井下矸石充填方案

1、矸石井下充填方案太原东山李家楼煤业有限公司2015 年 7 月矸石井下充填方案一、矿井基本情况地面位置 : 东部与枣坪村相邻，南部与杨圈峁相邻，西部有都沟河通 过，北部为果园，地面无其他建筑物。二、目前矿井矸石处理方法 工作面矸石通过装岩机装入矿车，经调度绞车提升或下放至大巷车 场，再利用电机车将矿车拉运至副斜井井底，由地面绞车将矸石车提升至 地面，经翻矸机翻到地面。三、矸石井下充填方案参照其他矿井矸石井下充填的经验，结合我矿的实际情况，确定了先 在西轨道大巷处沿 2#煤层掘进充填巷道， 其他作业地点及地面产生的矸石 向充填巷进行充填。四、系统布置 在充填巷内安设翻矸机、刮板输送机和皮带输送机

2、，解决矸石充填 问题，即将 1T 矿车放入翻矸机，经翻矸机翻入刮板输送机，最后经皮带 输送机输送至充填处。为了更经济、更方便，现有两个方案，做一比较：方案一：从西轨道大巷1#贯眼处幵口，按160°方位角沿煤层顶板掘进 90m后, 改向以70°方位角沿煤层顶板掘进 303m与措施巷贯通，形成通风系统， 然后从回风联络巷以330°方位角沿煤层顶板掘进 90m与西轨道大巷贯通， 形成 1#充填巷，贯通后立即对 1#充填巷进行密闭，采用跳掘的方式进行 掘进。顺序为 1#充填巷 3#充填巷 5#充填巷 7#充填巷 9#充填巷 11#充填巷 2#充填巷 4#充填巷 6#充填巷

3、 8#充填巷 10#充填巷。第一步：幵掘第一条巷道，相隔 34m煤柱幵掘第二条巷道，同时充填 第一条巷道；第二步：在 34m煤柱中间再掘巷，即两巷之间留 15m煤柱， 并充填前一条巷道。该方案共有充填巷 11 条，每条充填巷可充填 1620m3 矸石（矸石膨胀 系数按1.8计算，高度按 2.5m计算），这样合计可充填矸石 =1620X11=17820m3 矸石。掘进每米煤量 18.68t ，合计掘进煤量 25834.4t 。 充填顺序示意图如图所示。（ 1）开掘第一条巷道（宽 4m）2）相隔 34m 煤柱开掘第二条巷道，同时充填第一条巷道， 在 34m 煤柱中间再掘巷， 即两巷 之间留 15m

4、 煤柱并充填前一条巷道优点：1、掘进过程中可以保证隔离煤柱的安全稳定， 能确保相邻掘进空间之 间距离较大，减小煤柱集中应力影响。2、掘进作业空间与充填作业空间相距较远，两作业互不影响。 缺点：1、在掘送回风联络巷时，污风与西轨道大巷的新鲜风流混合进入1201 工作面。2 、在西轨道大巷开口较多，影响巷道的稳定性。从联络巷按160°方位角沿煤层顶板掘进 46m后，改向以250°方位角 沿煤层顶板掘进240m后，改向330°方位角沿煤层顶板掘进 111m与西轨 道大巷贯通，形成通风系统。退回30m以70°方位角沿煤层顶板掘进 200m 形成1#充填巷，改向以

5、160°方位角沿煤层顶板掘进 76m后与回风联络巷 贯通。然后按顺序进行掘进： 2#充填巷 3#充填巷 4#充填巷。两条充填 巷的煤柱相隔15m,幵掘第二条巷道，同时充填第一条巷道。该方案共有充填巷 4 条，每条充填巷可充填 3600m3 矸石（矸石膨胀系 数按1.8计算，高度按2.5m计算），这样合计可充填矸石=3600X 4=14400ni 矸石。掘进每米煤量 18.68t ，合计掘进煤量 23779.64t 。优点：1、可以保证西轨道大巷的安全稳定。 经研究决定，优先选择第二种方案。五、充填巷掘进及支护方案和参数设计1、充填巷掘进施工工艺：采用综掘（炮掘）的方式，掘进机后部搭接

