普采充填工作面充填回采實(shí)踐

徐長(zhǎng)安，郅富標(biāo)

(河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院 454000)

普采充填工作面充填回采實(shí)踐

徐長(zhǎng)安，郅富標(biāo)

(河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院 454000)

由于朱村煤礦井下有部分薄煤層儲(chǔ)量，用炮采噸煤成本較高，2009年采用高檔普采，并與礦業(yè)大學(xué)合作，用膏體充填處理采空區(qū)，使剩下的薄層徹底解放出來(lái)，并使礦區(qū)環(huán)境得到改善，工效提高，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限。

薄煤層儲(chǔ)量;高檔普采;膏體充填

引言

河南煤化集團(tuán)焦煤公司朱村礦于1958年投產(chǎn)，50年以來(lái)，礦井資源逐年減少，05年實(shí)施了政策性破產(chǎn)。但井下有部分薄煤層儲(chǔ)量，煤層厚0.6～1.4M，由于煤層薄，工作環(huán)境較差，如果采用爆破落煤，用工量大，噸煤成本高，且易發(fā)生工人的傷亡，為了提高采出率，降低成本，在2009年采用高檔普采。54001普采工作面地面位于中站區(qū)怡光路以西，西苑社區(qū)以北，原北風(fēng)井以北，地面全為農(nóng)田，工作面采用膏體充填法管理頂板，對(duì)地面設(shè)施影響不大。54001工作面煤層賦存較穩(wěn)定。煤厚在0.6m～1.4m之間，平均煤厚1.25m。煤層正常傾角為0°～5°，平均4°，煤層屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。

為了開(kāi)采出井下薄煤層，采用了充填開(kāi)采技術(shù)，充填開(kāi)采技術(shù)是在開(kāi)采過(guò)程中將膏體充填材料輸送到采空區(qū)支護(hù)頂板，最大限度地提高村莊下、建筑物下、水體下壓煤的資源回收率。基本特征是：地面造漿、充填泵加壓、單管道輸送、在頂板未垮落前及時(shí)充填全部采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采。54001區(qū)段膏體充填開(kāi)采的成功實(shí)施證明了該技術(shù)的可行性，因此決定在對(duì)充填開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)后對(duì)54001工作面采空區(qū)全部充填法進(jìn)行回采，以保證采動(dòng)后頂板不垮落，確保地面建筑物安全。

1.普采充填工作面設(shè)備配置及采煤機(jī)進(jìn)刀方式

1.1 采煤機(jī)MG80/200－BW;

1.2 刮板輸送機(jī)SGB－630/150C;

1.3 單體液壓支柱DW16－300/100;

1.4 乳化液泵站XRB2B(A)。

采煤機(jī)從工作面槽頭斜切進(jìn)入煤體→開(kāi)始上行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至工作面槽尾→采煤機(jī)反刀→推移工作面槽尾→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開(kāi)始下行割煤、裝煤→移槽(打柱)→采煤機(jī)割煤至槽頭→采煤機(jī)反刀→推移槽頭→采煤機(jī)返回割三角煤→采煤機(jī)反刀→開(kāi)始上行割煤。即采煤機(jī)往返一次進(jìn)兩刀。

2.普采充填工作面概況及采空區(qū)處理

2.1 工作面概況

54001 工作面一5煤直接頂板為L(zhǎng)5灰?guī)r，因此，一5煤賦存也較穩(wěn)定，煤厚變化不大，煤層厚度在1.0～1.47m之間，平均煤厚1.3m。工作面一5煤層正常傾角為0～5°平均4°。工作面采用長(zhǎng)壁普采充填法采煤，“三八”制作業(yè)，包括采煤、充填和凝固三個(gè)環(huán)節(jié)，工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為100m，煤層厚度1.2m，每個(gè)回采班進(jìn)尺1.35m，則工作面日產(chǎn)量為539.4t/d。整個(gè)工作面產(chǎn)量為17.8萬(wàn)t/a。

