采面下分层回采巷道布置方案
编制人:刘家宏
时间:2014年2月15日
5101
一、概述........................................................................................................................................... 3
二、开采技术条件 . .......................................................................................................................... 4
三、 回采巷道布置方案分析 . ........................................................................................................ 7
四、回采巷道布置方案选择 . .......................................................................................................... 9
五、巷道断面与支护形式 . ............................................................................................................ 11
六、安全技术措施 . ........................................................................................................................ 11
5101采面下分层回采巷道布置方案
一、概述
倾斜分层长壁采煤法是我国长期应用的一种厚煤层采煤方法。通常把近水平、缓(倾)斜及中斜厚煤层用平行于煤层层面的斜面划分为若干个2.0~3.0m左右的分层,然后逐层开采。根据煤层倾角不同,可以采用走向长壁或倾斜长壁采煤法。
分层间一般采用下行开采顺序,垮落法处理采空区,上分层开采后,以下的各分层在已经垮落的顶板下开采。为确保下分层开采安全,上分层一般要铺设人工假顶或形成再生顶板。
在同一个区段范围内,上、下两个分层同时开采时,称为“分层同采”,反之称为“分层分采”。分层分采可以进一步分为两种形式,一种是在同一区段内,待上分层全部采完后,再掘进下分层的回采巷道,而后回采;另一种是在同一采区内,待各区段上分层全部采完后,再掘进下分层的回采巷道和回采,俗称“大剥皮”。
根据西安中煤设计有限责任公司设计确定的5-2煤层采用长壁式综采工作面分层铺底网采煤法,全部垮落法管理顶板。5101采面的回采的初步方案定为分层分采,待各区段上分层全部采完后,掘进下分层的回采巷道和回采。现需对5101采面下分层回采时回采巷道布置方案进行选择。
二、开采技术条件
5-2煤层为本区主采煤层分布稳定,结构简单,厚度6.39m ~
9.18m ,平均厚度约8.09m 。一般含1层厚度0.10~0.49m的粉砂岩夹矸,为全区可采的稳定型厚~特厚煤层。煤层埋深43.72~185.23m ,底板标高变化在+995.0~+1035.0m之间。煤层赋存近似水平,总体上自东南向西北倾斜 ,煤质较坚硬,节理裂隙不发育。煤层顶板以直接顶为主,初次跨落步距为25.60m ,属3类,即稳定性顶板,岩性以砂质泥岩、粉砂岩为主,饱和抗压强度8.7~25.8Mpa ,平均值为20.14Mpa ;基本顶全区属Ⅲ~Ⅳ级,即基本顶来压力显示强烈~非常强烈,岩性以粉砂岩为主;伪顶岩性为泥岩、炭质泥岩,厚度不足0.50m ;直接底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩为主,饱和抗压强度15.0~45.6Mpa;老底以细粒砂岩、中粒砂岩为主,底板属Ⅲb 类。
根据《陕西莱德集团神木县东川矿业有限公司煤矿(整合区) 勘探报告》提供的资料:
① 瓦斯
