CN105715273A - 特厚硬煤下分层的巷道布置方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特厚硬煤下分层的巷道布置方式，下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。本发明由于将下分层巷道布置在上分层工作面的外侧，即下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。下分层巷道之间的保安煤柱尺寸变小，可加长下分层工作面的长度，煤炭回收率较高、安全性较好。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采的技术领域，尤其涉及一种特厚硬煤下分层的开采。
背景技术
神华某煤矿复合区二盘区的总面积为4.24平方公里。煤层总厚度为9.63-10.35m，平均厚度为10.0m，倾角为1-3°，埋深为76-106m，可采储量为7080万吨，煤层普氏系数约为3，且节理裂隙不发育、韧性较好。
原计划该盘区采用分层综采的开采方法，对10m厚的煤层，上分层综采回采4m，中间留2m假顶，下分层综采回采4m。2001年3月至2005年5月对该盘区上分层两翼共九个综采面已经进行了回采，上分层已回采煤量2830万吨，剩余煤量4250万吨。由于下分层巷道掘进难度太大，安全性太差，国内外也没有现成经验可以借鉴，导致上分层开采完毕至今已有近10年的时间下分层一直没有开采。
对于特厚煤层下分层开采巷道布置方式，理论上认为布置在煤柱内集中压力大，巷道维护困难。一般布置在采空区(上分层工作面)的下方，架棚支护，但成本高，安全性差，回收率低，效率低。具体表现如下：
(1)第一种巷道布置方式。如图1所示，为第一种巷道布置方式的截面图。具体为下分层顺槽1′在上分层工作面2′的内侧(相对于工作面的中心)，即下分层顺槽1′位于上分层工作面2′的正投影的范围内。由于相邻下分层顺槽1′之间的保安煤柱3′尺寸变大，而下分层工作面4′的长度缩短。因为只开采下分层工作面4′，保安煤柱3′不被开采，所以造成的浪费也较大，煤炭回收率低。另外，由于下分层顺槽1′位于上分层工作面2′的正投影的范围内，受到上分层工作面2′采动的影响，下分层顺槽1′的上方松散，容易塌落，下分层顺槽1′需要采取架棚支护，支护费用大，掘进速度慢，顶板安全性差。
(2)第二种巷道布置方式。如图2所示，为第二种巷道布置方式的截面图。具体为下分层顺槽1′在上分层顺槽5′的垂直正下方，下分层工作面4′的长度比第一种布置方式长，但回收率仍较低。并且由于该煤矿的原煤层总厚度为10.0m，上分层已采厚度为4.0m，下分层剩余厚度为6.0m，巷道(顺槽)高度按3.5m考虑。则第二种布置条件下分层间距平均只有2.5m左右，下分层顺槽1′采用锚网、锚索支护无法满足顶板安全需要，只能采用架棚支护，而架棚支护成本高，效率低，顶板安全风险大，不利于安全、快速掘进，布置方式不合理。
因此，有必要设计一种成本低，安全性好，回收率高的特厚硬煤下分层的巷道布置方式。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低，安全性好，回收率高的特厚硬煤下分层的巷道布置方式。
本发明的技术方案提供一种特厚硬煤下分层的巷道布置方式，下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。
进一步地，所述下分层巷道采用锚网支护。
进一步地，下分层顺槽布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
进一步地，所述下分层顺槽上对应上分层联巷的区段采用联合支护。
进一步地，所述联合支护包括锚杆、钢筋焊接网、钢筋钢带和U29支护钢棚。
进一步地，下分层切眼布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
进一步地，下分层硐室布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
进一步地，下分层回撤通道布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
进一步地，下分层联巷布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
本发明由于将下分层巷道布置在上分层工作面的外侧，即下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。下分层巷道之间的保安煤柱尺寸变小，可加长下分层工作面的长度，煤炭回收率较高、安全性较好。
附图说明
图1是现有的第一种巷道布置方式的截面图；
图2是现有的第二种巷道布置方式的截面图；
图3是本发明一实施例中下分层巷道布置方式的截面图；
