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一、概述
从1958年开始该公司开采迄今有四十多年的开采历史,其主要开采煤层有D组和F组两组煤层。经过多年的开采,目前已转入下水平。在开采生产过程中,技术管理难度大,采区的生产能力小。尤其是F组煤层,煤层平均厚度为1.1-1.4米,倾角大约在70°~ 80°之间,其主要的采煤方法为高落结合斜坡的采煤法。为了提高工作面的单产能力和为安全生产提供必要的保证,必须坚持正规循环作业,为此必须保证要有上出口作为前提条件,才能为工作面的生产提供良好的气候条件,同时还可降低工人的劳动强度。我们在实践中探索出了应用沿空送巷来修复上风巷。
二、沿空送巷的实际应用
我们过去认为,沿空送巷只有在倾斜和缓倾斜的煤层中推广应用,同时靠近有采空区侧还必须砌矸石带防止漏风和采空区的矸石窜入巷道内,确保系统的完善。这样,我们对布置工作面的上风巷,就降低水平开掘上风巷,使财力、物力造成很大的浪费。为了解决这一予盾,我司矿井的工程技术人员针对大坑井田F组煤层倾角大(70°~ 80°),煤层薄(1.1~1.4米)等特点,对上区段煤层的运输巷进行了实地考察。认为采空区已被上部顶底板垮落而充填,上区段的回采时间距现在较长,其采空区的顶底板垮落已基本稳定,有利于采用沿空送巷来修复上风巷。
沿空送巷即沿原来煤层的运输巷来修复,作为下区段工作面的总回风之用,兼作行人、运料之用。确保整个矿井的生产系统的完善,同时也改善了矿井的通风系统。因为转入下部水平的生产,矿井的瓦斯涌出量也不断增加,确保每个回采工作面要有独立的回风系统,减少工作面的串联风,为矿井的安全生产起了积极的作用。
根据矿井的实际情况,目前所修复的上风巷,是在急倾斜煤层的运输巷中进行。在修复过程中,为了防止支架顶端的煤炭和老塘矸石大量下窜,确保安全生产,及时用斜撑木撑住支架,提高支架整体的稳定性,并用木板堵塞孔洞来防止串矸。修复的回风巷距上部的总回风巷的垂高为180米,回采时间距现在较长,巷道的顶底板垮落也较为稳定,所修复的上风巷的漏风经测定每平方米面积的漏风量为0.012m3/min,符合《煤矿安全规程》规定,为上风巷的修复起了积极的作用。
在修复过程中,我们拟用了木料梯形支架对其支护,其维修断面同原断面S=4.8 m2,棚距为0.8 m。对于局部的维修地段,其顶板垮落较为严实。此时,我们也相应采取了必要的安全生产措施,如对靠近修复的迎头支架加钉拉条,使现有的支架连为一体,提高了支护的稳定性。同时还保证巷道的后路畅通无阻,保证作业人员能及时撤退安全地段。在修复的迎头进行超前支护,先打穿斜板来控制顶板的垮落,同时并加密支架的棚距。
三、与传统降低水平掘上风巷的比较具有如下特点
过去,我们曾经使用过降低水平来布置下部水平工作面的上风巷(见附图)。这样,同布置一个回采面的上风巷,其长度均为110米,那么就要多掘全岩巷道74米。在实际施工中,其技术管理难度大,掘进工效低,尤其在下山掘进更为突出,准备工期长,具体表现如下:

我矿所开采的煤层属于大坑井田F组煤层,由于煤层较为松软,煤层的倾角大,平均都在70°~ 80°之间,上部水平均为采空区,加上降低水平面的垂高较小,如在掘进过程中,由于如果放炮倒架或其它原因,有可能产生冒顶,使施工难度加大,那么工程的进度和工程质量也难于保证,给安全生产带来威胁。
在工程施工中,降低水平大约垂高在8米左右。由于原来的集中运输巷布置在距煤层较近,多年来的开采,受到采动的影响;以及有时巷道维护不及时,使原来集中运输巷的破坏较为严重,同时巷道的四周围岩也受到不同程度的破坏,产生裂隙。尤其是上部水平的煤柱受到小窑的开采破坏,地面的一些水源也渗透到矿井,使涌水量加大。矿井水沿原集中运输巷的四周裂隙渗透到降低水平开掘上风巷,涌水量平均每小时为6.7 m3/h。因此,在生产过程中,必须加设一套排水设备。提升时还必须需要多安装一部绞车,作业提碴、运料之用。同时,还需安一套通讯联络信号,服务时间为11个月。而沿空送巷则无需这些机电设备,较降低水平掘工作面的上风巷,可节约提升、排水所消耗的电费八千多元。相应也减少机电的维护量,同时也减少了一些不安全隐患。
