上湾旺采资料

1、上湾矿51203l工作面回采工艺总结一、51203l工作面概况1、工作面相对位置及邻近采空区回采情况51203cl工作面位于西二盘区集中巷的右翼，1-2煤煤层受冲刷影响的区域，具体位置为西沙沟以西，白家渠以东，22煤52301面以北，东北部为薄煤层不可开采区，运煤公路横穿工作面的中部。本工作面掘进中不受老空 水、火的影响。2、煤层赋存特征及地质构造1）煤层产状、厚度、结构根据51203l工作面顺槽掘进情况看， 沿工作面顺槽掘进方向，煤层整体 正坡推进，局部呈现波状起伏状态。煤层最薄处位于北部冲刷区，厚度约为0.8m,工作面平均厚度约 4.5m,倾角13 ,煤层底板标高为 1111m- 1115

2、m2）顶底板岩性特征分析表1-1煤层顶底板情况如下煤 层 顶 底 板 情 况顶底板岩石名称厚度（m）岩石特征老顶粗粒砂岩、粉 砂岩、泥岩14.9以粗粒砂岩为主，厚度较厚，分布稳定，致密较硬，接触式孔隙式泥质胶结。直接顶砂质泥岩5.1以砂质泥岩为主，泥质及粘土质含量较多，约含20%勺粉砂质。伪顶无直接底砂质泥岩10. 72以砂质泥岩为主，泥质及粘土质含量较多，局部底板为粉砂岩。老底粉砂岩6.92灰白色，石英，长石为主，上部泥质含量大，泥质胶结。3）工作面瓦斯涌出量、煤尘爆炸指数、自然发火期根据2008年矿井瓦斯等级鉴定结果为：瓦斯相对涌出量0.131m3/t ,绝对涌出量3.702 m3/min

3、,属低瓦斯矿井。本工作面瓦斯相对涌出量为0.113m3/t 一绝对涌出量为 0.16 m3/min ,本工作面为低瓦斯区，属于二类自燃发火煤层，煤尘具有爆炸危险，爆炸指数为36.93%,该煤层有自燃发火倾向，发火期为36个月。3、水文地质本工作面地面标高为 10541202米；松散层厚度为 015米，主要是风积砂；该工作面上覆基岩薄，厚度3085米，基岩平均厚度为60mo该工作面煤层受冲刷侵蚀的影响，煤层变薄，顶板破碎，容易冒落。工作面涌水主要来自基岩裂隙水和松散层含水层，工作面正常涌水量为5m3/h,最大涌水量：20m3/h 0、田一:：二等=18触小二4二十亡士.ilk m.i01jl1e

4、 *r，. 一 一 后% a s .m72k3旧乳工，面日;lji n/ /jii图1-251203l工作面采掘工程平面布置图二、工作面回采工艺介绍旺格维利采煤法是50年代末由澳大利亚形成的一种采煤方法，80年代末趋于成熟，90年代末引进我国并在神东矿区推广使用。旺格维利采煤法是使用连续采煤机割煤，连续运煤系统（运煤车或梭车）运煤，利用煤柱支撑法或采用线形支架支护，全部跨落法管理顶板的一种采 煤方法。1、引进初期的旺格维利采煤法我矿自1999年10月份开始在3-1煤采用旺格维利采煤法回采。2000年 9月份开始，我矿在2-2煤开始采用旺格维利单翼采煤法回采，后配套使用梭 车。2001年元月份，

5、引进连续运输系统。随着经验的积累，不断对旺采进行 优化，形成了我矿独特的双翼对拉旺格维利采煤法。采空区面积控在8000-10000行（约6-7对支巷），每个区段之间及工作面之间留设20m的隔离煤柱；与大巷之间留设 30m的保护煤柱。大部分工作面回采后直接顶小部 分冒落，老顶在整个工作面回采完毕后没有垮落；只有个别工作面采空区老 顶在封闭后从地面看到垮落，存在着工作面回采过程中顶板大面积冒落形成 飓风的危险。这种双翼对拉旺格维利采煤法工艺一直在全公司采用，直至2005年7月，大柳塔煤矿发生旺采工作面顶板大面积垮落飓风伤人事故后， 根据公司要求，旺格维利采煤法改为单翼回采，减小了区段回采的面积，采

6、 空区面积控在5000 nl2之内，并加大了每刀之间煤柱的尺寸， 这种采法一直沿 用到今年一月份。图2-1支巷单翼回采工艺示意图2、使用两台线性支架的旺格维利采煤法 为提高资源回收率， 降低安全风险， 实现旺采采空区顶板全部垮落。 2008年1月份，我矿按照公司要求在 51203bl工作面采用2台线性支架配合连续采煤机进行试验顶板全部垮落法回采，后配套为运煤车， 2 台线性支架配合双翼回采，回采方法为支巷后退式采煤法回采。通风方式采用局部通风机通风。1）工作面巷道布置51203bl 工作面共布置4 个区段进行回采，第一区段布置4 条支巷，每条支巷长134ml支巷间煤柱17.44m,区段总面积为

