急倾斜煤层长壁回采工作面窜矸防治措施

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+ ,+工） " 平均工效（
（ + - + 万 ,） # 坑木消耗量
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密集组合防止窜矸措施
（ + ./+万 ,） $ 炸药消耗量 （ + 发 + 万 ,） % 雷管消耗量 （ + 根 + 月） & 支柱使用根数 （ ） + 元 +, ’ 支柱资金占用费 （ + 根 + 月） ( 支柱丢失根数 （ ） ) 支柱丢失费 + 元 +, （ ） !* 吨煤工资 + 元 +, ） !! 吨煤直接费（ + 元 +,
图!
开槽卧底防治窜矸示意图
秦文贵/ .责任编辑： %0 ・
（ ! ）为了防止回风巷在支架回撤后， 垮落的 岩 石窜入工作面内造成事故，切顶密集靠拢回风巷底 板帮， 支架回撤滞后于密集支柱 ! )。 （ % ）放炮卧底造粗。卧底炮眼在回柱放顶前打 好， 并将其装药放炮， 每循环进行一次。卧底炮沿着 走向布置在碎碴密集的上方，距离碎碴 !(!+, )， 炮 眼间距为 "+’ )， 每段 % 个炮眼， 见图 ! 。卧底的主要 作用： 一是提供充足的碎碴来源， 二是让光滑的底板 形成一条沟槽， 增加底板的粗糙度， 在大块岩石下窜 时， 可以减缓其速度， 降低其对拦挡碎碴的冲击力， 进一步提高密集防止窜矸的可靠性。
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窜矸事故的发生， 一直危害着煤矿的生产安全，
制约着高效率、 低成本采煤方法的广泛使用。 该矿山 经过一系列的试验研究， 找到了一些简单易行、 经济 合理的防治措施， 使得在急倾斜煤层条件下， 应用长 壁采煤法的采煤工作面生产既安全， 效率又高。 经两 年多的现场应用，至今未发生一起因窜矸而造成的 安全事故， 效果很好。 在工作面操作的工人再也不用 担心窜矸事故的发生，死伤事故大大减少，人心稳 定， 社会效应显著。当然， 矿山为了防治窜矸等企业 安全事故的发生， 除了采用新技术、 新措施、 新工艺 等外， 生产管理方面也很重要， 严格的生产管理也是 安全生产的保证。
采矿工程、矿井灾害防治和滑坡灾害治理技术的研究与教学 工作。
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矿业安全与环保
第 !$ 卷第 % 期
（ *）工作面下出口留设 % )-, ) 的煤墩。这样 不仅可以防止采空区的岩石窜入运输机巷道，冲坏 设备， 伤及操作人员， 造成人身伤亡事故； 而且可以 防止放炮落煤后， 煤块直接坠入运输机巷道， 压死刮 板输送机及堵塞进风风路。
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以往煤层倾角在 ."0以上时， 均是采用正台阶采 煤法和俯伪斜分段密集采煤法。但常常因采空区大 面积冒落下滑或支柱失稳， 发生窜矸事故， 分段密集 被摧垮， 回采工作面被堵塞， 生产被迫停止等。 因而， 矿井产量低、 成本高、 安全性差。 所以， 在对该煤层的 回采条件和开采技术手段等进行了综合分析研究 后， 决定取一块段进行走向长壁采煤法开采试验。 同 时，分析研究认为窜矸是制约该方法有效使用的关 键， 所以在试验采煤方法的基础上， 认真研究， 制定 了一些专门防治窜矸、 保证生产安全的技术措施， 并 一起进行试验。
4达竹煤电集团公司铁山南煤矿四川达州4重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆由于底板平整光滑冒落的岩石很容易沿着底板下滑发生窜矸冲击采场工人和机械设备采场支柱以至造成安全事故
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矿业安全与环保
第 !$ 卷第 % 期
急 倾斜 壁回 回采 采工 工作 作面 面窜 矸防 急倾 斜煤 煤层 层长 长壁 窜矸 防治 治措 措施 施
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该试验块段回采工作面是采用走向长壁采煤
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法， 后退式回采。回采方式为两采一准， 昼夜一个循 环， 推进 !4" 5。 采用放炮落煤， 顶板管理为倾斜密集 切顶， 全部陷落法； 支护材料为 789+-*("" 型金属 摩擦支柱， 柱帽为 !"" 55:$" 55:%" 55 的木柱帽； 基 本 支 柱 按 矩 形 布 置 排 列 ， 间 距 和 排 距 均 为 * 5。 回柱方式为 “ %・ /”排回柱，最大控顶距为 .4/ 5， 最小控顶距为 !4/ 5； 上出口不留煤墩， 下出口留有 回采工作面内运输为自溜， 运输巷 % 5:/ 5 的煤墩； 采用 ;<9-%" 型刮板输送机运输。