2.2 工作面采空區(qū)處理

54001 工作面為薄煤層工作面，采用雙滾筒采煤機(jī)落煤，單體液壓支柱支護(hù)頂板，由于該礦資源已經(jīng)枯竭，回采的工作面屬于保安煤柱，工作面頂部地面為建筑物，屬三下采煤。工作面長(zhǎng)為100m，采高為1.0－1.4m，采用普采后，工作面的工作人員比放炮落煤時(shí)要大大減少，為保證在回采時(shí)地面建筑物不會(huì)受到影響，采用膏體充填處理采空區(qū)，三八制作業(yè)，六班一個(gè)循環(huán)，每循環(huán)進(jìn)尺5.4m，回采采高1.3米，月正規(guī)循環(huán)率為95%。充填時(shí)，由地面充填站通過(guò)管道向井下充填區(qū)輸送充填料，充填采空區(qū)。工作面最大控頂距10.8m，最小控頂距5.4m，充填步距5.4m。

54 區(qū)回風(fēng)下山巷道內(nèi)充填管路選用Φ180mm×(10+8)mm，長(zhǎng)6m的雙層金屬耐磨管，工作面內(nèi)與工作面平行的管路布置于工作面充填管子巷內(nèi)，選用Φ159mm，長(zhǎng)3m的無(wú)縫鋼管。垂直于工作面方向，伸向采空區(qū)方向的短管選用Φ159mm、長(zhǎng)1.5m的無(wú)縫鋼管，布料管間距根據(jù)充填體流動(dòng)性和巷道傾角及時(shí)調(diào)整，暫定為30m;工作面管和布料管通過(guò)DN150三通連接，為便于依次充填，三通的直通端和旁通端均設(shè)有閘閥。

當(dāng)充填班開(kāi)始后，在采空區(qū)側(cè)設(shè)置充填擋墻，充填擋墻采用鐵模板穩(wěn)設(shè)，當(dāng)工作面高度不足1.0m時(shí)，可以使用皮帶穩(wěn)設(shè)，為防止?jié){液從擋墻處溢出，擋墻內(nèi)側(cè)要敷設(shè)編織布，擋墻穩(wěn)設(shè)要牢固。

充填工藝流程監(jiān)測(cè)監(jiān)控由地面計(jì)主控中心控制，由PLC(可編程控制器)對(duì)泵送壓力、流量、各罐次攪拌料實(shí)際配比及系統(tǒng)運(yùn)行信息采集并實(shí)時(shí)反饋，控制中心人員為全班候值班，同時(shí)保持井上下通信暢通，并有專人負(fù)責(zé)，充填時(shí)要經(jīng)常觀測(cè)支柱和擋墻，發(fā)現(xiàn)跑漿、漏漿情況，及時(shí)處理并向充填站匯報(bào)。

54001 工作面充填管路布置方式(見(jiàn)圖1所示)。

圖1 54001工作面充填管路布置方式

2.3 充填工藝流程

充填準(zhǔn)備→檢查準(zhǔn)備→管道充水→灰漿推水→矸石漿推灰漿→依次充填→灰漿推矸石漿→水推灰漿→壓風(fēng)推水，充填工作結(jié)束。

2.4 充采作業(yè)循環(huán)流程

與工作面采煤循環(huán)相匹配，六班一個(gè)充采循環(huán)。兩班采煤，兩班充填準(zhǔn)備，兩班充填。工作面充采循環(huán)作業(yè)圖見(jiàn)圖2。

圖2 工作面充采循環(huán)作業(yè)圖

A：初始狀態(tài)：上一次充填結(jié)束，工作面為三排柱，最小控頂距為4.5m，新巷側(cè)柱沿傾向布置。排距1.5m，柱距 1.5m，新巷寬 1.5m，人行巷寬 1.5m，充填管子巷寬1.5m。