7、11740 n第二区段布置3条支巷，每条支巷长123m,支巷煤柱17.44m,区段总面积为8056 nl?;第三区段布置3条支巷，每条支巷长134m,支巷煤柱15.5m,区段总面积 为8430 nl1第四区段布置4条支巷，每条支巷长123ml支巷亚煤柱15.5m, 区段总面积为10175 n且每两个区段间留设10m隔离煤柱。工作面采用后退式回采。51203bl旺格维利工作面的胶运顺槽为宽5.4m、高4.2m的矩形巷道，辅运顺槽为宽5.2m、高4.2m的矩形巷道，顺槽内联巷为宽 5.2m、高4.2m 的矩形巷道，支巷为宽 5.4m、高4.4m的矩形巷道。采碉采深 11m,高度为 2.65.0m,

8、进刀角度35o,采碉间煤柱 0.5m。2）回采工艺51203bl工作面4个区段的回采顺序依次为：第一区段“第二区段”第三区段”第四区段。以第一区段为例， 区段内共布置四条支巷， 双巷交替掘进， 整个区段内的回采顺序为：一支巷“二支巷三支巷”四支巷，每一支巷由里向外后退式配合线性支架回采，具体见图 2-2 。图2-2支巷双翼回采巷道布置图3）履带行走式液压支架布置及移架顺序在支巷掘进到位回采每一块段内的支巷时，选用2台由太原煤科院生产的xz7000/24.5/46型履带行走式液压支架（以下简称线性支架）支撑支巷顶板。2台线性支架布置在支巷顶头采用循环迈步式跟进工作面回采移动。在线性移动过程中，不

9、得同时移动两台支架，必须先移动1号支架，1号支架移动一个步距后支撑好顶板，再将2号支架向前移动一个步距，并支撑好顶板。表2-3 xz7000/24.5/46型履带行走式液压支架技术特征主要参数技术特征主要参数长x宽x高5675x2430x2450 mm功率90kw初撑力3959 kn (p=20.0 mpa)电压1140v工作阻力7000 kn (p=35.36 mpa)顶梁左右摆角士 15行走方式履带履带中心距1770 mm接地面积2.5 m2铲板抬起高度275 mm机重35 t支撑高度24504600 mm图2-4两台线性支架支巷双翼回采工艺及通风系统示意图4）通风系统51203bl面两顺

10、槽采用全风压通风系统通风，支巷掘进及回采时采用局 扇通风。5）顶板垮落情况51203bl工作面的四个区段均进行了采空区顶板垮落观测，具体结果见附表，回采完毕后采空区顶板不能及时冒落，一般需要1个月左右直接顶方可冒落。51203bl工作面第一、第二区段采空区直接顶约一个月垮落，8个月后第二区段地面塌陷，老顶垮落；第三区段回采完两天后直接顶垮落，老顶 至今未垮落；第四区段在采完后约一周直接顶垮落，4个月后地面塌陷，老顶垮落。 表2-5 各区段掘进、回采时间与顶板垮落时间对比区段掘进时间回采时间直接顶板垮落时间老顶板垮落时间第一区段1月11日一3月5日1月16日一3月11日4月15日未发现地表塌陷第

11、二区段1月11日一2月23日1月16日一2月28日4月1日10月27日第三区段3月13日一3月30日3月16日一4月11日4月12日未发现地表塌陷第四区段3月2日一3月30日3月6日一4月8日4月14日8月7日3、使用四台线性支架的旺格维利采煤法根据51203bl工作面回采情况，顶板垮落随顶板岩性及结构不同和上覆层厚度不同垮落时间具有不确定性，不能达到直接顶随采随随冒，仍有顶板冒落形成飓风的可能。为实现采空区顶板全部垮落法管理，决定在51203cl工作面采用 4 台线性支架配合连续采煤机进行块段式回采，回采方法采用双翼斜切进刀支巷后退式采煤法回采。通风方式采用负压通风。1 ）工作面巷道布置51

12、203cl工作面共布置了四个区段，第二区段由于煤层受冲刷变薄，未能实现块段式回采，采用两台线性支架支巷双翼回采工艺进行回采；第一、第三、四区段采用四台性线支架双翼块段式回采工艺进行回采。第一区段共布置5条支巷，每条支巷长112m,支巷间煤柱为13.2米，区段总面积为10232 行；第三区段共布置 7条支巷，设计每条巷道长112m,支巷间煤柱为13.2米，区段总面积为12422行；第四区段共布置7条支巷，设计每条巷道长136m, 支巷间煤柱为13.2米，区段总面积为15700 ni,区段内支巷由顺槽顶头依次 后退式掘进，且采用一次性掘双巷的原则分三次将区段内支巷布置完毕。第一、第三区段位于512