WS7、WS4钻孔5-2煤层测试分析表明(见表1-2-17): 5-2煤层瓦斯含量CH 4为12.46~16.43 mL/g,daf,CO2为5.20~8.40 mL/g,daf;自然瓦斯成分CH 4为1.00~1.14%,CO 2为0.37~0.65%, 应属二氧化碳-甲烷带(CO2-CH 4) 。因此在生产掘进管理中应该引起足够的重视。
表1-2-17 各煤层瓦斯含量测定成果汇总表
根据陕西省煤炭工业局《关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》(陕煤局发[2008]2号),大柳塔镇乌兰色太村办煤矿2006年检测的CH 4绝对涌出量为0.00m 3/min,相对涌出量0.00m 3/t;2007年检测的CH 4绝对涌出量为0.14m 3/min,相对涌出量0.84m 3/t,连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO 2相对涌出量为4.38m 3/t,连续两年亦批准为“低”等级。相邻的大柳塔镇大柳塔镇特麻沟蜂窝渠煤矿煤矿2006年检测的CH 4绝对涌出量为0.12m 3/min,相对涌出量0.49m 3/t;2007年检测的CH 4绝对涌出量为0.15m 3/min,相对涌出量0.90m 3/t,连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO 2相对涌出量为1.74m 3/t,连续两年亦批准为“低”等级。附近各生产煤矿均亦连续两年批准为“低”等级。
② 煤尘
根据《陕北侏罗纪煤田大海则井田勘探地质报告》其它开采技术条件煤尘评价结论。3-1及5-2煤层测试的火焰长度均大于≥400mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量在75~90%之间,均属于爆炸性危险的煤层。煤的干燥无灰基挥发份(Vdaf )与固定碳(FCdaf )之比(爆炸性指数)远远大于10%的界限。表明本区各煤尘均有爆炸性危险。
③ 煤的自燃倾向
根据原煤样燃点与氧化样燃点之差在10~30℃之间,表明煤层属容易自燃煤层(见表1-2-18)。
表1-2-18 煤的自燃倾向等级汇总表
根据GB/T20104-2006《煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法》中9·1条煤自燃倾向性等级,本区煤干燥无灰基挥发分(Vdaf )>18%,测试煤的吸氧量Vd >0.70cm3/g,属Ⅰ类容易自燃煤层。
④ 地温:
据大海则井田勘探资料表明,区内地温梯度最大2.9℃/100m,最小为0.84℃/100m,平均地温梯度1.53℃/100m。区内地温正常,无地热灾害。
⑤ 煤层顶、底板岩性
a 煤层顶板:3-1号煤层直接顶以砂质泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.51m ,其稳定性属2类中等稳定较差顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,全区属Ⅰ级,即基本顶压力显示不明显。5-2号煤层直接顶以泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.18m ,故应属3类稳定顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,属Ⅲ-Ⅳ级,即基本顶压力显示强烈-非常强烈。
b 煤层底板:各主采煤层底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩占优势,老底砂岩以细粒砂岩、中粒砂岩为主;一般底板较稳定,未见底鼓、变形现象;依《缓倾斜煤层采煤工作面底板分类》(MT553
-1996)标准,工作面底板分类以煤层底板允许单向抗压强度进行分类,本区煤层底板主要由粉砂岩和泥岩组成。依据煤层底板岩石力学测试成果,3-1煤层底板饱和抗强度为18.4MPa 。5-2煤层底板饱和抗强度为19.9MPa 。
允许底板单向抗压强度计算公式:Rp=0.75Rc
式中:
Rp —允许底板单向抗压强度(Mpa )
Rc —岩石饱和抗压强度(Mpa )
