中國采煤方法( 2.5復雜條件下的巷道布置1)
我國很多礦井自然條件很復雜,如地質構造和破壞、煤與沼氣突出、沖擊地壓、水害等必須加以防治,在巷道布置方面也必須采取相應措施。
2.5.1受構造影響的巷道布置
對礦井有地質構造的地區(qū),要掌握構造的分布規(guī)律,合理布置巷道,以提高回采率,方便生產(chǎn)和節(jié)省巷道工程量。
一、受斷支影響的巷道布置
從圖2-5-1可以看出:區(qū)段與條帶巷道布置的特點是基本上平行交面線布置;有的巷道受斷層影響采用了折線式布置(圖中13、14);斜交和近似走向斷層相交時,區(qū)段巷道靈活地采用了扇形布置(圖中11、13)。
區(qū)段巷道和開切眼一般平行交面線布置。當采用綜采時,可采用扇形布置小旋轉開采。這樣既解決了綜采回收三角煤礦問題,提高了回采率,又增加了連續(xù)推進長度。另外工作面始終保持等長,有利于綜采工作面生產(chǎn)。大屯煤電公司姚橋礦等很多局礦采用了這種布置方式,在構造復雜地段,堅持采用綜采。
二、受褶皺影響的巷道布置
在向斜和背斜區(qū)域,根據(jù)煤層的變化,采區(qū)沿傾斜劃分呈扇形,是褶皺區(qū)域采區(qū)劃分的特點。在穹隆和構造盆地區(qū)域,由于向斜和背斜褶曲軸部,往往產(chǎn)生次一級褶皺斷裂較發(fā)育,可以褶曲軸作為采區(qū)境界。此時,同一水平內的采區(qū)上(下)山布置成輻射狀。
當褶皺區(qū)域煤層走向變化較大,煤層傾角亦較大,構造應力較大時,可將采區(qū)上(下)山布置在一翼,避開應力集中區(qū)。
一般向斜區(qū)域比背斜區(qū)域積蓄著更大的構造應力。因此,在向斜軸部布置采區(qū)上(下)山時要慎重。背斜軸簇張性斷裂較多,較為破碎。在軸部布置上(下)山時,應盡量避開地質破壞區(qū)域,以利于巷道維護。
煤和沼氣突出對生產(chǎn)危害極大,我國一些具有煤和沼氣突出危險的礦井在巷道布置方面。也積累了較豐富的預防經(jīng)驗。
一、采區(qū)上(下)山布置特點
1.采區(qū)上(下)山一般布置在較堅硬的煤層和煤層群最下部煤層或底板巖層中。應避免在解放層里布置永久性上(下)山,解放層里不留煤柱,防止煤柱中應力集中。
2.為了加快開采解放層,可以在解放層的頂板巖層中布置采區(qū)上(下)山。
3.設采區(qū)邊界巖石回風上山。為準備第二開采層或厚煤層的第二分層的煤巷和開切眼,保證風流通暢,不與生產(chǎn)工作面通風相干擾,在采區(qū)邊界設一條巖石回風上山,做掘進工作面獨立通風的通路。相鄰采區(qū)可共用一條巖石回風上山。
二、區(qū)段巷道布置特點
2.采用前進式開采。一般突出多發(fā)生在掘進工作面,掘進工作面要避開支承壓力升高區(qū)。根據(jù)這一規(guī)律可以采用沿空留巷前進式開采方式。北票礦務局三寶礦9號層屬于嚴重突出煤層,采用了上述方法,運輸平巷隨采隨掘平巷超前工作面距離嚴格控制在工作面前方卸壓帶內,從而消除了平巷掘進的突出危險。
實踐證明,采用無煤柱護巷和前進式采煤是防治突出的重要措施之一,值得重視。三、開采解放層,合理安排開采順序
1.一般應優(yōu)先開采上解放層,沒有條件時,也可選擇下解放層。有的礦采用預排沼氣的方法先開采厚煤層一分層,使其起解放層作用。
2.要合理安排解放層與被解放層開采順序和采掘工作面相互關系。
解放層的回采工作面必須超前于被解放層的掘進工作面,超前距離應根據(jù)實際情況確定,但不小于兩煤層垂直距離的兩倍。
開采順序有兩種方式:一種是剝皮式;一種是區(qū)段間依次開采。
3.開采有突出危險的煤層時,禁止同時兩個面相向回采,避免產(chǎn)生支承壓力疊加。
四、巷道布置應注意的問題
1.石門見煤處應避開地質構造區(qū)域和沼氣突出主要危險區(qū)。
2.石門位置應避免布置在鄰近煤層開采的應力集中區(qū)內。
3.在布置巷道時,應盡量避免穿過地質構造帶。實在不能避免時,應減少次數(shù)。在貫穿部位盡量正交而不采用斜交。
4.盡量以斷層作為采區(qū)境界和工作面的分界線。工作面遇斷層送開切眼時,應在前工作面回采壓力基本穩(wěn)定后再施工。
我國高沼氣礦井,在60年代就試驗沼氣抽排工作,目前已有成熟和經(jīng)驗。沼氣抽排后,消除了煤和沼氣突出事故,使沼氣濃度大幅度降低,有利于礦井通風工作;抽出的沼氣可以利用,一舉兩得。當前主要采用鉆孔法和設專用抽排巷道兩種方法。
一、鉆場的設置
根據(jù)礦井地質與開采技術條件的不同,充分利用已有的巷道布置鉆場和鉆孔。依鉆場開孔位置來劃分,大致可分為三種類型:
1.本層巷道中布置鉆場
在掘進運輸平巷與回風平巷時,必需采取預抽或邊掘邊抽等防災措施,以保證掘進時的安全。其作法是掘進時,在巷道兩側開鑿鉆場,布置若干平行巷道方向的抽放鉆孔,兩側鉆場間距5~10m,抽放鉆孔深50~60m,每掘進50~60m開一組鉆場,見圖2-5-9(a)。
焦作礦務局各礦均采用這種抽排方式。2.層外巷道鉆場
3.綜合鉆場
第一類鉆場,一般應用在上抽放層,后兩類多用在下抽放層。選擇時應根據(jù)巷道布置方式,沼氣含量,供電、供水、運輸?shù)惹闆r來確定。工作面初次卸壓時,往往發(fā)生沼氣突然大量涌出,為使這部分沼氣能及時的抽出,確?;夭傻?a href=http://m.getpedicuristjobs.com target=_blank class=infotextkey>安全,開切眼附近的鉆場應加密。一般距開切眼30~40m的區(qū)間布置2個鉆場,而且第一個鉆場距開切眼10~20m。鉆場的間距,我國各地經(jīng)驗一般為30~60m。
二、設專用抽排巷道
根據(jù)礦井地質和開采技術條件,可設頂板或底板專用抽排巷道。
1.頂板沼氣抽排巷道
根據(jù)多年開采經(jīng)驗,綜采面開采3號煤層時,沼氣涌出一般都較大。采用頂板鉆孔法抽出率較低,平均僅50%,不能保證安全生產(chǎn),也不能充分發(fā)揮綜采能力。頂板沼氣抽放巷法,沼氣抽放量大,抽出率高,平均達62%。但增加了巖石巷道工程量,比鉆孔法總費用高。具體布置時,要和鉆孔法進行詳細比較后確定。