6、皮带、刮板输送机将煤炭运出2、所有充填巷道必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，进行超 前钻探，确认安全后，方可掘进。须备足排水设备和备用排水设备，加强 排水。3、锚杆布置：巷道顶板选用18X 1800mnm勺螺纹钢锚杆，共5根，间距900mm排距1000mm两侧锚杆距煤帮 300mm巷道两帮选用18X 1800mm的螺纹钢锚杆，每帮 3根，间距800mm排距1000mm（底板往上 1.2m 不进行支护， 如遇地质构造或压力显现对两帮巷道造成影响勺，根据实际情况对该处进行锚网支护）。锚固剂采用Z2360或MSK236C一卷。4、锚索采用直径为17.8mnX 5500mn的钢铰线，三花布置，间排

7、距 2m,锚固剂采用Z2360或MSK236C两卷。5、顶板及两帮均采用 5X 1m的菱形网进行铺设，网与网搭接 100mm 隔孔用 14#铁丝双股扭结两圈半以上。6、在地质破碎带等特殊条件下，巷道支护参数必须改变。如减小排 距；改用锚索支护；减小断面；在帮部采用锚索加强支护；必要时，应考 虑注浆加固围岩的方法。六、主要生产系统1 、 运输系统运煤：充填巷掘进面-充填巷-1#贯眼-1201胶带顺槽-煤仓。充填巷掘进面t充填巷t回风联络巷t联络巷t西轨道大巷t措 施巷1201胶带顺槽煤仓。运矸：地面（井下掘进工作面）-副井-集中轨道大巷-西轨道大巷-回 风联络巷充填巷迎头充填。井下掘进工作面-西

8、轨道大巷-回风联络巷-充填巷-迎头充填。2 、通风系统1 ）通风路线西轨道大巷局部通风机充填巷辅助回风巷措施巷风井 西轨道大巷局部通风机联络巷辅助回风巷充填巷联络巷风井2）通风方式与供风距离巷道掘进均采用压入式通风3）实际需要风量计算I、按瓦斯涌出量计算：式中： Q 充填巷实际需要的风量， m3/min ；qCH4 充填巷的瓦斯绝对涌出量， m3/min ，取 1m3/min ； k 充填巷的瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取 1.8U、按二氧化碳涌出量计算:式中： Q 充填巷实际需要风量， m3/min ；qco 充填巷平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min ，取 0.04m3/min ；k 充

9、填巷因二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取0.02川、按人数计算实际需要风量：式中： Q 充填巷实际需要风量，m3/min ；n 充填巷同时工作的最多人数，取20人W、按最低风速验算：式中：Q充填巷的最低风量， m/min ;vmin 按充填巷最低风速 0.25m/s ;S充填巷的断面积，取 12m。V、按有害气体的浓度验算：式中：P瓦瓦斯绝对涌出量，取 im/min ;P掘充填巷实际需要风量，m/min。则 P瓦/Q掘 1/3001%按上述条件计算所需风量最大值为300m3/min ，因此，经过以上计算比较和各项验算， 确定充填巷实际需要风 Q=300m3/min 即可满足上述要求校核计算依

10、据的 1m3/min 绝对瓦斯涌出量为预测报告数值，因此确定局部通风机选型 FBDNO8.0/2X 55KV，额定吸风量为 540-900m3/min。3、供电系统胶机变电所T西轨道大巷T充填巷T充填面迎头。4、排水系统充填巷T回风联络巷T联络巷T风井底水仓。5、照明系统工作地点安设节能照明灯，实现矿井照明。6、安全避险系统 根据国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知 （国发 201023 号）、煤矿井下安全避险 “六大系统”建设完善基本规范 （实行） （安监总煤装【 2011】33 号要求，煤矿制定和实施生产技术装备标准，安 装矿井监测监控系统、井下人员定位系统、井下紧急避险系统、矿井压

