基于煤矿工程实践的巷式充填采煤技术论证.pdf
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1、28/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺0 引言巷式充填开采技术是基于条带充填开采技术升级的一种采煤方法,具有采留宽度小和减沉效果强的优势。一般在落实巷式充填开采工艺时,需要先在采区内依次开采条带煤,因其尺寸与巷道宽度类似,被称为“巷式”充填开采技术。然后,用矸石对条带采空区域进行充填,并在条带之间留设窄煤柱,能借助矸石充填体和煤柱完成对上覆岩层的支撑。当前我国在应用巷式充填开采技术时,主要集中在中厚煤层(1.33.5m)中,在厚煤层(3.58.0m)中缺乏研究和应用,因此,有必要结合工程案例进行技术应用分析。1 工程案例的概述以某地区的煤矿开采为例,采用斜井开拓,年产能力约为
2、155 万 t。矿井的主采煤层为 12#煤层,埋深均值为 425m,倾角均值为 15,且均厚为 6.4m 属于厚煤层。在地质储量方面,井田范围内村庄、工业广场下的煤柱压煤量较大,且同期另一煤矿的矿岩巷挖掘量较大,矸石的年产量为 15.2 万 t,借助传统的地面矸石山存储方法,既容易出现矸石污染和自燃隐患,也会占据大量矿区空间。为了提高环境保护效果并提高“三下”压煤资源的开采效率,该矿区决定采用巷式充填开采方法完成煤矸置换,以满足矿区的可持续发展需要1。2 案例煤矿中巷式充填开采的方案研究 结合充填工程试采区的规划需求,应关注地表建筑少、保护等级低和突水系数低于 0.06MPa/m 的区域,在有
3、效对矿区进行地质勘测后,合理选取工程试采区,为后续充填开采奠定基础。2.1 充填开采流程在结合上述案例进行地质勘察和巷式充填开采方案论证后,可以明确巷式充填开采工程的组成,具体包含矸石仓、上部车场、集中运输巷、集中回风巷、区段回风巷、区段运输巷和充填巷等。其中,上部车场主要由主石门进行扩帮改造形成,且在有效扩帮后巷道为三心拱断面(净宽 净高=7.2m3.5m),且在支护上选用“锚杆+锚索+钢筋网”的支护方式;上部车场的长度约为 97m,内设矸石仓、翻车机、推车机和破碎机等空间和装置;集中运输巷采用带式输送机进行运输;矸石仓利用破碎机、推车机和翻车机将矸石破碎成小粒径(250mm)。具体的巷式充
4、填开采工艺流程为:岩巷掘进运出的矸石主石门充填工程上部车场矸石仓给煤机集中运输巷区段运输巷充填巷迎头充填。2.2 充填巷、隔离煤柱的宽度设计 第一,结合巷式充填开采技术的理论研究和实践经验看,其条带采出的宽度与煤层采高、埋深、保护体重要程度及覆岩结构相关,针对以往的煤矸替换工程看,其条带开采的宽度均小于采深的 25%。反观本次研究的案例工程,参考村庄煤柱和工业广场的影响、巷式充填工作面是非主采工作面、项目中心为矸石的井下利用、井下支出困难度和综合掘进机的掘进性能,最终设计采出宽度为 5.0m。第二,对于煤层隔离煤柱的宽度设计,基于开采区域煤层的倾角较大;采深在 340660m 范围中整体变化幅
5、度大;采出率最大化的原则,决定煤柱稳定性系数的取值需大于 2,设计隔离煤柱宽度为 5.0m2。2.3 巷道的布置在落实巷式充填开采工艺时,需要关注巷道方面的布置工作。具体在充填巷的布置中,需要沿着煤层倾向基于煤矿工程实践的巷式充填采煤技术论证张金鹏(晋能控股集团轩岗煤电有限责任公司项目建设中心,山西忻州 034114)摘要:以某矿 12 号煤层(厚 6.4m)的开采为例,为缓解矸石污染和改善“三下”压煤问题,决定应用巷式充填采煤工艺,如何做好采煤方案设计,也成为当前企业需要考虑的问题。通过工程案例概述,分析具体厚煤层中该工艺的应用,讨论实际应用的效果,以期望可以满足企业的绿色开采需求。关键词:
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