沿空留巷汇报材料

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神火集团刘河煤矿生产技术科
17°
河南神火集团刘河煤矿 巷道宽度的控制
采用上述联合挡矸设施,虽然能够安全有效的阻止采空区矸石,但因 钢丝绳弹性变形及顶底板受压移近等原因的影响,挡矸设施会因受压而 产生弯曲变形而产生“鼓肚子”现象(如下图),从而导致巷道宽度收 缩而达不到生产需要。为此,经论证研究,采取如下方案:首先钢丝绳 要每天及时紧固,其次在巷道设计宽度的基础上,把巷道宽度设计增加 1000mm,即巷道宽度由原设计3000mm增加为4000mm。当沿空留巷生产过 程中帮受压变形,因提前留有允许变形空间,所以总能保证巷道总宽度 不低于3000mm的生产需要。后期矿压相对稳定后巷帮侧单体柱更换为工 字钢棚腿,再用坑木小板将棚腿内侧空隙填满即可。
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河南神火集团刘河煤矿
二 25051采煤工作面设计方案
1、25051工作面东侧以未开采的25031工作面为界,南侧为25采区回 风上山, 西侧以未开采的 25071工作面为界,北侧以矿井边界保护煤柱 为界。面积131826.83m2。
2、25051采煤工作面采用伪倾斜长壁后退式采煤法。采面煤层平均 厚度 2.88m,一次性采全高,铰接顶梁配合单体支柱支护,人工回柱, 全部跨落法管理顶板。
虑到巷道顶板稳定性,单次最多起爆5个炮孔,后续可根据爆破情况调整。 炮眼装药结构示意图
封泥
雷管脚线
D型聚能管 (内部注有水胶炸药)
电雷管
炮眼壁
预裂爆破技术参数一览表
炮孔深度 炮孔打设角度
8m
15°
切缝装置
孔径
D型聚能管管径32mm;聚能管单管长2m Φ42mm
孔间距 600mm
封孔长度 2m
单孔装药量 12卷
具体方案如下页图所示:
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河南神火集团刘河煤矿 巷道宽度的控制
采空区矸石
挡矸锚索
预留巷宽变型空间示意图
充填小板
单体柱
工字钢
钢丝绳
挡矸锚杆设计实巷际道需宽要度巷40道00宽mm度3000mm
下帮煤
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河南神火集团刘河煤矿 沿空留巷滞后工作面支护
滞后工作面支护方式分三个阶段。 ①最终成巷支护方式;②滞后工作 面100米支护方式;③滞后工作面100米-200米支护方式。 现以施工超过200米为例各阶段支护方式如下:
风巷
25051工作面
机巷
采空区
100米 200米
>200米
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河南神火集团刘河煤矿 沿空留巷滞后工作面支护
距离采面100米范围内。 因采空区侧压力不稳定,显 现剧烈,对支护的要求较高 。巷道支护方式采用单体液 压支柱配合工字钢顶梁组合 支护。采用一梁三柱的形式 。
Fra Baidu bibliotek
采空区矸石
挡矸锚索 单体柱 工字钢
25051工作面布置如下页图:
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河南神火集团刘河煤矿 25051工作面平面图
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三 沿空留巷设计方案
25051工作面机 巷回采过程中采用沿 空留巷技术作为下一 步25031风巷使用。 留巷长度约700m。留 巷宽度3m、 高度 2.8m。采用沿空留巷 之后,取消了原设计 方案25031风巷,而 25051机巷沿空留巷 作为25031风巷使用 ,大大的节约了成本 ,并且最大限度的提 高了资源的回收率。
切顶之前顶板状态 悬臂长度
采空区
工作面倾角平均17°
单体柱 25051机巷
切顶之后顶板状态
下帮煤
悬臂长度
工作面倾角平均17°
基本顶 工字钢
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二、超前预裂爆破参数设计
1.爆破器材 (1)炸药 目前矿使用的炸药为三级煤矿许用水胶炸药。 (2)雷管 品种:煤矿许用毫秒延期雷管 (3)D型聚能管
D型聚能管是预裂切顶成缝的关键装置,将炸药按照设计参数装入聚能 管用来预裂 爆破。
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2.爆破参数及装药结构