经计算3-1煤层Rp 值为13.80Mpa , 5-2煤层Rp 值为14.93Mpa , 3-1煤层底板属Ⅲa 类,5-2煤层底板Ⅲb 类,均属较软类底板。
三、 回采巷道布置方案分析
采用分层方法开采厚煤层时,分层平巷有以下三种布置形式。 方案1. 倾斜布置
如图1—1所示,各分层平巷是按25°~ 35°角呈倾斜布置,一般适用于倾角小于15°~ 20°的煤层,这种布置有利于从分层运输平巷往下溜煤。
(a)22
1(b)1图1-1分层平巷倾斜布置 (a)内错式;(b)外错式 1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
上区段分层运输平巷与下区段分层回风平巷之间常留有区段煤柱,其大小视煤层厚度、倾角、煤质松软程度等因素而定,一般情况下不小于15m, 或更大一些。
相对于下分层工作面长度变化,倾斜布置又有内错式和外错式之分。内错式布置的下分层平巷内错半个至一个巷道宽度,使工作面变短,煤柱加大,巷道在采空区下方沿假顶掘进,容易维护,也容易向上漏风。
外错式布置就是将下分层平巷布置于上分层平巷的外侧,位置处于上分层煤柱侧向固定支承压力影响范围内,这使平巷维护困难,并且在下分层工作面的上、下出口处没有人工假顶,导致采煤和支护较困难,这种布置应用较少。
方案2.水平布置
如图1-2所示,各分层平巷布置在同一水平标高上,区段煤柱呈平行四边形。这种布置方式有利于材料运输、行人和通风。分层运输平巷处于上分层采空区下方,压力小,易于维护。但分层回风平巷位于区段煤柱下方,承受固定支承压力作用,维护比较困难。对于区段煤柱尺寸,应注意使上、下区段分层平巷间垂距不小于5m, 因此,一般用于倾角大于20°~ 25°的煤层,否则区段煤柱太大。
1
2
图1-2分层平巷水平布置
1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
方案3.垂直布置
如图1-3所示,各分层平巷沿垂直方向呈重叠式布置,区段煤柱呈近似矩形。这种布置方式在煤层倾角小于8°~ 10°,特别是在近水平厚煤层条件下,可减小区段煤柱尺寸,分层平巷受支承压力的影响也较小,易于维护。同时,下分层平巷沿上分平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进容易掌握方向。 21
图1-3分层平巷垂直式布置
1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
四、回采巷道布置方案选择
根据矿区开采技术条件:①瓦斯等级“低”;② 煤尘有爆炸性危
险;③煤层属Ⅰ类容易自燃煤层;④区内地温正常,无地热灾害;⑤5-2号煤层直接顶以泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.18m ,属3类稳定顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,属Ⅲ-Ⅳ级,即基本顶压力显示强烈-非常强烈。5-2煤层底板属Ⅲb 类,属较软类底板。
方案1回采巷道倾斜布置内错式容易向上漏风,采取相应的堵风措施,增加了相应的生产成本。回采巷道外错式布置将中下分层平巷布置于上分层平巷的外侧,位置处于上分层煤柱侧向固定支承压力影响范围内,这使平巷维护困难,并且在中下分层工作面的上、下出口处没有人工假顶,导致采煤和支护较困难。故回采巷道布置不建议选择方案1。
方案2倾斜巷道水平布置,分层回风平巷位于区段煤柱下方,承受固定支承压力作用,维护比较困难。对于区段煤柱尺寸,上、下区段分层平巷间垂距不小于5m, 因此,一般用于倾角大于20°~ 25°的煤层,5-2煤层是近水平煤层,回采巷道水平布置的话,区段煤柱尺寸太大,造成资源浪费。回采巷道布置故不建议选用方案2。
方案3回采巷道垂直布置可减小区段煤柱尺寸,分层平巷受支承压力的影响也较小,易于维护。同时,下分层平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进,容易掌握方向。故建议回采巷道布置形式选择方案3垂直布置。
五、巷道断面与支护形式
根据5-1煤层及其顶、底板围岩条件,煤层巷道均选用矩形断面。 工作面胶带输送机巷、辅助运输巷及回风巷设计巷道净宽分别为