尤其在回采过程中,使回采工作面的淋水加大,增加工作面的压力。因为煤层较为松软,故煤层对水的渗透能力较强,给工作面的支护维护困难。工人在工作过程中受到淋水,身体的身心健康受到影响。同时,对于我矿F组急倾斜煤层开采所用高落与斜坡相结合的采煤法,在安全生产上受到严重的威胁。
降低水平掘上风巷在施工过程中,受到炮动的影响,及上部为采空区。巷道的压力也渐渐加大,靠近煤层的一侧支架的腿下沉量达40cm,同时有38﹪的支架受到破坏(从见煤施工一个月后,对50m的上风巷进行观察20天)。使巷道的继续掘进无法进行,影响进展,必须立即进行维修补架,增加了巷道的维护量。特别是在后期工作面回采时,支架受破坏更为严重,增加巷道的维护费用(见附表)。

而对已修复的上风巷,其实际的巷道维护量并不大,共修复的110米沿空送巷,经过两个月观察,维修补架仅为9架。这样较降低水平掘上风巷坑木的消耗可节约18 m3,为企业生产产生巨大的经济效益。
在煤炭资源回收方面:对于我们所我们所修复的沿空送巷的上风巷中,实践证明,能够减少煤炭资源的损失。同时也及时回收到上部区段的煤柱。如在410水平F4煤层修复上风巷时,平均每维修一米巷道可回收8吨煤炭。使工作面的回收率可提高到92﹪,而降低水平来开掘工作面的上风巷,减少了回采工作面的长度,使回风巷以上的煤炭资料无法全部回收,工作面的回采率只有为80﹪。
四、总结
在实际应用过程中,沿空送巷可少掘上风巷,可减少掘进工程量和其它的直、间接生产费用。对于以上对比分析,目前沿空送巷来修复上风巷将在我司F组煤层继续推广使用。具有准备时间短,有利于采掘生产接替、巷道的维护量小,有利于煤炭资源的回收,提高煤炭资源的回收率。巷道使用的支护形式为梯形木支架,沿空送巷作为上风巷,其长度短,在实际生产回采过程中,生产周期短,一般为六个月左右。对于支护改革,为积极推广新的支护形式,如拟用可缩卡环式梯形金属支架,有利于回收复用。这样可减少坑木的消耗量,同时也为安全生产提供必要的条件,降低了巷道的维护量,可为企业产生较大的经济效益。
从1958年开始该公司开采迄今有四十多年的开采历史,其主要开采煤层有D组和F组两组煤层。经过多年的开采,目前已转入下水平。在开采生产过程中,技术管理难度大,采区的生产能力小。尤其是F组煤层,煤层平均厚度为1.1-1.4米,倾角大约在70°~ 80°之间,其主要的采煤方法为高落结合斜坡的采煤法。为了提高工作面的单产能力和为安全生产提供必要的保证,必须坚持正规循环作业,为此必须保证要有上出口作为前提条件,才能为工作面的生产提供良好的气候条件,同时还可降低工人的劳动强度。我们在实践中探索出了应用沿空送巷来修复上风巷。
二、沿空送巷的实际应用
我们过去认为,沿空送巷只有在倾斜和缓倾斜的煤层中推广应用,同时靠近有采空区侧还必须砌矸石带防止漏风和采空区的矸石窜入巷道内,确保系统的完善。这样,我们对布置工作面的上风巷,就降低水平开掘上风巷,使财力、物力造成很大的浪费。为了解决这一予盾,我司矿井的工程技术人员针对大坑井田F组煤层倾角大(70°~ 80°),煤层薄(1.1~1.4米)等特点,对上区段煤层的运输巷进行了实地考察。认为采空区已被上部顶底板垮落而充填,上区段的回采时间距现在较长,其采空区的顶底板垮落已基本稳定,有利于采用沿空送巷来修复上风巷。
沿空送巷即沿原来煤层的运输巷来修复,作为下区段工作面的总回风之用,兼作行人、运料之用。确保整个矿井的生产系统的完善,同时也改善了矿井的通风系统。因为转入下部水平的生产,矿井的瓦斯涌出量也不断增加,确保每个回采工作面要有独立的回风系统,减少工作面的串联风,为矿井的安全生产起了积极的作用。
根据矿井的实际情况,目前所修复的上风巷,是在急倾斜煤层的运输巷中进行。在修复过程中,为了防止支架顶端的煤炭和老塘矸石大量下窜,确保安全生产,及时用斜撑木撑住支架,提高支架整体的稳定性,并用木板堵塞孔洞来防止串矸。修复的回风巷距上部的总回风巷的垂高为180米,回采时间距现在较长,巷道的顶底板垮落也较为稳定,所修复的上风巷的漏风经测定每平方米面积的漏风量为0.012m3/min,符合《煤矿安全规程》规定,为上风巷的修复起了积极的作用。