图4是本发明一实施例中巷道布置方式的平面示意图；
图5是图4中左上方的局部放大图；
图6是图4中右上方的局部放大图。
附图标记对照表：
1′-下分层顺槽2′-上分层工作面3′-保安煤柱
4′-下分层工作面5′-上分层顺槽
11-上分层工作面12-上分层顺槽14-上分层切眼
16-上分层回撤通道17-上分层联巷
21-下分层工作面22-下分层顺槽23-保安煤柱
24-下分层切眼25-下分层硐室26-下分层回撤通道
27-下分层联巷
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
参见图3，图3为本发明一实施例中下分层巷道布置方式的截面图。特厚硬煤下分层的巷道布置方式：下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。
其中，下分层巷道可为下分层顺槽22，下分层顺槽22布置在上分层工作面11的正投影范围外，即上分层工作面11的外侧(相对于上分层工作面2的中心)。
由于下分层顺槽22布置在上分层工作面11的外侧，相邻下分层顺槽22之间的保安煤柱23的尺寸变小，可加长下分层工作面21的长度。由于下分层开采时，只开采下分层工作面21的煤炭，保安煤柱23不开采，因此采用这种巷道布置方式，煤炭回收率较高。并且，由于下分层巷道位于上分层的实体煤柱的下方，顶板安全性较好。
优选地，本实施例中，下分层巷道采用锚网支护，不用架棚，支护费用小。掘进和回采速度都较快，安全系数高，效率高，经济效益好。
下分层巷道还可以为下分层切眼24、或下分层硐室25、或下分层回撤通道26、或下分层联巷27。
参见图4-6，图4-6为本发明一实施例中巷道布置方式的平面示意图。图4-6包含了所有上面提到的下方层巷道的类型及布置方式。图4-6为巷道布置方式的透视图，图中可以看到上下分层中的巷道布置。
如图4-6所示，下分层顺槽22布置在上分层工作面11的正投影范围外。具体为，如图5所示，图5上方的下分层顺槽22布置在上分层工作面11的上方。下方有两条下分层顺槽22，靠近上方的下分层顺槽22位于上分层工作面11的下方，靠近下方的下分层顺槽22位于下面另一个上分层工作面11的上方。均位于相对于各自对应的上分层工作面11的中心的外侧。同时，也是布置在对应的上分层顺槽12的外侧。
如图5所示，下分层顺槽22上有部分区段对应上分层联巷17，该区域由于与上方的上分层联巷17之间的垂直间距紧，垂直壁厚薄，顶板结构松散，容易垮落，因此需要采用联合支护。
优选地，联合支护包括锚杆、钢筋焊接网、钢筋钢带和U29支护钢棚。
如图6所示，下分层切眼24布置在上分层工作面11的正投影范围外。同时，也布置在上分层切眼14的外侧。切眼为工作面开始开采的位置，图4和6中切眼位于最右侧，从右向左依次开采。
如图5所示，下分层硐室25布置在上分层工作面11的正投影范围外。同时，也布置在对应的上分层顺槽12的外侧。硐室间隔设置在单顺槽一侧的空间，用于安放开采设备。
如图5所示，下分层回撤通道26布置在上分层工作面11的正投影范围外。同时，也布置在对应的上分层回撤通道16的外侧。回撤通道为工作面开采的终点。
如图5所示，下分层联巷27布置在上分层工作面11的正投影范围外。同时，也布置在对应的上分层顺槽12的外侧。联巷为间隔设置在相互平行的两条顺槽之间的连接巷道。
本发明一具体实施例描述如下：
神华公司某煤矿的下分层首采工作面12下202工作面原煤层总厚度为9.63-10.35m，平均厚度为10.0m，煤层倾角为1-3°。上分层已采厚度3.46-4.92m，平均4.45m；下分层剩余厚度为5.08-6.54m，平均5.46m；埋深63.4-99.3m。12上202工作面原上覆基岩厚度42.3-86.4m(已塌陷)，该面已于2005年回采完毕。
为保证安全生产、提高资源回收率，并综合考虑上分层巷道布置、采煤方法、回采工艺，经过认真分析研究，12下202工作面巷道采用外错式布置，锚网支护，这样既有利于加大工作面长度，减小顺槽煤柱，提高煤炭回收率，又使下分层巷道位于上分层顺槽煤柱内，采用锚网、锚索支护能够满足支护及使用要求，支护方便、成本低。
该复合区12下202综放面主要巷道布置设计情况如下：
(1)12下202主、辅回撤通道布置在12上202回撤通道与大巷间的实体煤内。
(2)12下202切眼布置在12上202切眼外侧实体煤内。
(3)12下202回顺单巷布置在距离12上202运顺外侧4.2m的实体煤柱内。
(4)12下202运顺、12下204回顺布置在12上202回顺、204运顺顺槽之间宽31m的煤柱下，下分层两顺槽间煤柱净宽13.1m，12下202运顺布置在12上202回顺外侧3.6m的实体煤柱内，12下204回顺布置在12上204运顺外侧3.5m的实体煤柱内。
(5)12下202顺槽各联巷和调车硐室均布置在避开上分层联巷的实体煤柱内。根据顶板情况，联巷、调车硐位置可前后移动，移动距离不大于10m。
