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摘 要:边角煤的回收应考虑各方面的条件,文章以兖矿集团兴隆庄煤矿边角煤工作面B1303工作面为研究对象,对工作面从巷道布置、设备布置、边采边加设备、过老巷的方法和安全措施等一系列问题进行了分析与总结,为老矿区进行边角煤开采,加大资源回收、为类似地质条件下的边角煤开采提供了借鉴经验。
关键词:边角煤;设备布置;安全开采
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)18-0025-01
1 工作面概况
兖矿集团兴隆庄煤矿B1303工作面位于一采区中部,东部为B1302、1303及1304回采工作面,西部为一采区域轨道巷,切眼与1303运顺相邻,停采线与1302轨顺相邻。该工作面是在一采区1302~1306工作面相继回采结束后,在停采线与官庄二号断层两侧形成了多个不规则的边角煤块段。该区域边角煤块段体现了边角煤工作面“不规则、高应力、易发火”的特点,存在冲击地压隐患、多条老巷贯穿其中增大了工作面的开采难度。
B1303工作面为边角煤面,为最大限度回收资源,该工作面呈梯形布置,分两个阶段回采:内段净面长36.3 m,推进长度50 m;外段边推进边添加支架,推进长度392.94 m。工作面总推进长度为442.94 m,可采储量为32.98万t。
2 工作面巷道布置方式
①沿用原有巷道及溜煤眼,减少巷道开挖量。B1303工作面利用东翼-450 m轨道大巷作为主要辅助运输巷道,并充分利用原有的一采区域皮带巷、B1303轨联巷、一采区域皮机头联络巷等解决该工作面的通风、运输、行人问题。其中原一采区域皮巷道作为B1303工作面的煤流运输顺槽的重复利用,减少了600 m的工作面运顺系统巷道开挖量。
②受官庄二号大断层的影响,工作面轨道顺槽与断层走向大体上一致呈折线布置,轨道顺槽与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,工作面边采边加,加大资源的回收。
3 优化边采边加工艺工序
3.1 B1303工作面边采边加概况
B1303工作面,内段工作面轨顺和运顺中—中平距为40.3 m,净平距为36.3 m。外段工作面为轨顺边推边添加支架,净平距为36.3~129.62 m。工作面轨顺沿官庄二号断层掘进,与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,工作面推进约50 m后进入边采边添加阶段,轨顺外段与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,即每推进6 m,工作面变长1.5 m。外段边推进边添加支架、运输机溜槽及其附带设备。
3.2 工作面现场支架布置情况
该面工作面第一阶段共安装27组支架,自轨顺拐点以外到30#点,轨顺沿线安装41组支架。其中:27#点架前立柱距煤壁1 m,前机尾距煤壁2.2 m,后机尾距煤壁0.5 m。前部简易机尾与正常溜槽相连接,受齿轨座安装影响,煤机向机尾行走至正常溜槽最右端时,煤机右滚筒最低截割点距简易机尾端0.7 m,即简易机尾距工作面煤壁最小距离0.7 m时必须添加前部溜槽。
3.3 施工方案论证
①方案一:工作面安装时后部相对前部多安装一节溜槽,当工作面推进至边采边添加阶段第一次添加前部溜槽时,后部机尾距煤壁1.3 m,只添加前部溜槽即可。因巷道中提前安装支架,巷道中支架距煤壁宽度为3.3~3.5 m,故前部每次只能添加2节溜槽。添加后继续推进至第二次添加前部,此时后部机尾距煤壁约4 m,可不添加后部,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加3节后部,后机尾距煤壁1m。工作面继续推进至第三次添加前部时,正常添加2节前部溜槽,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加3节后部,后机尾距煤壁1 m。依次类推,按照相同方法推进过程中前后部交替添加,当前部运输机添加3次,后部运输机添加2次,即前后部同时添加6节溜槽。
②方案二:添加前部方案与方案一相同,第一次添加后部时后机尾距煤壁约5.5 m时,只添加2节后部溜槽即可,后机尾距煤壁1 m,工作面继续推进至第三次添加前部时,正常添加2节前部溜槽,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加2节后部溜槽,后机尾距煤壁2.5 m。
综上所述,为避免前后部同时添加工作量大,一个班不能完成的弊端,采用支架随工作面推进及时添加,前后部溜槽每次添加2节,交替添加的方案。
4 过老巷方法和安全措施
①1303面运顺位于工作面煤层一分层,在B1303工作面内全长42 m,与B1303运顺成71 ?觷夹角,影响工作面推进长度12.4 m,工作面每推进一排,将由机头向机尾延伸约2.03 m,即工作面每推进一排将由机头至机尾方向延伸1.33组支架。因B1303工作面沿煤层底板推进,该巷道处于工作面上方约2.4 m处,在工作面内无揭露点。预计对工作面生产影响较小,工作面推进至4#点6 m时,1303运顺在机头方向进入工作面,按1303运顺巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,机头排头支架前梁开始支撑老巷底板至工作面向前推进排头支架切顶线离开老巷底板,工作面需推进9.53 m,此时工作面支架主顶梁位于老巷底板下支架数为20组。