4.2m 、5.1m 和5.1m ,净断面积分别为12.6m 2,15.3m 2和12.3m 2,支护形式为锚、网支护,必要时加锚索。
巷道断面详见表5-1。
表5-1 巷道断面对照表
六、安全技术措施
1、顶板管理
①、严格执行正规的施工工艺:敲帮问顶→打眼、装药、放炮→掏梁窝→移前探梁→上梁打顶→刷帮挖柱窝→站腿→打帮。
②、施工期间严格执行敲帮问顶制度,要有专人观山,专人操作,精力集中,动作敏捷,严格按有关规定进行架棚作业,帮顶较活时,必须采用撞楔法施工,用钎椽、小径木护好帮顶后,再撕帮、揭顶施工,严禁空帮空顶作业。
③、放炮前迎头向外10米的U 型钢棚的帮顶要背牢背实,同时要
打上撑杆对U 型钢棚进行加固。
④、架棚时,必须拉尺上线,使中、腰线及三角线对照,确保支架无歪旋、无前倾后仰现象。
⑤、支架迎山有力,柱窝要实,支架不准悬空或站在浮矸上。 ⑥、严禁空顶作业,要求最大控顶距不超过1.8米,若出现空顶,必须及时装填,防止空顶范围扩大,造成冒顶事故。
2、放炮安全措施:
①、爆破作业要求采用安全等级不低于三级的煤矿许用安全炸药、煤矿许用毫秒延期电雷管、电容式放炮器起爆,严禁一次装药分次放炮。 ②、施工人员要按照爆破图表的要求进行打眼、装药、爆破,根据煤/岩的软硬程度及实际情况,施工人员可对爆破参数做出相应的调整。 ③、装药可由班组长协助放炮员操作,联线、起爆必须由放炮员亲自操作,其他闲杂人员不得干预。
④、装药及放炮前,瓦检工必须检查瓦斯,如果放炮地点附近20m 以内的瓦斯浓度达0.8%时,严禁放炮。对封泥不足的炮眼,严禁放炮;严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封孔。
⑤、放炮后,待工作面炮烟吹散,放炮员、瓦检工、班组长必须先巡视放炮地点,检查通风、瓦斯、顶板、支架、瞎炮、残爆等情况,若有险情必须及时处理。
⑥、必须在31回风开口中心向上向下各75米各处设一个把口处,要求把口人员必须有放炮把口工证,严防闲杂人员误入警戒区。 ⑦、放炮期间严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
3、通风和瓦斯管理
①、通风队必须指派专职瓦斯工检查巷道内的瓦斯浓度,瓦检工于施工地点附近巡回检查,做好瓦检工作,保证迎头有足够的风量,严禁无风、微风、瓦斯超限作业。
②、加强瓦斯管理。瓦斯探头必须按规定悬挂在距迎头5m 内非风筒侧的二码处,班长还要班班佩带瓦斯便携仪,并悬挂在迎头规定位置,以便时刻掌握瓦斯浓度变化情况。
③、加强通风,每班瓦检员要把风筒接至迎头5米内,保证工作面有足够的风量,瓦检员每班都要对工作面瓦斯进行检测,发现问题及时处理。
④、当风筒口至工作面风流中的瓦斯浓度达到或超过0.6%时,必须停止工作。当瓦斯浓度达到或超过0.8%时,要切断全部电源,只有当瓦斯浓度小于0.5%时才能送电开机。
⑤、机电工必须每班携带瓦斯便携仪,在检查开关或电动机时,必须先用便携仪检查开关或电动机附近20m 的瓦斯浓度,如瓦斯浓度达到0.8%时,必须停止工作,切断电源,进行处理。
4、机电运输管理:
①、所有电器设备必须有可靠的保护装置并保证灵敏可靠,机电工每班检查一次电器设备的防爆性能,发现失爆设备立即处理,杜绝失爆现象发生。
②、电缆、信号线要吊挂整齐,无破损。严禁带电检修、搬迁电器设备。
③、刮板输送机的安装应做到三直一平,机头机尾要固定可靠并打点杆,严格执行操作规程,交接班制度和检查维修制度,各种设备严禁带病作业。刮板输送机司机必须持证上岗, 并严格按本工种操作规程进行作业。
④、抬运料跨31回风上山皮带时,要利用皮带过桥,抬料人员要有专人指挥,动作要一致协调。
⑤、开车前绞车司机必须首先检查机械零部件是否齐全,机械设备、固定装置是否齐全,刹车装置是否可靠,经试车良好后方可开车,否则应停止运行,汇报有关部门,处理好后再试车运行。
⑥、绞车司机必须坚守岗位,认真负责,集中精力,不得善离职守。提升过程中要密切注意钢丝绳的动向,发现异常情况,立即停止提升,检查处理,并严格执行绞车工操作规程、停送电制度,电器问题必须汇报专职维修工处理。
5、避灾路线
①、避火、瓦斯爆炸避灾路线
掘进头→辅助运输大巷回/胶带输送机大巷/→井底车场→副斜井/主斜井→地面
②、避水路线