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而且一直威胁着煤矿的生产 "# 回采工作面的窜矸事故不但制约着长壁采煤法的广泛应用，
安全。在现场经过多种技术措施与方法的试验后， 找到了一些既实用又经济简便的防治窜矸的技术措 施， 它不仅适合急倾斜煤层长壁回采工作面， 而且可以为其它类回采工作面所借鉴。 窜矸； 防治； 研究 $%&’ 急倾斜煤层； )*%# ()*+,’&’($； -./01’+ 在煤层倾角大于 !/0的条件下， 当进行回柱放顶 或控顶距内发生局部冒顶时，回采工作面就很容易 发生窜矸， 造成安全事故。 尤其对急倾斜煤层长壁回 采工作面而言， 情况就更为严重， 所以防止窜矸已成 为工作面顶板管理中的一个极其重要且又非常艰巨 的工作。 许多煤矿就是因为无法消除窜矸事故， 而不 得不改变采煤方法， 即使用成本高、 生产效率低的采 煤方法。 窜矸事故一旦发生， 其后果不堪设想。 不仅会对 回采工作面，乃至整个采区都有可能造成严重的危 害， 甚至矿井灾害。 窜矸除会直接造成工作面工人人 身伤亡外， 还会冲击、 冲倒工作面的支柱， 并将支柱 淹埋， 造成损失； 工作面又会因支柱的倒塌， 引起支 护强度的减弱， 造成控顶距内局部或大范围的冒顶， 砸伤砸死工作人员， 砸坏机器设备， 阻挡风流， 使回 采工作面无风或微风， 造成瓦斯积聚超标等等， 形成 一个恶性链式反应， 产生一系列的灾害事故。 而且窜 矸堵塞事故发生后，其回采工作面的处理亦相当困 难。所以， 如何防治窜矸事故， 在急倾斜煤层长壁工 作面的生产管理中就显得极其重要， 也很迫切， 很有 现实意义。 （ !""! ） "%-""%#-"! -23,’*"",-..$/ 煤 层 顶 板 为 砂 质 泥 岩 ， 岩 层 厚 度 为 *4"3*4/ 5， 普 氏系数 !6.3# ，属中等稳定。煤层底板为泥岩，岩 层 厚 度 为 "4!3"4% 5， 普 氏 系 数 ! 6%3. ， 整 体 性 较 好，其下有一厚度为 *4" 5 的砂岩层。煤层底板岩 面平整光滑，脱落的煤和岩石很容易沿着底板快速 下滑， 往下冲， 发生窜矸事故。
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序 号 （ ! 平均月产量 + ,+月）
前后两种方法的主要技术经济指标对比
防止窜矸措施实 指标名称 施前， 采用俯伪 斜分段密集采煤法 防止窜矸措施实 施后， 采用走向 长壁采煤法
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" 唐建新 ! ， ， 李来华 # $ ， 饶益信 %$ ， 邬康明 %
（*4 重庆大学 资源及环境科学学院， 重庆 .""".. ； !4 达竹煤电 = 集团 >公司 铁山南煤矿， 四川 达州 #%/""" ； 重庆 .""".. ） %4 重庆大学 西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室，
由于底板平整光滑，冒落的岩石很容易沿着底 板下滑，发生窜矸，冲击采场工人和机械设备、采 场支柱，以至造成安全事故。所以在实施长壁采煤 法的同时，制定了一套防治窜矸的技术措施，具体 为： （ & ）沿着倾斜方向每隔 ’(&" )， 做一排走向密 集支柱， 支柱材料为直径 &*" )) 的圆木， 密集支柱 即每米 % 根。密集上铺设竹篱笆， 的间距为 "+%% )， 然后在其上堆积一层小碎碴石块， 厚度不小于 & )， 形成一个以密集为主体的组合式防治窜矸措施， 见 图 &。这样冒落的大块岩石等， 不会直接冲击支柱， 而是受到碎石碴和竹篱笆的拦挡，阻止或减缓其下 滑， 达到防止窜矸的目的。
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铁山南煤矿开采煤层有 % 层， 其中以 1!*2 煤层 为主采层，该煤层的倾角为 .%03./0 ，属于急倾斜 煤 层 ， 煤 层 采 高 为 *4!/3*4%/ 5， 普 氏 系 数 ! 6*4/；
TUVWX!""!-"%-*, （ *$/$- ）， 男， 副教授， 博士， 主要从事 >YZ[’ 唐 建 新
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根据煤层及其地质条件，过去该煤矿一直是采 用效率低、 成本高、 管理复杂的俯伪斜分段密集采煤 法采煤。 拟改用长壁采煤法， 但关键的问题是工作面 的窜矸事故难以消除。 后来经过现场反复试验， 终于 找到了防治窜矸的技术措施，使得简单易行的走向 长壁采煤法能在急倾斜煤层中得到应用。采取这些 措施后， 不仅保证了生产安全、 降低了成本， 而且提 高了回采产量和工效， 其经济社会效益非常显著， 前 后两种方法的主要经济技术指标比较见表 & 。