②1303面运顺联络巷由1~3分层穿层布置,该巷道进入工作面时与B1303运顺间距10.73 m,即工作面8#点支架至11#点支架对应段(4.5 m),工作面约推进至5#点1 m时,老巷底板在工作面内揭露,随工作面推进,老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合,工作面推进至8#点9 m时至老巷向工作面运顺方向拐点,随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加5.32 m,并逐渐向机头方向平移,工作面推进至10#点9.4 m时,老巷在运顺出面。
③B1303探煤巷在煤层内自工作面轨顺至工作面运顺由3~1分层穿层布置,探煤巷与B1303轨顺夹角89 ?觷,工作面每推进一排,老巷向机头延伸1.55组支架,老巷内已灌注粉煤灰充填改造,工作面推进至25#点5.7 m时在轨顺侧揭露老巷,按B1303探煤巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷,工作面需推进9.53 m。
④1303轨顺、1302运顺、B1302运顺平行布置且均位于工作面上方,在工作面内长度分别为60 m、107 m、109 m,工作面每推进一排,向机尾方向延伸1.25组支架,按老巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷,工作面需推进9.53 m。
⑤B1302运顺联络巷由1~3分层穿层布置,该巷道进入工作面时与B1303运顺间距19.5 m,即工作面13#支架至16#支架对应段,工作面约推进至35#点2 m时,老巷底板在工作面内揭露,随工作面推进,老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合,工作面推进至35#1.4 m时至老巷向工作面运顺方向拐点,随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加(5.32 m)并逐渐向机头方向顺移,工作面推进至37#点时,老巷在运顺出面。
5 结 语
近年来,随着矿井开采强度的增加,煤炭资源可采储量急剧衰减。因此,要延长矿井寿命,回收边角煤已经成为矿井的一项重点工作。
通过实践发现,边角煤的回采应尽可能利用现有生产系统,应针对各个边角煤块段的赋存状况及特点,开采前做好充分的调研论证工作,遵循技术可行、安全可靠、经济合理的原则,选择合适的开采技术方案,大胆试验,保证资源的回收率。
参考文献:
[1] 宁宇.大采高综采煤壁片帮冒顶机理与控制技术[J].煤炭学报,2009,(34).
[2] 郝海金,张勇.大采高开采工作面煤壁稳定性随机分析[J].辽宁工程技术大学学报,2005,(4).
关键词:边角煤;设备布置;安全开采
中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)18-0025-01
1 工作面概况
兖矿集团兴隆庄煤矿B1303工作面位于一采区中部,东部为B1302、1303及1304回采工作面,西部为一采区域轨道巷,切眼与1303运顺相邻,停采线与1302轨顺相邻。该工作面是在一采区1302~1306工作面相继回采结束后,在停采线与官庄二号断层两侧形成了多个不规则的边角煤块段。该区域边角煤块段体现了边角煤工作面“不规则、高应力、易发火”的特点,存在冲击地压隐患、多条老巷贯穿其中增大了工作面的开采难度。
B1303工作面为边角煤面,为最大限度回收资源,该工作面呈梯形布置,分两个阶段回采:内段净面长36.3 m,推进长度50 m;外段边推进边添加支架,推进长度392.94 m。工作面总推进长度为442.94 m,可采储量为32.98万t。
2 工作面巷道布置方式
①沿用原有巷道及溜煤眼,减少巷道开挖量。B1303工作面利用东翼-450 m轨道大巷作为主要辅助运输巷道,并充分利用原有的一采区域皮带巷、B1303轨联巷、一采区域皮机头联络巷等解决该工作面的通风、运输、行人问题。其中原一采区域皮巷道作为B1303工作面的煤流运输顺槽的重复利用,减少了600 m的工作面运顺系统巷道开挖量。
②受官庄二号大断层的影响,工作面轨道顺槽与断层走向大体上一致呈折线布置,轨道顺槽与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,工作面边采边加,加大资源的回收。
3 优化边采边加工艺工序
3.1 B1303工作面边采边加概况
B1303工作面,内段工作面轨顺和运顺中—中平距为40.3 m,净平距为36.3 m。外段工作面为轨顺边推边添加支架,净平距为36.3~129.62 m。工作面轨顺沿官庄二号断层掘进,与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,工作面推进约50 m后进入边采边添加阶段,轨顺外段与工作面推进方向呈15 ?觷夹角,即每推进6 m,工作面变长1.5 m。外段边推进边添加支架、运输机溜槽及其附带设备。
3.2 工作面现场支架布置情况