掘进头→回风大巷→回风斜井→地面
6、其它未涉及之处均按《煤矿安全规程》中有关规定严格执行。
采面下分层回采巷道布置方案
编制人:刘家宏
时间:2014年2月15日
5101
一、概述........................................................................................................................................... 3
二、开采技术条件 . .......................................................................................................................... 4
三、 回采巷道布置方案分析 . ........................................................................................................ 7
四、回采巷道布置方案选择 . .......................................................................................................... 9
五、巷道断面与支护形式 . ............................................................................................................ 11
六、安全技术措施 . ........................................................................................................................ 11
5101采面下分层回采巷道布置方案
一、概述
倾斜分层长壁采煤法是我国长期应用的一种厚煤层采煤方法。通常把近水平、缓(倾)斜及中斜厚煤层用平行于煤层层面的斜面划分为若干个2.0~3.0m左右的分层,然后逐层开采。根据煤层倾角不同,可以采用走向长壁或倾斜长壁采煤法。
分层间一般采用下行开采顺序,垮落法处理采空区,上分层开采后,以下的各分层在已经垮落的顶板下开采。为确保下分层开采安全,上分层一般要铺设人工假顶或形成再生顶板。
在同一个区段范围内,上、下两个分层同时开采时,称为“分层同采”,反之称为“分层分采”。分层分采可以进一步分为两种形式,一种是在同一区段内,待上分层全部采完后,再掘进下分层的回采巷道,而后回采;另一种是在同一采区内,待各区段上分层全部采完后,再掘进下分层的回采巷道和回采,俗称“大剥皮”。
根据西安中煤设计有限责任公司设计确定的5-2煤层采用长壁式综采工作面分层铺底网采煤法,全部垮落法管理顶板。5101采面的回采的初步方案定为分层分采,待各区段上分层全部采完后,掘进下分层的回采巷道和回采。现需对5101采面下分层回采时回采巷道布置方案进行选择。
二、开采技术条件
5-2煤层为本区主采煤层分布稳定,结构简单,厚度6.39m ~
9.18m ,平均厚度约8.09m 。一般含1层厚度0.10~0.49m的粉砂岩夹矸,为全区可采的稳定型厚~特厚煤层。煤层埋深43.72~185.23m ,底板标高变化在+995.0~+1035.0m之间。煤层赋存近似水平,总体上自东南向西北倾斜 ,煤质较坚硬,节理裂隙不发育。煤层顶板以直接顶为主,初次跨落步距为25.60m ,属3类,即稳定性顶板,岩性以砂质泥岩、粉砂岩为主,饱和抗压强度8.7~25.8Mpa ,平均值为20.14Mpa ;基本顶全区属Ⅲ~Ⅳ级,即基本顶来压力显示强烈~非常强烈,岩性以粉砂岩为主;伪顶岩性为泥岩、炭质泥岩,厚度不足0.50m ;直接底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩为主,饱和抗压强度15.0~45.6Mpa;老底以细粒砂岩、中粒砂岩为主,底板属Ⅲb 类。
根据《陕西莱德集团神木县东川矿业有限公司煤矿(整合区) 勘探报告》提供的资料:
① 瓦斯
WS7、WS4钻孔5-2煤层测试分析表明(见表1-2-17): 5-2煤层瓦斯含量CH 4为12.46~16.43 mL/g,daf,CO2为5.20~8.40 mL/g,daf;自然瓦斯成分CH 4为1.00~1.14%,CO 2为0.37~0.65%, 应属二氧化碳-甲烷带(CO2-CH 4) 。因此在生产掘进管理中应该引起足够的重视。
表1-2-17 各煤层瓦斯含量测定成果汇总表
根据陕西省煤炭工业局《关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》(陕煤局发[2008]2号),大柳塔镇乌兰色太村办煤矿2006年检测的CH 4绝对涌出量为0.00m 3/min,相对涌出量0.00m 3/t;2007年检测的CH 4绝对涌出量为0.14m 3/min,相对涌出量0.84m 3/t,连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO 2相对涌出量为4.38m 3/t,连续两年亦批准为“低”等级。相邻的大柳塔镇大柳塔镇特麻沟蜂窝渠煤矿煤矿2006年检测的CH 4绝对涌出量为0.12m 3/min,相对涌出量0.49m 3/t;2007年检测的CH 4绝对涌出量为0.15m 3/min,相对涌出量0.90m 3/t,连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO 2相对涌出量为1.74m 3/t,连续两年亦批准为“低”等级。附近各生产煤矿均亦连续两年批准为“低”等级。
② 煤尘
根据《陕北侏罗纪煤田大海则井田勘探地质报告》其它开采技术条件煤尘评价结论。3-1及5-2煤层测试的火焰长度均大于≥400mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量在75~90%之间,均属于爆炸性危险的煤层。煤的干燥无灰基挥发份(Vdaf )与固定碳(FCdaf )之比(爆炸性指数)远远大于10%的界限。表明本区各煤尘均有爆炸性危险。
③ 煤的自燃倾向
根据原煤样燃点与氧化样燃点之差在10~30℃之间,表明煤层属容易自燃煤层(见表1-2-18)。
表1-2-18 煤的自燃倾向等级汇总表
根据GB/T20104-2006《煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法》中9·1条煤自燃倾向性等级,本区煤干燥无灰基挥发分(Vdaf )>18%,测试煤的吸氧量Vd >0.70cm3/g,属Ⅰ类容易自燃煤层。
④ 地温:
据大海则井田勘探资料表明,区内地温梯度最大2.9℃/100m,最小为0.84℃/100m,平均地温梯度1.53℃/100m。区内地温正常,无地热灾害。
⑤ 煤层顶、底板岩性
a 煤层顶板:3-1号煤层直接顶以砂质泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.51m ,其稳定性属2类中等稳定较差顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,全区属Ⅰ级,即基本顶压力显示不明显。5-2号煤层直接顶以泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.18m ,故应属3类稳定顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,属Ⅲ-Ⅳ级,即基本顶压力显示强烈-非常强烈。
b 煤层底板:各主采煤层底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩占优势,老底砂岩以细粒砂岩、中粒砂岩为主;一般底板较稳定,未见底鼓、变形现象;依《缓倾斜煤层采煤工作面底板分类》(MT553
-1996)标准,工作面底板分类以煤层底板允许单向抗压强度进行分类,本区煤层底板主要由粉砂岩和泥岩组成。依据煤层底板岩石力学测试成果,3-1煤层底板饱和抗强度为18.4MPa 。5-2煤层底板饱和抗强度为19.9MPa 。
允许底板单向抗压强度计算公式:Rp=0.75Rc
式中:
Rp —允许底板单向抗压强度(Mpa )