11、风 自救系统、矿井供水施救系统和矿井通信联络系统（简称“六大系统” ） 等井下安全避险技术装备。1）监测监控系统监测监控系统的功能一是“测” ，即检测各种环境安全参数、设备工 况参数、过程控制参数等；二是“控” ，即根据检测参数去控制安全装置、 报警装置、生产设备、执行机构等。根据中华人民共和国安全生产行业 标准 AQ1029-2007 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范要求，安 装、规范传感器的设置，布置工作面井下监测监控系统，当工作面或工作面回风口处瓦斯超限后切断巷道内全部非本安型电 器设备的电源及掘进工作面的风、瓦电闭锁开关。2）通信联络根据相关要求在巷道开口处及距掘进工作面3050

12、 米范围内各安装一部直通地面调度的生产电话，工作面出现任何险情，遇险人员可以及时 通过此通信电话和矿调度室或区队值班室取得联系，汇报险情，及时得到 救援。通信联络系统型号为 KT173;无线通信系统型号为 KT135;广播系 统型号为 KT193。3）人员定位系统采用 KJ351 无线读卡机实现矿井人员定位， 在矿井各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域等地点及巷道分支处均应设置分站，顺巷帮吊 挂人员定位系统的感应器，每一位工作人员必须按要求随身携带人员识别 卡。工作人员遇到危险时，在读卡器识别范围内，可以及时通过识别卡上的报警功能给井上发出救援请求，救援人员可以通过识别卡快速找到遇险 人

13、员地点，对遇险人员进行救援。4）矿井压风自救系统在地面副斜井井口附件设空压机站，站内安装配置了 2 台螺杆空气压 缩机，每台空压机配套一台储气罐，随空压机配套控制设备，带超温、过 压等安全保护。压风主管路沿副斜井敷设下井，将压缩空气送至井下，矿 井的避灾路线上均敷设压风管路，压风管路上装设压风自救装置。5）矿井供水施救系统 供水施救系统与井下防尘消防系统合并设置， 供水施救系统附设 在井下防尘消防系统中，井下主要运输大巷、采掘工作面每隔 50m 设 一个支管和阀门，用于供水施救。6）井下紧急避险系统根据相关要求规定，在距离主副斜井井底 900m 处施工永久避难硐室 一个。永久避难硐室内部安装有

14、专用的传感器，可以对硐室内的C0、C02、CH4 HS等有毒有害气体以及空气的温度实时监测，并通过矿井监测监控 分站传输到地面应急救援指挥中心。七、巷道充填1、在巷道矸石充填过程中，难以将自然堆积的矸石压实，使得矸石块体之间的空隙无法消除，密实度欠佳。因此，应采取注浆措施提高松散矸石的密实性与整体性，使得充填体对两帮具有一定的挤压作用，增强充填体与煤柱对上覆岩层的承载力，此外，实施注浆还可起到密闭充填体、 防止其风化腐蚀的作用。2、 在对充填巷充填一段时间后（充填高度不得大于2.5m）,需利用灌浆材料灌注，将松散的矸石凝聚成一个整体，同时在一定的时间内，需部 将上尚未充填的剩余空间充满，达到既

15、可以支撑两帮，又可以支撑顶板的 目的。因此，灌浆材料必须具有以下特点：呈液体状，良好的流动性； 胶结性好、具有一定强度；具有一定的膨胀性。3、为了达到以上要求，结合我矿实际情况，选用膏体材料进行充填， 可以满足充填巷充填需求。 注浆材料主要物料组成为粉煤灰、 胶体（水泥）、 水。4、为了保证充填巷道矸石充填密实，在充填过程中应做到：（ 1）在充填迎头，应边充填边洒水，有利于矸石堆集，而且可有效 降低抛矸产生的大量粉尘。（ 2）为了防止充填前巷道变形的影响，应坚持快速掘进、快速充填，减少空顶时间。5、注浆方式：通过轨道将地面粉煤灰等材料装车运到井下，在井下 建立注浆站，将粉煤灰、胶体（水泥） 、水按照一定的灰水比配置好浆液， 利用注浆泵加压，沿巷道通过管路输送到充填巷注浆地点。该充填巷道采 用由里向外逐段充填，充填长度为 810m当以上阶段工作完成后，在充 填的末端砌筑充填墙，并预留充填水袋（消防水袋）和充填预留孔，利用 注浆泵进行注浆密实充填。6、注浆设备：利用搅拌机、制浆泵与注浆泵配合，通过管道向采空 区输送。