巷道顶板采用“钢筋焊接网+圆钢锚杆+W钢带+锚索”的方式进行支护，负帮采用“金属网+A3圆钢锚杆+圆钢钢带+蝶形托盘”的方式进行支护，正帮采用“高强度塑料网+玻璃钢锚杆”的支护方式，顺槽过上分层联巷时局部采用“锚杆+钢筋焊接网+钢筋钢带+U29支护钢棚”联合支护。
该复合区二盘区12下202综放面的巷道掘进总工程量为6212m。该综放面的长度249.8m，推进长度1124.5m，面积0.28平方公里。工作面选用北煤ZFY10200/25/42液压支架，7LS6C/LWS738型双滚筒采煤机，JOY2×2×1050KW(放顶煤)前后刮板输送机作为生产的主要配套设备。
此工作面采用综放开采工艺，一般情况下，回采4.0m，放顶煤2.0m。工作面已经顺利回采320米，日割煤最高刀数22刀，最高日产量约3.5万吨。该工作面回采过程中两顺槽经过使用检验，没有出现离层、冒顶等问题，矿压不大，未出现严重集中压力问题，各巷道及现场安全状况十分良好，能够保证综放工作面的安全、顺利、高效回采。
该工作面共节约巷道支护费用约1670万元，节约综放面回采时钢棚回收费用90万元，工作面煤炭资源回收率提高了15％左右，共多回收煤炭29.8万吨，按吨煤150元效益计算，多创造效益4470万元，累计经济效益达6230万元。并且为特殊复杂条件下的巷道布置方式提供了新的经验和技术，具有很强的实用价值。
本发明具有以下优点：
(1)为类似条件下在实体煤柱内布置巷道提供了新的经验，打破了过去那种在煤柱内布置巷道集中压力大、顶帮安全无法保证、不敢布置在煤柱内的理论和思想。在这种复杂特殊条件下采用外错式布置国内没有现成经验可借鉴。
(2)若在采空区下布置巷道则需全部采取架棚支护，支护费用大(仅钢棚就3000元/米)，掘进速度慢、效率低、安全性差。而外错式煤柱内布置巷道则消除了这些弊端，每米巷道可节省支护费用2700元。
(3)外错式布置巷道，工作面长度可加长38m左右，工作面煤炭资源回收率提高了15％左右。
(4)外错式锚网支护有效保证了掘进和回采时的顶板安全，为掘进工作面和综放工作面均创造了良好的环境安全条件，从而保证了在特殊复杂条件下复合区下分层煤炭资源的安全、顺利、高效回收。
(5)综放回采时，与巷道内错式布置的架棚支护方式相比，减少了钢棚回收工作量，提高了安全性，节约了钢棚回收的费用(每米节约150元)，加快了综放推进速度，创造了良好的经济效益。
(6)解决了活井12煤下分层在复杂特殊条件下10年不敢回采的问题，在目前全国煤炭形势不好的形势下，使活井12煤复合区优质煤得到及时回采，增加经济效益，同时又使被12煤复合区压茬的22煤层及时得到解放，解决了活井接续紧张的问题。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层巷道布置在上分层工作面的正投影范围外。
2.根据权利要求1所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，所述下分层巷道采用锚网支护。
3.根据权利要求1所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层顺槽布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
4.根据权利要求3所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，所述下分层顺槽上对应上分层联巷的区段采用联合支护。
5.根据权利要求4所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，所述联合支护包括锚杆、钢筋焊接网、钢筋钢带和U29支护钢棚。
6.根据权利要求1所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层切眼布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
7.根据权利要求1所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层硐室布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
8.根据权利要求1所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层回撤通道布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
9.根据权利要求1-8任一项所述的特厚硬煤下分层的巷道布置方式，其特征在于，下分层联巷布置在所述上分层工作面的正投影范围外。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160629 |