Rc —岩石饱和抗压强度(Mpa )
经计算3-1煤层Rp 值为13.80Mpa , 5-2煤层Rp 值为14.93Mpa , 3-1煤层底板属Ⅲa 类,5-2煤层底板Ⅲb 类,均属较软类底板。
三、 回采巷道布置方案分析
采用分层方法开采厚煤层时,分层平巷有以下三种布置形式。 方案1. 倾斜布置
如图1—1所示,各分层平巷是按25°~ 35°角呈倾斜布置,一般适用于倾角小于15°~ 20°的煤层,这种布置有利于从分层运输平巷往下溜煤。
(a)22
1(b)1图1-1分层平巷倾斜布置 (a)内错式;(b)外错式 1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
上区段分层运输平巷与下区段分层回风平巷之间常留有区段煤柱,其大小视煤层厚度、倾角、煤质松软程度等因素而定,一般情况下不小于15m, 或更大一些。
相对于下分层工作面长度变化,倾斜布置又有内错式和外错式之分。内错式布置的下分层平巷内错半个至一个巷道宽度,使工作面变短,煤柱加大,巷道在采空区下方沿假顶掘进,容易维护,也容易向上漏风。
外错式布置就是将下分层平巷布置于上分层平巷的外侧,位置处于上分层煤柱侧向固定支承压力影响范围内,这使平巷维护困难,并且在下分层工作面的上、下出口处没有人工假顶,导致采煤和支护较困难,这种布置应用较少。
方案2.水平布置
如图1-2所示,各分层平巷布置在同一水平标高上,区段煤柱呈平行四边形。这种布置方式有利于材料运输、行人和通风。分层运输平巷处于上分层采空区下方,压力小,易于维护。但分层回风平巷位于区段煤柱下方,承受固定支承压力作用,维护比较困难。对于区段煤柱尺寸,应注意使上、下区段分层平巷间垂距不小于5m, 因此,一般用于倾角大于20°~ 25°的煤层,否则区段煤柱太大。
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图1-2分层平巷水平布置
1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
方案3.垂直布置
如图1-3所示,各分层平巷沿垂直方向呈重叠式布置,区段煤柱呈近似矩形。这种布置方式在煤层倾角小于8°~ 10°,特别是在近水平厚煤层条件下,可减小区段煤柱尺寸,分层平巷受支承压力的影响也较小,易于维护。同时,下分层平巷沿上分平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进容易掌握方向。 21
图1-3分层平巷垂直式布置
1--上区段分层运输平巷;2--下区段分层回风平巷
四、回采巷道布置方案选择
根据矿区开采技术条件:①瓦斯等级“低”;② 煤尘有爆炸性危
险;③煤层属Ⅰ类容易自燃煤层;④区内地温正常,无地热灾害;⑤5-2号煤层直接顶以泥岩、粉砂岩为主,厚度变化0-2.18m ,属3类稳定顶板;基本顶岩性以中-细粒砂岩为主,一次采全高,属Ⅲ-Ⅳ级,即基本顶压力显示强烈-非常强烈。5-2煤层底板属Ⅲb 类,属较软类底板。
方案1回采巷道倾斜布置内错式容易向上漏风,采取相应的堵风措施,增加了相应的生产成本。回采巷道外错式布置将中下分层平巷布置于上分层平巷的外侧,位置处于上分层煤柱侧向固定支承压力影响范围内,这使平巷维护困难,并且在中下分层工作面的上、下出口处没有人工假顶,导致采煤和支护较困难。故回采巷道布置不建议选择方案1。
方案2倾斜巷道水平布置,分层回风平巷位于区段煤柱下方,承受固定支承压力作用,维护比较困难。对于区段煤柱尺寸,上、下区段分层平巷间垂距不小于5m, 因此,一般用于倾角大于20°~ 25°的煤层,5-2煤层是近水平煤层,回采巷道水平布置的话,区段煤柱尺寸太大,造成资源浪费。回采巷道布置故不建议选用方案2。
方案3回采巷道垂直布置可减小区段煤柱尺寸,分层平巷受支承压力的影响也较小,易于维护。同时,下分层平巷沿上分层平巷铺设的假顶掘进,容易掌握方向。故建议回采巷道布置形式选择方案3垂直布置。
五、巷道断面与支护形式
根据5-1煤层及其顶、底板围岩条件,煤层巷道均选用矩形断面。 工作面胶带输送机巷、辅助运输巷及回风巷设计巷道净宽分别为
4.2m 、5.1m 和5.1m ,净断面积分别为12.6m 2,15.3m 2和12.3m 2,支护形式为锚、网支护,必要时加锚索。