B：采煤班采第一刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，工作面為四排柱(新設(shè)排支柱為臨時(shí)支柱，柱距3m)，工作面控頂距為5.25m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打柱。

C：采煤班采第二刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，累計(jì)采煤進(jìn)尺1.5m，工作面為四排柱，控頂距為6.0m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打柱(挨槽邊打正式柱，取臨時(shí)柱)。

D：采煤班采第三刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，累計(jì)采煤進(jìn)尺2.25m，工作面為五排柱(新設(shè)排支柱為臨時(shí)支柱，柱距3m)，控頂距為6.75m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打柱。

E：采煤班采第四刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，累計(jì)采煤進(jìn)尺3.0m，工作面為五排柱，控頂距為7.5m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打柱。

F：采煤班采第五刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，累計(jì)采煤進(jìn)尺3.75m，工作面為六排柱，控頂距為8.25m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打臨時(shí)柱。

G：采煤班采第六刀煤結(jié)束后：采煤進(jìn)尺0.75m，累計(jì)采煤進(jìn)尺4.5m，工作面為六排柱，控頂距為9.0m。作業(yè)工序：采煤→推槽→打柱。

第三班、第四班：移充填管、穩(wěn)設(shè)模板(充填準(zhǔn)備)。

第五班、第六班：充填、檢修。

工作面達(dá)到最大控頂距9.0m后，開(kāi)始移工作面充填管，回撤穩(wěn)設(shè)模板支柱，回撤模板，穩(wěn)設(shè)模板，回撤待充填區(qū)支柱，連接充填管和布料管，由下向上依次充填，充填完畢恢復(fù)至初始狀態(tài)，開(kāi)始下一次充采循環(huán)。

3.結(jié)論

1.原來(lái)采用爆破落煤，用直接垮落法控制頂板，造成用工量大，噸煤成本高，工傷較多且地面受采動(dòng)的影響較大，造成地面下陷，良田無(wú)法耕種，地面建筑物受影響較大。

2.采用高檔普采之后，噸煤成本降低，工作面人員數(shù)量下降，工效提高。

3.采用膏體充填處理采空區(qū)，使地面建筑物受影響很小，且使地面矸石大量被消耗掉，解放出大量耕地，礦區(qū)環(huán)境得到改善。

4.采用膏體充填法處理采空區(qū)，充采循環(huán)作業(yè)，當(dāng)充填時(shí)，工作面處于檢修時(shí)段，產(chǎn)能受到影響，但該礦為資源枯竭礦井，回采出三下壓煤，井下保護(hù)煤柱徹底得到回采，提高了回采率，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，改善了職工收入。

［1］解飛翔.膏體充填特點(diǎn)及其現(xiàn)狀分析［J］.科學(xué)實(shí)踐.2005.3

［2］覓迭袍.矸石井下處置綠色開(kāi)采技術(shù)［J］.煤礦開(kāi)采.2008.12

［3］周建保.太平煤礦膏體綠色充填開(kāi)采技術(shù)實(shí)踐［J］.山東煤炭科技.2009.3

The Practice of Stoping－and－ Filling in the General M achine M ining Filling Coal Face

XU Chang－an，ZHIFu－biao

(Higher Vocational College of Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China)

There are some thin seam reserves in coal mine of Zhu Village.with the high cost of blasting mining tons of coal，in 2009，high－grade general machine mining was adopted，and cooperated with the Mining University，dealing with mined-out area with paste filling，so the rest of the thin seams were totally liberated out，and improve the environment，improve efficiency，and extend the service life of the coal mine.

thin seam reserves;high－grade general machine mining;paste filling

TD823.98 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A

1671－3974(2012)01－0049－03

2011－10－25

徐長(zhǎng)安(1966－)，男，大學(xué)，河南理工大學(xué)高等職業(yè)學(xué)院。主要從事煤礦井下供電、礦山自動(dòng)化的教學(xué)及研究。