.3%,16.7%,11.4%左右。因此,三種不同布置形式采區(qū)回采率可分別提高24.3%,16.7%,11.4%左右。
由于提高采區(qū)回采率,降低巖巷掘進(jìn)率,有利于加快礦井生產(chǎn)準(zhǔn)備,緩和礦井采掘接續(xù),促進(jìn)煤炭生產(chǎn)長期穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。
2、簡化生產(chǎn)環(huán)節(jié),采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)簡單。采區(qū)巷道采用水平布置方式:上頭各分層回風(fēng)道與采區(qū)回風(fēng)小石門,總回風(fēng)道都在同一水平上,下頭各分層溜子道在同—水平上,并比采區(qū)機(jī)道小石門,總機(jī)軌道高出一個(gè)巷道高度侑利于下分段回風(fēng)道布置),因此,不必打上、下兩道反上,取消了流煤眼和運(yùn)料小絞車,簡化出煤,運(yùn)輸系統(tǒng),也便于行人、通風(fēng),機(jī)電設(shè)備搬運(yùn)等。
對掘送下頭各分層機(jī)道的施工技術(shù)要求:(1)保持施工方向相同,坡度—致,使各分層機(jī)道都處在同一截面上,有利于手段回風(fēng)道沿空掘進(jìn)施工。
大陸礦開采防火工作的主要技術(shù)手段是黃土灌漿。黃泥灌漿入井下采空區(qū)后,能粘結(jié)在浮煤表面,使煤粒表面與空氣隔絕,防止煤粒的氧化,并能充實(shí)冒落巖石空隙,能起到冷卻降溫作用。加強(qiáng)灌漿的技術(shù)管理,首先要切實(shí)抓好對特殊點(diǎn)的防火灌漿。所謂特殊點(diǎn)就是易發(fā)火的隱患處,?兩線?尤其是停止線,連接入,回風(fēng)側(cè),通風(fēng)負(fù)壓差較大,冒落不嚴(yán),極易漏風(fēng),采取充砂措施,將工作面下半部充嚴(yán),杜絕向采空區(qū)漏風(fēng)供氧。切割線采用加大灌漿量的辦法,最里部的鉆孔必須打在切割線的上頭,加大切割線的灌漿量,采過后及時(shí)封閉。提高采區(qū)的受漿量,保證灌漿數(shù)量和質(zhì)量,采區(qū)灌漿系數(shù)不準(zhǔn)小于3%,泥漿分布均勻,消滅漏灌區(qū)和空白帶,保證水平無煤柱開采。
通過新立礦+15北18層、-125南18層兩個(gè)采區(qū)合計(jì)開采8年多的實(shí)踐,充分說明在低沼氣礦井,特厚易燃傾斜煤層,在煤層地質(zhì)條件,采區(qū)開采技術(shù)條件適宜的情況下,切實(shí)地加強(qiáng)采區(qū)開采防火灌漿工作,采用水平布置巷道無煤柱開采技術(shù)是可行的,可以做到安全開采。
TU185
A
1674-3954(2011)02-0147-01