(1)爆破炮孔深度 L=8m。
(2)炮孔打设角度 炮孔与竖直线的角度15°
(3)炮孔直径Φ42mm,打设位置距离煤帮 100mm。 (4)炮孔间距
炮孔间距取为600mm,后期可根据成缝效 果调整炮孔间距。 (5)封孔长度
“顶锚索+底锚杆+钢丝绳+金属网+坑木”挡矸系统
一、超前工作面在回采 帮边界打设顶挡矸锚索和底 挡矸锚杆作为挡矸固定装置 ,然后竖向铺设金属网,距 离巷帮400mm左右支设一排 单体液压支柱。金属网与单 体液压支柱之间铺设水平坑 木增加挡矸网刚度。沿空留 巷巷旁挡矸支护采用 Ф15.5mm钢丝绳配合锚网支 护。挡矸锚索和锚杆必须超 前工作面50m以外,完成打 设工作,避免干扰工作面回 采进度,造成作业难度大。
3、通风方式:采用局部通风机压入式通风。
D型聚能管实物图
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沿空留巷整体布局示意图
预裂孔(8米)
顶挡矸锚索(12米)
15°
工作面机巷
采空区冒落矸石
单体柱 工字钢 钢丝绳
底挡矸锚杆
工作面
沿空留巷
横向木板 工字钢 锚网 神火集团刘河煤矿生产技术科
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河南神火集团刘河煤矿 采空区侧巷帮控制
采空区
挡矸锚索 顶板
坑木
挡矸锚杆
钢丝绳锚网 底板
在沿空留巷过程中,虽然前 期已经对顶板进行预裂爆破卸压 ,来自顶板的压力对巷道的影响 已经降低到可控制的范围内。但 因25051工作面倾角较大(平均 倾角达17°),采空区冒落矸石 受自身重力作用将有部分向下滑 滚而对机巷上帮产生巨大的侧向 压力。为控制采空区对留巷帮的 破坏,现采用顶挡矸锚索+底挡 矸锚杆+钢丝绳组成联合挡矸系 统对采空区侧矸石进行阻挡。钢 丝绳上下单排双股布置,间距 0.8m。如图所示。
封孔长度2m,后续根据爆破效果进一步调 整。 (6)装药参数
装药长度6m,分3段。
封泥长度2m
预裂爆 破孔
细粒砂岩
装药长度6m
泥岩、 粉砂岩
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3.起爆方式及装药结构 炮孔长度8m,其中装药长度6m,分3段,封孔长度2m。 采用正向爆破,煤矿许用毫秒电雷管串联起爆(每孔内三个雷管采用并联方式连接),考
采空区矸石
挡矸锚索 充填小板
钢丝绳
工字钢
挡矸锚设杆计实巷际道需宽要度巷40道00宽mm度3000mm
下帮煤
距离工作面200米之后支护方式示意图
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四 沿空留巷超前爆破切顶卸压设计
一、切顶卸压原理 超前预裂爆破是通过超前预裂爆 破技术手段,沿既定留巷宽度边界一 侧向采空区侧定向预裂顶板,待工作 面煤层回采后在矿山压力作用下,顶 板沿预裂线垮落,从而减小了留巷悬 臂梁长度、降低了留巷压力。 由右图可知,采取切顶卸压之前, 25051机巷采空区侧基本顶将以悬臂梁 的形式存在。并在机巷上方产生巨大 的矿山压力。对巷道的支护及维护极 为不利。而切顶卸压之后,基本顶悬 臂梁长度大大缩短,压力得以释放。 机巷上方压力骤减,有利于对巷道加 强支护,保证留巷的成功。
起爆方式 正向起爆
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爆破说明书
炮眼名称
炮眼编 号
炮眼方向 水平(度) 垂直(度)
装药量(kg)
每眼
小计
雷管(发)
每眼
小计
炮眼深度 封泥长度
(米)
(米)
超前预裂爆破眼 1-5
75°
15°
3.96
19.8
3
15
8
说明:1、采用煤矿许用毫秒延期电雷管,型号:8号发蓝壳/2.5M
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1、留巷基本方式:超前工作面采用D型聚能 管进行预裂爆破切缝卸压,前期采用单体支柱配 合工字钢进行顶板支护。回采时挡矸侧采用密集 柱支护。待压力稳定时撤掉密集液压支柱,更换 为工字钢棚配合单体液压支柱支护。以致最后全 部采用工字钢棚支护。
2、挡矸方式:巷旁打设顶挡矸锚索和底挡矸 锚杆用Ф15.5钢丝绳连接作为挡矸固定装置,然 后竖向铺设金属网。金属网与单体液压支柱之间 铺设水平坑木增加挡矸网刚度。
钢丝绳
挡矸锚设杆计实巷际道需宽要度巷40道00宽mm度3000mm
下帮煤
距离工作面100米内支护方式示意图