13、03cl 辅运顺槽右翼，在右翼每条支巷开口 6m处向区段内每隔29.8m开一个相邻支巷间联巷；第四区段位于51203cl胶运顺槽左翼，在左翼每条支巷开口10m处向区段内39.8m开相邻支巷间1联巷，从1联往里留56m开相邻支巷间2联巷。每条支巷向相邻支巷均布置3条联巷，在左右支巷顶头的第3 条联巷完全贯通后，将形成两条与胶、辅运顺槽平行的回风巷，其主要用于各区段回采时工作面回风。51203cl旺格维利工作面的胶运顺槽为宽5.4m,高4.2m的矩形巷道，辅运顺槽为宽5.2m,高4.2m的矩形巷道，顺槽内联巷为宽5.2m,高4.2m的矩形巷道，支巷和支巷内联巷都为宽5.4m,高4.4m的矩形巷道。

14、采碉采深11m,采高2.65.0m,进刀角度35o,采碉间煤柱0.3m。2）回采工艺51203cl工作面4个区段的回采顺序依次为： 第一区段“第二区段”第 三区段”第四区段。以第一区段为例，区段内共布置六条支巷， 其中五条支巷之间用三条联 巷将整个区段分为三个条带即12个小煤柱，整个区段内的回采顺序为：第一条带”第二条带”第三条带，每一条带自上而下顺序回采，每一支巷由里向 外后退式配合线性支架回采， 其中1、2号支架配合连采机在支巷内回采，3、4号支架用于回采联巷口煤柱时支撑联巷口顶板，具体见图。51203cl工作面块段fi米通风系统及运输路线示意图例二；w 图风风aij首下车 新污刷风空重1

15、4图3-1四台线性支架块段式双翼回采工艺及通风系统示意图3）通风系统每一区段回采时均采用全风压通风以第一区段为例，工作面共布置六条支巷，通风采用四进两回，通过在辅顺及区段内联巷设置风障等通风设施 来调整风流，将新风调整到连采机回采的巷道内，供生产作业需要，由于在回采完第一条带后顶板冒落， 将回风系统的支巷间联巷堵塞， 造成回风不畅，所以在回采第二条带时，需用局扇配合回采。4)工作面顶板管理、采空区垮落及矿压显现情况51203cl工作面顶板采用4台线性支架配合连续采煤机进行双翼斜切进刀块段后退式全部垮落法采煤， 其中 1、 2 号支架配合连采机在支巷循环迈步式回采， 3、 4 号支架用于回采联巷

16、口煤柱时支撑联巷口顶板，每一区段顶板垮落随顶板岩性不同垮落时间具有不确定性， 为实现采空区直接顶随采随冒，避免采空区顶板大面积垮落而形成飓风伤人, 我矿通过提前在1 联、 2 联内的各支巷口各打设2 个强放孔，以便区段内的一个条带回采完毕后直接顶仍不能全部垮落时对采空区实施强放，实现直接顶全部垮落。具体情况以第一区段为例说明：第一区段受地质构造影响较大， 顶板破碎， 在回采第一区段时顶板没有垮落，回采第二区段时顶板就出现局部冒落现象，随着采硐增多，在回采期间顶板冒落和煤壁崩煤对连采机司机和副司机作业构成较大威胁，工作面回采过程中，不同程度出现了采空区冒落现象，有些支巷回采时还出现了随采随冒现象

17、。依照工作面设计要求，能够避免采空区大面积冒顶产生飓风。但由于最后两个支巷采空区塌落还未全部垮落，为确保安全，决定对第一条带最后两个支巷4 个孔 (16.8m) 进行强制放顶， 直接顶全部垮落并充填密实， 但在放顶后部分支巷原设计放置线性支架的位置被放顶下来的岩石堆满，无法将 1 、 2 号线性支架布置到原设计位置， 且采空区冒落岩石阻塞了块段支巷的负压通风，为了作业安全采用局部通风机对回采支巷进行供风。当回采第二条带时，采空区顶板基本上实现了随采随冒，基本上实现了由线性支架配合的全部垮落法回采，个别支巷不能及时垮落时，采取对个别支巷强放的措施来实现采空区顶板的全部垮落。第三条带回采时基本上全

