急傾斜松軟突出煤層沿空留巷技術推廣應用

唐忠亮,黃 凱

(四川省華鎣山煤業(yè)股份有限公司李子埡南煤礦， 四川 廣安市 638600)

急傾斜松軟突出煤層沿空留巷技術推廣應用

唐忠亮,黃 凱

(四川省華鎣山煤業(yè)股份有限公司李子埡南煤礦， 四川 廣安市 638600)

針對李子埡南煤礦沿空留巷支護、煤層自燃等問題，提出了急傾斜松軟煤層沿空留巷技術，并在5233工作面實施，介紹了該技術實施的工藝過程，并進行監(jiān)控措施，形成了質(zhì)量優(yōu)良的機巷。采用固化技術有效控制巷道變形和采空區(qū)漏風，實現(xiàn)了“一巷兩用”。

急傾斜；防滅火；沿空留巷

0 前 言

李子埡南煤礦生產(chǎn)接替緊張，為了解決沿空留巷支護、煤層自燃等技術問題，保障安全生產(chǎn)，提出了急傾斜高瓦斯突出松軟煤層沿空留巷技術，即在5233機巷實施沿空留巷回采推進后，通過煤層加固穩(wěn)定煤墩，加強巷道維護，兼作5235工作面的回風巷使用，不再新掘巷道，從而減少掘進巷道垮冒危險性，并減少了區(qū)段煤柱損失，確保正常接替，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

1 研究內(nèi)容及技術方案

沿空留巷的基本理念是：將上區(qū)段的下平巷(一般為機巷)保存下來，用作下區(qū)段開采時的上平巷(一般為回風巷)。

李子埡南煤礦主采煤層為K1煤層。該煤層屬于急傾斜松軟突出煤層。煤層傾角在56°～78°之間，煤層厚度變化較大，在0.8～1.88 m之間，平均厚度為1.34 m。由于煤層傾角較大，故采用1.3 m的偽斜四邊形柔性掩護支架采煤法。為了防止工作面矸石及煤體落入下平巷，在下平巷與工作面之間預留煤墩。在回采過程中，超前掘進溜煤眼，后方布置通風行人眼，行人眼與溜煤眼之間為煤墩。煤墩凈寬3.4 m，高4 m。主要研究內(nèi)容如下：

(1) 研究沿空留巷上幫煤層固化技術，有效控制巷道變形和防止采空區(qū)漏風，實現(xiàn)“一巷兩用”。

(2) 實施巷道長度達到300 m，回采期間確保巷道能夠正常使用，不發(fā)生煤層自然發(fā)火。

(3) 沿空留巷質(zhì)量達到優(yōu)良品，且不發(fā)生冒頂及重傷以上安全事故。

2 應用實施

2.1 實施工作面概況

5233工作面位于李子埡煤礦東翼523采區(qū)，煤層巷道標高+656～+710 m。地面對應位置在羅家氹至大窩氹一帶，地形高低起伏 ，地面對應標高+1000～+1200 m，無建筑和河流。5231風巷標高為+710 m，機巷標高+656 m。5233工作面上部為5231工作面自然發(fā)火區(qū)(5231工作面于2010年3月4日發(fā)生自燃)，5233風巷為5231機巷進行沿空護巷所形成；5235風巷為5233機巷進行沿空護巷所形成；北面為5225工作面煤層薄化采空區(qū)，南面為煤層薄化區(qū)和井田邊界。

5233工作面采用長壁式偽俯斜采煤法，柔性四邊形掩護支架進行支護，工作面一次性采全高，區(qū)內(nèi)后退式回采，采空區(qū)采用自然垮落法處理。工作面采用人工打眼，爆破落煤，人工攉煤，搪瓷溜槽溜至運輸巷，皮帶機轉(zhuǎn)運至煤倉,單體支柱配合柔性掩護支架進行支護。如圖1所示。

2.2 沿空留巷實施技術

(1) 5233工作面在回采前，必須在5233機、風巷石門施工一道防火門，防火門墻體厚度大于500 mm，風門厚度大于30 mm，所有管纜孔必須封堵嚴實，必須確保風門關上后嚴密不漏風；分別在機、風巷的防火門上安設一直徑為100 mm的注氮管。管路鋪設路線：注氮泵(523一級材料上山下車場)→523一級材料上山上車場→5233機巷石門→5233機巷→注氮點。