该面工作面第一阶段共安装27组支架,自轨顺拐点以外到30#点,轨顺沿线安装41组支架。其中:27#点架前立柱距煤壁1 m,前机尾距煤壁2.2 m,后机尾距煤壁0.5 m。前部简易机尾与正常溜槽相连接,受齿轨座安装影响,煤机向机尾行走至正常溜槽最右端时,煤机右滚筒最低截割点距简易机尾端0.7 m,即简易机尾距工作面煤壁最小距离0.7 m时必须添加前部溜槽。
3.3 施工方案论证
①方案一:工作面安装时后部相对前部多安装一节溜槽,当工作面推进至边采边添加阶段第一次添加前部溜槽时,后部机尾距煤壁1.3 m,只添加前部溜槽即可。因巷道中提前安装支架,巷道中支架距煤壁宽度为3.3~3.5 m,故前部每次只能添加2节溜槽。添加后继续推进至第二次添加前部,此时后部机尾距煤壁约4 m,可不添加后部,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加3节后部,后机尾距煤壁1m。工作面继续推进至第三次添加前部时,正常添加2节前部溜槽,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加3节后部,后机尾距煤壁1 m。依次类推,按照相同方法推进过程中前后部交替添加,当前部运输机添加3次,后部运输机添加2次,即前后部同时添加6节溜槽。
②方案二:添加前部方案与方案一相同,第一次添加后部时后机尾距煤壁约5.5 m时,只添加2节后部溜槽即可,后机尾距煤壁1 m,工作面继续推进至第三次添加前部时,正常添加2节前部溜槽,工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时,添加2节后部溜槽,后机尾距煤壁2.5 m。
综上所述,为避免前后部同时添加工作量大,一个班不能完成的弊端,采用支架随工作面推进及时添加,前后部溜槽每次添加2节,交替添加的方案。
4 过老巷方法和安全措施
①1303面运顺位于工作面煤层一分层,在B1303工作面内全长42 m,与B1303运顺成71 ?觷夹角,影响工作面推进长度12.4 m,工作面每推进一排,将由机头向机尾延伸约2.03 m,即工作面每推进一排将由机头至机尾方向延伸1.33组支架。因B1303工作面沿煤层底板推进,该巷道处于工作面上方约2.4 m处,在工作面内无揭露点。预计对工作面生产影响较小,工作面推进至4#点6 m时,1303运顺在机头方向进入工作面,按1303运顺巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,机头排头支架前梁开始支撑老巷底板至工作面向前推进排头支架切顶线离开老巷底板,工作面需推进9.53 m,此时工作面支架主顶梁位于老巷底板下支架数为20组。
②1303面运顺联络巷由1~3分层穿层布置,该巷道进入工作面时与B1303运顺间距10.73 m,即工作面8#点支架至11#点支架对应段(4.5 m),工作面约推进至5#点1 m时,老巷底板在工作面内揭露,随工作面推进,老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合,工作面推进至8#点9 m时至老巷向工作面运顺方向拐点,随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加5.32 m,并逐渐向机头方向平移,工作面推进至10#点9.4 m时,老巷在运顺出面。
③B1303探煤巷在煤层内自工作面轨顺至工作面运顺由3~1分层穿层布置,探煤巷与B1303轨顺夹角89 ?觷,工作面每推进一排,老巷向机头延伸1.55组支架,老巷内已灌注粉煤灰充填改造,工作面推进至25#点5.7 m时在轨顺侧揭露老巷,按B1303探煤巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷,工作面需推进9.53 m。
④1303轨顺、1302运顺、B1302运顺平行布置且均位于工作面上方,在工作面内长度分别为60 m、107 m、109 m,工作面每推进一排,向机尾方向延伸1.25组支架,按老巷宽4.5 m,工作面支架主顶梁长5.03 m计算,自老巷进入工作面,正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷,工作面需推进9.53 m。
⑤B1302运顺联络巷由1~3分层穿层布置,该巷道进入工作面时与B1303运顺间距19.5 m,即工作面13#支架至16#支架对应段,工作面约推进至35#点2 m时,老巷底板在工作面内揭露,随工作面推进,老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合,工作面推进至35#1.4 m时至老巷向工作面运顺方向拐点,随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加(5.32 m)并逐渐向机头方向顺移,工作面推进至37#点时,老巷在运顺出面。
5 结 语
近年来,随着矿井开采强度的增加,煤炭资源可采储量急剧衰减。因此,要延长矿井寿命,回收边角煤已经成为矿井的一项重点工作。
通过实践发现,边角煤的回采应尽可能利用现有生产系统,应针对各个边角煤块段的赋存状况及特点,开采前做好充分的调研论证工作,遵循技术可行、安全可靠、经济合理的原则,选择合适的开采技术方案,大胆试验,保证资源的回收率。
参考文献:
[1] 宁宇.大采高综采煤壁片帮冒顶机理与控制技术[J].煤炭学报,2009,(34).
[2] 郝海金,张勇.大采高开采工作面煤壁稳定性随机分析[J].辽宁工程技术大学学报,2005,(4).