18、部垮落，回采完毕后及时封闭。采用线性支架支撑顶板还能够有效防止作业区域顶板冒落造成设备损坏和人员伤亡。51203cl工作面第二区段由于受冲刷的影响煤层变薄，造成第二区段内支巷与联巷布置受限，无法按原设计进行回采。根据实际情况我矿对回采工艺进行调整， 采用两台线性支架配合连续采煤机进行双翼斜切进刀后退式采煤法对支巷间煤柱进行回采，采空区顶板在整个区段回采完时仍未垮落，回收完顺槽煤柱后及时进行了封闭。后期听到有垮落声音，直接顶局部冒落。这里暂不作过多分析。51203cl工作面第一、二区段主要是受地质条件影响较多，煤层赋存不太稳定。第三区段煤层赋存相对比较稳定，故我矿将设计修改为支巷右翼进双刀留一次

19、煤柱的方案对区段支巷间煤柱进行回收。在回采第二条带时发生采空区冒顶将1、 2 号线性支架压死情况。分析原因是由于采硐间煤柱减少，采硐空顶面积增大， 加快了顶板垮落速度， 造成顶板超前垮落， 将支架压死。所以在回采第三条带时取消了右侧采双刀留一个煤柱的采法。通过第三区段回采情况可见线性支架设计支撑阻力小、 逃逸能力差、 压力预警失效等缺陷。51203cl工作面第四区段根据第三区段回采实际情况，设计修改支巷右侧采双刀留一个煤柱的方案，同时为保证回采时人员及设备安全、线性支架有效布置、采区实现负压通风，设计在联巷里只回采一刀。第四区段第一条带全部采完时，采空区悬顶面积达4302行，空顶时间长达5天（

20、120小时）仍未垮落。 为保证安全， 我矿通过提前打设的 6 条支巷口的 11 个强放孔对采空区顶板实施强放， 放顶后直接顶全部垮落， 在以后两个条带的回采过程中，直接顶基本实现了随采随冒，必要时辅以人工强放。由第四区段回采情况可见由于煤柱尺寸和顶板支护强度的影响，直接顶冒落情况总体呈：空顶面积增大，空顶时间增长。 第三区段老顶跨落时间为 2008 年 10 月 14 日， 从地面观测跨落面积为5924 m2；第四区段老顶跨落时间为2008年11月1日，从地面观测跨落面积为8734 m20三、三种回采工艺回采率比较51203l 工作面原煤回采率为 51.7%，面积回采率为 59.8%。 其中

21、51203al 工作面原煤回采率为 45.9%,面积回采率为49.5%; 51203bl工作面原煤回采 率为46.1%,面积回采率为55.6%; 51203cl工作面原煤回采率为66.2%,面积回采率为73.7%。51203bl工作面共有四个区段，由于第四区段面积最大，回采率相对最高，实际回采率为52.8%,面积回采率为61.2%; 51203cl工作面也有四个区段，由于第四区段面积最大，回采率相对最高，实际回采率为 69.5%，面积回采率为80.1%。由上可见，采用块段式双翼回采工艺的回采率较支巷双翼进刀回采工艺及单翼进刀回采工艺的回采率相对要高。51203cl工作面采用4台线性支架配合连续

22、采煤机进行双翼斜切进刀块段式全部垮落法回采工艺进行回采，大大提高了采区回采率，且块段式回采 工艺的采空面积只要在采空区浮煤自然发火期内能够回采完毕则面积可放大，随着工作面采区面积的增大，回采率会更高。51203l工作面原煤回采率分析表序号工作面名称动用面 积(m2)平均煤厚(m)容重动用量(t)采出原 煤量 (t)采出面 积(m)实际回 采率 (为面积回 采率(为151203al282334.801.30176174809221398245.949.5251203bl748135.601.305446392509614157446.155.6351203cl650345.041.3042610

23、32821844790666.273.7451203l顺槽282885.201.30191227780361396040.849.3551203l旺采面196368133814269210311742251.759.8651203bl第iv块段138615.651.3010180953735848452.861.2751203cl第iv块段202275.651.301485671032471620469.580.1表3-3三种回采工艺参数比较51203l旺采面回采工艺进刀方 式进刀角 度(度)采碉间煤柱(m)通风 方式实际回采率(%)面积回采率(%)万吨掘进率(m/万 t)顶板垮落支巷单翼回采单翼斜 切进刀351局扇 通风45.949.5161采空区直接顶局部垮 落老顶垮落周期长， 一般为几个月，甚至 几年。支巷双翼回采(2台线性支架)双翼斜 切进刀350.5局扇 通风46.155.6115采空区直接顶垮落较 早，一般1个月左右， 老顶垮落周期较长， 一般为1-2个月，甚至 更长。块段式双翼全部 垮落法回采(4 台线性支架)双翼斜 切进刀350.3负压 通风66.273.7135采空区直接顶随采随冒，老顶垮落较早，一般为15-40天。四、表3-2三种回采工艺优缺点、工艺无线性支架支护使用两台线性支架