在修复过程中,我们拟用了木料梯形支架对其支护,其维修断面同原断面S=4.8 m2,棚距为0.8 m。对于局部的维修地段,其顶板垮落较为严实。此时,我们也相应采取了必要的安全生产措施,如对靠近修复的迎头支架加钉拉条,使现有的支架连为一体,提高了支护的稳定性。同时还保证巷道的后路畅通无阻,保证作业人员能及时撤退安全地段。在修复的迎头进行超前支护,先打穿斜板来控制顶板的垮落,同时并加密支架的棚距。
三、与传统降低水平掘上风巷的比较具有如下特点
过去,我们曾经使用过降低水平来布置下部水平工作面的上风巷(见附图)。这样,同布置一个回采面的上风巷,其长度均为110米,那么就要多掘全岩巷道74米。在实际施工中,其技术管理难度大,掘进工效低,尤其在下山掘进更为突出,准备工期长,具体表现如下:

我矿所开采的煤层属于大坑井田F组煤层,由于煤层较为松软,煤层的倾角大,平均都在70°~ 80°之间,上部水平均为采空区,加上降低水平面的垂高较小,如在掘进过程中,由于如果放炮倒架或其它原因,有可能产生冒顶,使施工难度加大,那么工程的进度和工程质量也难于保证,给安全生产带来威胁。
在工程施工中,降低水平大约垂高在8米左右。由于原来的集中运输巷布置在距煤层较近,多年来的开采,受到采动的影响;以及有时巷道维护不及时,使原来集中运输巷的破坏较为严重,同时巷道的四周围岩也受到不同程度的破坏,产生裂隙。尤其是上部水平的煤柱受到小窑的开采破坏,地面的一些水源也渗透到矿井,使涌水量加大。矿井水沿原集中运输巷的四周裂隙渗透到降低水平开掘上风巷,涌水量平均每小时为6.7 m3/h。因此,在生产过程中,必须加设一套排水设备。提升时还必须需要多安装一部绞车,作业提碴、运料之用。同时,还需安一套通讯联络信号,服务时间为11个月。而沿空送巷则无需这些机电设备,较降低水平掘工作面的上风巷,可节约提升、排水所消耗的电费八千多元。相应也减少机电的维护量,同时也减少了一些不安全隐患。
尤其在回采过程中,使回采工作面的淋水加大,增加工作面的压力。因为煤层较为松软,故煤层对水的渗透能力较强,给工作面的支护维护困难。工人在工作过程中受到淋水,身体的身心健康受到影响。同时,对于我矿F组急倾斜煤层开采所用高落与斜坡相结合的采煤法,在安全生产上受到严重的威胁。
降低水平掘上风巷在施工过程中,受到炮动的影响,及上部为采空区。巷道的压力也渐渐加大,靠近煤层的一侧支架的腿下沉量达40cm,同时有38﹪的支架受到破坏(从见煤施工一个月后,对50m的上风巷进行观察20天)。使巷道的继续掘进无法进行,影响进展,必须立即进行维修补架,增加了巷道的维护量。特别是在后期工作面回采时,支架受破坏更为严重,增加巷道的维护费用(见附表)。

而对已修复的上风巷,其实际的巷道维护量并不大,共修复的110米沿空送巷,经过两个月观察,维修补架仅为9架。这样较降低水平掘上风巷坑木的消耗可节约18 m3,为企业生产产生巨大的经济效益。
在煤炭资源回收方面:对于我们所我们所修复的沿空送巷的上风巷中,实践证明,能够减少煤炭资源的损失。同时也及时回收到上部区段的煤柱。如在410水平F4煤层修复上风巷时,平均每维修一米巷道可回收8吨煤炭。使工作面的回收率可提高到92﹪,而降低水平来开掘工作面的上风巷,减少了回采工作面的长度,使回风巷以上的煤炭资料无法全部回收,工作面的回采率只有为80﹪。
四、总结
在实际应用过程中,沿空送巷可少掘上风巷,可减少掘进工程量和其它的直、间接生产费用。对于以上对比分析,目前沿空送巷来修复上风巷将在我司F组煤层继续推广使用。具有准备时间短,有利于采掘生产接替、巷道的维护量小,有利于煤炭资源的回收,提高煤炭资源的回收率。巷道使用的支护形式为梯形木支架,沿空送巷作为上风巷,其长度短,在实际生产回采过程中,生产周期短,一般为六个月左右。对于支护改革,为积极推广新的支护形式,如拟用可缩卡环式梯形金属支架,有利于回收复用。这样可减少坑木的消耗量,同时也为安全生产提供必要的条件,降低了巷道的维护量,可为企业产生较大的经济效益。