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河南神火集团刘河煤矿 沿空留巷滞后工作面支护
距离采面100米至200米 范围内。采空区压力相对较 稳定,对支护的要求相对较 低。可以更换采空区侧 及 下帮煤壁侧的单体液压支柱 ,只保留中间一排支柱,并 将挡矸网与棚腿之间的空隙 用小板填实。
3、工作面初采时走向长度787m,倾斜长度48m,最长208米,煤层倾 角 8°~ 26°,平均17°。本工作面运输方式为下运式,机巷位于工作 面的下侧,风巷位于工作面的上侧。
4、机巷下侧原设计为25031工作面风巷。为了更好的回收资源,节 约成本。现方案取消了25031风巷,改为留巷25051机巷作为25031风巷使 用。
原有锚索φ 17.8×8000mm
挡矸锚索
φ 21.6×12000mm
原有锚杆φ 20×2200mm
单体柱
单体柱
挡矸锚杆
φ 20×2200mm
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施工方法
1、超前使用锚杆机在顶板施工Ф21.6×12000mm的锚索,锚索间距 为800mm,锚索外露长度不超过300mm,每根锚索使用6支MSK2335树脂锚 固剂。
采空区矸石
挡矸锚索
充填小板 单体柱
工字钢
钢丝绳
挡矸锚设杆计实巷际道需宽要度巷40道00宽mm度3000mm
下帮煤
距离工作面100米-200米支护方式示意图 神火集团刘河煤矿生产技术科
河南神火集团刘河煤矿 沿空留巷滞后工作面支护
距离采面200米之后 的巷道。采空区压力已经 稳定。此时可以撤掉所有 单体液压支柱,全部采用 工字钢棚支护。
原有锚索 φ 17.8×8000mm
原有锚杆 φ 20×2200mm
挡矸锚索 φ 21.6×12000mm
锚网 坑木
挡矸锚杆 φ 20×2200mm
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“顶锚索+底锚杆+钢丝绳+金属网+坑木”挡矸系统
二、钢丝绳间距 800±50mm,钢丝绳上端采 用Ф21.6×12000mm的锚索 配合合适的钢丝绳卡固定( 锚索距煤墙300~350mm垂直 顶板方向),配合使用 300×300mm的托盘;下端采 用Ф20×2200mm的高强锚杆 配合Ф15.5钢丝绳卡固定( 锚杆垂直于底板方向向采空 区偏移15度角打在底板上) ,钢丝绳与挡矸网每200mm 用12#铁丝连接一处
刘河煤矿生产科 2018年7月
河南神火集团刘河煤矿
主要汇报内容
方案设计背景 25051采煤工作面设计方案 沿空留巷设计方案 沿空留巷超前爆破切顶卸压设计 产生的具体效益 矿压观测
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一 方案设计背景
河南神火煤电股份有限公司刘河煤矿年设计能力为30万吨。2007年8 月投产,2009年底改扩为45万吨。矿井面积6.5km2,一二三采区首次三维 物探勘探面积为3.79km2。矿区面积及储量相对较小,资源极其宝贵。在 生产过程中必须时刻坚持节约意识,并尽最大努力提高资源回收率,以 提高矿井寿命,保证矿井的长治久安。为此,刘河煤矿技术部门充分发 挥自己的聪明才智,并大胆借鉴其他矿井的成熟经验,刻苦专研,科学 论证,并深入一线、多次试验,制定了多套提高资源回收率的方案。诸 如“提高回采率上限研究”、“超长工作面设计”等。为矿井的发展创 造了巨大的经济效益,同时也为国家节约了宝贵的矿产资源。25051采煤 工作面回采之前,刘河煤矿在其他工作面(如13煤柱工作面)采取过利 用单体液压支柱以密集柱的形式实行沿空留巷方案并取得了成功。现工 作面实行的切顶卸压沿空留巷新技术便是在此基础上,经过进一步优化 实施应用的,并初步取得了满意的效果。
2、超前施工底板锚杆,每根锚杆使用2支MSK2335树脂锚固剂进行锚 固。
3、挂钢丝绳。钢丝绳一端绳套先挂底板锚杆上,然后根据巷高提前 编好钢 丝绳另一端绳套,并挂在顶板锚索上,上齐锁具、托盘等;
4、按照设计安设挡矸网。 5、在钢丝绳与挡矸网之间背三根2.0m长的半圆木(第一根距离底板 900mm位置,第二根距离底板1400mm位置,第三根距离底板1800mm位置 ),并使用12#铁丝绑扎牢固;然后使用锚索张拉机具对锚索进行张紧 ,预紧力不低于20MPa,再使用扳手对钢丝绳绳卡进行二次紧固;最后 使用12#铁丝将钢丝绳与挡矸网进行固定。
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