B050314 缓倾斜薄煤层沿空留巷开采.doc

缓倾斜薄煤层沿空留巷开采陆军生【百色市矿产资源管理站】摘 要 介绍沿空留巷无煤柱开采技术在乡镇煤矿的缓倾斜薄煤层应用情况，探讨了沿空留巷在实际应用中的技术管理方法和应注意的若干技术问题。关键词 小煤矿 薄煤层 无煤柱开采沿空留巷的合理布置有利于提高煤炭资源的回收，减少巷道的掘进，调整采掘关系，确保矿井的安全生产，并在很大程度上提高了企业的经济效益。这一先进技术在我国的国有煤矿中得到了广泛应用，但在地方煤矿特别是在乡镇煤矿中没有引起足够重视。本文就沿空留巷在实际应用中的技术管理方法和应注意的若干技术问题作简要探讨。1 概 述李孟旭煤矿是个设计年产3万t的乡镇煤矿。矿区走向长930m，倾斜宽970m，面积0.90km2。矿井地质储量96万t，可采储量47.5万t。可采煤层为T煤，煤层平均厚度0.8m，倾角8左右。煤层属中灰特低硫褐煤，可作为火力发电、民用煤。矿井属低沼气矿井，煤层极易自燃。煤层顶板为泥岩、砂岩，底板为泥岩、砂质泥岩。矿井水文地质条件简单，矿井涌水量正常5m3/h、最大10m3/h，水患威胁主要来自浅部及邻矿的老窖积水。2 采煤方法改革该矿1996年建井，1999年简易投产。工作面采用房柱式开采，采完一个煤房后，任其顶板自然垮落，再开采另一个煤房。工作面采用后退式开采，回采工作面采用木支护，不收回任其垮落，如遇到顶板压力大、易震落的地段，留煤柱保护。经过两年的生产实践证明房柱式开采存在以下问题：采区回采率低，资源损失严重。采用房柱式开采，相邻两个工作面之间留有810m的隔离煤柱，加上回采工作面留下的煤柱，造成采区回采率低、丢煤多，回采率仅为60%。2年间用房柱式开采的2个工作面，煤柱损失2万多t。采区密闭不严易自燃发火。由于房柱式开采留下大量的煤柱，回采后的两个工作面都引起自燃，在整治矿井火灾中不仅花费了不少的人力、物力和财力，也严重的影响了矿井的安全，造成生产不正常，在投产的两年时间里矿井的生产能力都不能达到设计标准。经过分析和研究，该矿2002年起采用沿空留巷无煤柱采煤法进行开采。通过几年的开采并收集了采区回采率、采空区内的气体分析、采区压力变化情况等数据，证明了沿空留巷无煤柱开采在乡镇煤矿的缓倾斜薄煤层开采中也能成功采用。现在这种采煤方法已在百色市其他煤矿的类似矿井推广应用。3 沿空留巷无煤柱开采方法3.1 巷道布置这种沿空留巷无煤柱的巷道布置、工作面通风和运输系统如图1所示。图1 工作面通风运输系统采区布置两条巷道，一条担负运输，一条担负回风。待工作面推过之后，维护运输巷道，做下片盘工作面的回风巷。3.2 回采工艺工作面长度为5060m，放炮落煤，眼深1.2m，循环进度1m，实行一采一准，工作面配备有一台17型可弯曲刮板运输机，人工擢煤，运输机运煤直接落入运输道的矿车运至地面。工作面支护采用三排支柱维护顶板，一是临时支柱，二是标准柱，三是密集支柱。机头机尾用木垛维护，采取见三回一的方法。顶板管理为缓慢下沉法。设备配置见表1。表1 设备配置 使用地点设备名称型号功率（kW）台数长度（m）运输顺槽矿 车1T5工作面刮板运输机SGWD17B17160工作面煤电钻MZ1.21.22回风顺槽回柱绞车JH81113.3 无煤柱开采的巷旁支护沿空留巷无煤柱开采方法采用的是沿空留巷，巷旁支护用木支柱，当工作面采过之后，巷道帮（靠采空侧）支设单排密集支柱，以起到切断顶板及挡矸作用，如图2所示。图2 工作面支护平面图使用情况表明，这种沿空护巷方法在技术上是完全可行的。顶底板总移近量为200350mm，能满足行人、运输、通风的要求。顶梁折损率为8%，上帮顶柱折柱率为5%，下帮腿折损率仅为3%，而且折断的大多数属于原旧木棚中过细的梁和腿，沿空留下来的巷道，在二次重用当中，重叠压力不大，无需加以维护，这种支护几年来没有出现巷道冒顶现象。3.4 自燃煤层的防灭火问题首先，由于是薄煤层，煤炭丢失很少，同时，加强放顶质量，保证顶板及时冒落，充满采空区，减少向老空区漏风，加上加强采场自燃发火的监测和预报，对采场可能发生自燃的位置先埋管定期取样化验分析，做好早期预报工作，通过这几个方面的努力，以便将自燃发火消灭于尚未成灾的阶段。因此，该矿实行无煤柱开采以来从未采取特殊措施（例如喷洒阻化剂），采空区没有出现自燃征兆。事实证明，只要加强管理，采用合理的巷道布置，在易自燃煤层中实施无煤矿柱开采同样是可行的。4 主要经济技术指标及评价4.1 主要经济技术指标主要经济技术指标见表2。表2 主要经济技术指标对比名 称指标对比2001年2002年年产量（万t）2.53.48年推进度（m）502540循环产量（t/d）5560最高单产（t/d）170190直接工效（t/工）2.53.1回采率（%）7090坑木消耗（m/万t）195180电耗（度/t）1512火药（kg/万t）45204210雷管消耗（发/万t）1503014010电煤成本（元/t）78704.2 沿空留巷无煤柱开采优缺点评价4.2.1 优 点提高了资源回收率。由于沿空留巷取消了房柱式开采的煤柱和片盘煤柱，保证了矿井的开采面积可以达到最大，使采区的回采率从70%提高到90%。降低了巷道掘进率。巷道掘进率内以前350m/万t减少到280 m/万t，降低20%，缓和了采掘关系的紧张状况。2002年比2001年少掘进巷道200m，减少掘进费用5万多元。延长了矿井寿命。采用无煤柱开采提高了回采率，该矿寿命可延长3年。降低了成本。从该矿薄煤层开采的条件看，原来成本为78元/t，无煤柱开采后掘进费、设备费、电费、坑木消耗费等费用可降低8元/t。3年来节约资金50万元。4.2.2 缺 点顺槽的维护长度及维护时间稍长，故巷道理维护量有所增加。巷旁支护的木支柱使用量较大。高沼气矿井通风管理比较困难，管理不好会出现漏风和跑风现象，造成工作面风量不足。5 几点建议沿空留巷的巷道在掘进时应尽量不破坏顶板岩石，以保持悬梁的完好程度，有利于沿空留巷的维护。沿空留巷通风管理存在问题，可采用在巷旁支柱上抹黄泥防止漏风和跑风的办法，效果很好。在开采和护巷过程中要加强观测，及时准确地进行矿压测定，以便根据情况及时加强维护保证巷道的完整性。开采易自燃煤层应建立完善的预防预测系