巷道断面详见表5-1。
表5-1 巷道断面对照表
六、安全技术措施
1、顶板管理
①、严格执行正规的施工工艺:敲帮问顶→打眼、装药、放炮→掏梁窝→移前探梁→上梁打顶→刷帮挖柱窝→站腿→打帮。
②、施工期间严格执行敲帮问顶制度,要有专人观山,专人操作,精力集中,动作敏捷,严格按有关规定进行架棚作业,帮顶较活时,必须采用撞楔法施工,用钎椽、小径木护好帮顶后,再撕帮、揭顶施工,严禁空帮空顶作业。
③、放炮前迎头向外10米的U 型钢棚的帮顶要背牢背实,同时要
打上撑杆对U 型钢棚进行加固。
④、架棚时,必须拉尺上线,使中、腰线及三角线对照,确保支架无歪旋、无前倾后仰现象。
⑤、支架迎山有力,柱窝要实,支架不准悬空或站在浮矸上。 ⑥、严禁空顶作业,要求最大控顶距不超过1.8米,若出现空顶,必须及时装填,防止空顶范围扩大,造成冒顶事故。
2、放炮安全措施:
①、爆破作业要求采用安全等级不低于三级的煤矿许用安全炸药、煤矿许用毫秒延期电雷管、电容式放炮器起爆,严禁一次装药分次放炮。 ②、施工人员要按照爆破图表的要求进行打眼、装药、爆破,根据煤/岩的软硬程度及实际情况,施工人员可对爆破参数做出相应的调整。 ③、装药可由班组长协助放炮员操作,联线、起爆必须由放炮员亲自操作,其他闲杂人员不得干预。
④、装药及放炮前,瓦检工必须检查瓦斯,如果放炮地点附近20m 以内的瓦斯浓度达0.8%时,严禁放炮。对封泥不足的炮眼,严禁放炮;严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封孔。
⑤、放炮后,待工作面炮烟吹散,放炮员、瓦检工、班组长必须先巡视放炮地点,检查通风、瓦斯、顶板、支架、瞎炮、残爆等情况,若有险情必须及时处理。
⑥、必须在31回风开口中心向上向下各75米各处设一个把口处,要求把口人员必须有放炮把口工证,严防闲杂人员误入警戒区。 ⑦、放炮期间严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
3、通风和瓦斯管理
①、通风队必须指派专职瓦斯工检查巷道内的瓦斯浓度,瓦检工于施工地点附近巡回检查,做好瓦检工作,保证迎头有足够的风量,严禁无风、微风、瓦斯超限作业。
②、加强瓦斯管理。瓦斯探头必须按规定悬挂在距迎头5m 内非风筒侧的二码处,班长还要班班佩带瓦斯便携仪,并悬挂在迎头规定位置,以便时刻掌握瓦斯浓度变化情况。
③、加强通风,每班瓦检员要把风筒接至迎头5米内,保证工作面有足够的风量,瓦检员每班都要对工作面瓦斯进行检测,发现问题及时处理。
④、当风筒口至工作面风流中的瓦斯浓度达到或超过0.6%时,必须停止工作。当瓦斯浓度达到或超过0.8%时,要切断全部电源,只有当瓦斯浓度小于0.5%时才能送电开机。
⑤、机电工必须每班携带瓦斯便携仪,在检查开关或电动机时,必须先用便携仪检查开关或电动机附近20m 的瓦斯浓度,如瓦斯浓度达到0.8%时,必须停止工作,切断电源,进行处理。
4、机电运输管理:
①、所有电器设备必须有可靠的保护装置并保证灵敏可靠,机电工每班检查一次电器设备的防爆性能,发现失爆设备立即处理,杜绝失爆现象发生。
②、电缆、信号线要吊挂整齐,无破损。严禁带电检修、搬迁电器设备。
③、刮板输送机的安装应做到三直一平,机头机尾要固定可靠并打点杆,严格执行操作规程,交接班制度和检查维修制度,各种设备严禁带病作业。刮板输送机司机必须持证上岗, 并严格按本工种操作规程进行作业。
④、抬运料跨31回风上山皮带时,要利用皮带过桥,抬料人员要有专人指挥,动作要一致协调。
⑤、开车前绞车司机必须首先检查机械零部件是否齐全,机械设备、固定装置是否齐全,刹车装置是否可靠,经试车良好后方可开车,否则应停止运行,汇报有关部门,处理好后再试车运行。
⑥、绞车司机必须坚守岗位,认真负责,集中精力,不得善离职守。提升过程中要密切注意钢丝绳的动向,发现异常情况,立即停止提升,检查处理,并严格执行绞车工操作规程、停送电制度,电器问题必须汇报专职维修工处理。
5、避灾路线
①、避火、瓦斯爆炸避灾路线
掘进头→辅助运输大巷回/胶带输送机大巷/→井底车场→副斜井/主斜井→地面
②、避水路线
掘进头→回风大巷→回风斜井→地面
6、其它未涉及之处均按《煤矿安全规程》中有关规定严格执行。