(2) 工作面超前加固不得小于20 m，下出口前10 m為雙排，再前10 m為單排，必須打直，打牢。巷道壓力較大、巷鼓時，采用鋼梁、單體支柱進行摻料加固“一排兩柱”。與機巷末端間隔20 m安裝礦山壓力計。

(3) 隨著5233工作面的推進，機巷施工超前眼時，箍盤高度不得小于4 m。在工作面掩架回拆時，不得拆出箍盤木料、抓釘?shù)取?/p>

圖1 5233工作面示意圖

圖2 5233機巷眼子封堵

(4) 工作面回采推進中對推過行人眼封堵，防止氣體漏入采空區(qū)。其封堵的方法及要求為：所有眼子內(nèi)的盤料不進行回撤，在封堵眼子之前先預埋一根Φ50 mm鋼管(注氮管)，要求其上端超出水泥砂漿條帶300 mm，下端外露長度為300 mm;采用笆片排材等將眼子的下部擋住，鋪設一層厚度大于300 mm的煤矸石，再鋪設厚度大于1 m的水泥砂漿，水泥砂漿上部采用煤矸石填充，直至與眼子上口齊平;在5233工作面下出口回拆掩護支架前，灑上200 mm厚的生石灰后，鋪設400 mm的水泥砂漿，并在其上部再鋪灑厚度為200 mm的生石灰，兩層生石灰和400 mm厚的水泥砂漿須形成條帶，以封堵人行眼，減少新鮮風通過報廢下煤眼中煤柱裂縫漏入采空區(qū)，如圖2所示。

(5) 對工作面眼子封堵后，每間隔20 m用直徑不小于150 mm的木支柱替換機巷內(nèi)單體支柱。在替換單體支柱時，必須堅持“先支后回”的原則，即先支護好替換支柱，再進行更換。然后再對巷道進行全斷面噴漿處理，噴漿配合比為水泥∶沙∶石子=1∶2∶2；其噴漿厚度不得小于100 mm，固化巷道與防止氣體漏入采空區(qū)。

(6) 在5233機巷噴漿完成后，每隔50 m砌筑一道厚度為300 mm的密閉墻，并留觀測孔，現(xiàn)用人行眼距最近一道密閉墻不得超過50 m。在5233工作面機巷由里向外鋪設一根Φ100 mm的抽放管，密閉前留設一個三通閘閥，并將閘閥關閉，下一步恢復通風、啟封密閉墻前先進行抽采，達到降低密閉墻內(nèi)瓦斯及其有害氣體的目的。

(7) 每班由采煤隊跟班隊長觀察該巷道的變形，及時處理空幫漏頂，發(fā)現(xiàn)問題及時向調(diào)度室及礦領導匯報，請示處理。

2.3 監(jiān)控措施

(1) 在5233工作面風巷回風石門距岔口處和5233工作面上隅角分別安設一個CO傳感器，CO超過5 ppm時，超限報警，必須向5233采空區(qū)內(nèi)注氮，待CO低至4 ppm后，方可停止注氮，實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控。

(2) 通風隊加強現(xiàn)場各類監(jiān)控設備的檢查與維護，發(fā)現(xiàn)問題必須立即處理。監(jiān)控室加強對現(xiàn)場各類氣體監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況必須立即匯報。

(3) 救護隊每天在進行例行檢查時，采用多參或CO檢管對CO傳感器進行校對一次，如CO傳感器有偏差，則必須立即通知通風隊進行更換。

(4) 通防科每周對切眼內(nèi)的CH4、CO、T、CO2曲線作一次全面分析，每天作一小結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題必須及時處理。

3 結(jié) 論

5233機巷實施急傾斜松軟煤層沿空留巷技術，實施沿空留巷350 m，工程質(zhì)量優(yōu)良，采用固化技術有效控制巷道變形和采空區(qū)漏風，實現(xiàn)了“一巷兩用”。無煤層自然發(fā)火現(xiàn)象、未發(fā)生過冒頂及重傷安全事故，達到研究目標,取得了技術上可行、安全上可靠、布置上合理的效果。為急傾斜松軟突出、自燃煤層的安全開采提供了一條新的途徑。

[1]石永奎.急傾斜松軟突出煤層沿空留巷技術[D].西安：西安科技大學，2012.

[2]董柏林.太平礦急傾斜煤層回采巷道破壞機理與支護研究[D].西安：西安科技術大學，2006.

[3]李棲鳳.急傾斜煤層開采[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1984.

2015￣01￣16)

唐忠亮(1975-)，男，重慶合川人，采礦工程師，本科，主要從事煤礦采掘技術管理工作，Email:365159645@qq.com。