沿空留巷技术与工程案例
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沿空留巷技术在东峰煤矿开采中的运用摘要:在煤矿开采中应用沿空巷道技术已取得良好成果,为更好地适应采煤作业安全与质量要求,必须不断总结经验,进一步改进现有问题及不足,实现安全高效生产。
关键词:沿空留巷;煤矿开采;应用随着市场经济的持续发展,煤矿业得到了国家的充分重视。
在煤矿业持续发展中,沿空留巷技术应用较广泛,有效节省了采煤成本,提高了开采效率,还能有效保障运输巷道安全、人员人身安全,促进煤矿开采业的可持续发展。
因此,东峰煤矿积极引进沿空留巷技术,以提高本矿煤炭开采质量。
一、沿空留巷技术概述1、特点。
沿空留巷技术是在煤矿开采中应用的一种相对较新的技术,在进一步提高煤矿开采率方面起着重要作用,是当前应用的巷道支护中的一种,简单地说,沿采空区边缘维护原回采巷道,可回收传统采矿留下的保安煤柱,重新支护上个区段巷道作为下一区段施工巷道,提高煤矿资源回收率,减少煤体损耗。
近年来由于其技术优势使用越来越多,但也出现了一些问题,需有针对性的调整优化,以充分实现其功能并促进煤矿开采业的进一步发展。
2、应用意义。
煤炭是我国主要能源,占能源总量的75%以上。
但据统计,已发生的重大煤矿事故包括煤尘、瓦斯、火灾、冲击地压、水灾等危害因素。
其中,死亡人数最多的是瓦斯、煤尘爆炸、水灾。
可从近年来发生的煤矿事故中看到,造成的死亡人数绝大多数超过百人。
有很多因素导致事故,包括主客观因素。
为进一步提高煤矿开采效率与安全性,沿空留巷技术在实际应用中具有重要意义。
①起承上启下作用,为原有开采区提供有效支护,为日后采矿提供良好工作空间,满足采矿从业者需求,提高开发效率。
②能有效回收开采中的浪费区域,提高开采效率,降低整体浪费的同时提高整个操作区效率。
因此,应高度重视沿空留巷技术的开发,并积极扩大其应用优势与作用,以满足采矿需求。
二、煤矿开采中沿空留巷技术的应用问题1、缺乏先进的支架技术。
传统采煤工艺通常使用支架保护技术来加固维稳井下巷道,确保采煤作业顺利进行,但其不适合浅层开采,矿井深度不足可能会导致支架受力过大,而若矿井埋藏太深,则会降低支护安全可靠性。
【2012】山西灵石华瀛天星柏沟煤业有限公司090101回风顺槽沿空留巷设计说明书设计人:审核:总工程师:时间:柏沟煤业090101回风顺槽沿空留巷设计说明书无煤柱开采技术是煤矿开采技术的一项重大变革,在矿井的开拓成本、缩减接续时间及提升回采效率上均比原有的留设煤柱开采有较大的优势。
为缓解我矿采掘工作面接替紧张的压力,实现无煤柱开采,提高回采率,减少资源损失,提升经济效益,根据我矿实际情况,经集团公司领导与矿相关领导研究决定,为090101回风顺槽进行沿空留巷。
第一章沿空留巷巷道基本情况第一节地面相对位置及邻近采区开采情况井上下关系对照表第二节煤(岩)层赋存情况一、煤层特征表二、煤层顶底板状况9号煤层顶板为K2石灰岩,局部为薄层的泥岩伪顶,底板为泥岩或砂质泥岩。
目前开采的090101工作面为本矿9号煤层首个回采工作面,使用全部跨落法管理顶板。
顶板:为K2石灰岩,岩性坚硬,抗压、抗拉强度大。
岩层单向抗压强度32.1-63.2Mpa,平均44.4 Mpa,单向抗拉强度1.63-4.56Mpa,平均2.71 Mpa,抗剪强度1.73-6.11Mpa,平均4.05 Mpa。
稳定性好,属稳定-较稳定型顶板。
底板:为砂质泥岩,节理裂隙不发育。
属不稳定-较稳定型底板。
第三节地质构造总体为一轴向近南北方向的向斜构造。
第四节水文地质井田范围内没有大的地表水体。
矿区位于交口河上游支沟,井田内发育冲沟,各沟谷基本常年无水,仅在雨季汇聚短暂性洪流,属季节性沟谷河流。
第二章沿空留巷专项设计第一节设计目的及依据在煤矿原有的生产体系中,长期以来一直沿用留设煤柱的方法维护。
无煤柱护巷技术是煤矿开采技术的一项重大改革,无煤柱护巷支护技术中的沿留空巷技术曾经历了堆砌矸石、密集支柱、木垛、金属棚、高水材料垛式充填等留巷方式的无煤柱护巷的发展过程,积累了宝贵的生产技术经验。
我矿为资源整合后建设矿井,主副井筒及井下巷道均为新建,原开采的2#、4#煤层均已开采殆尽,090101是我矿在9号煤层布置的首个回采工作面。
环境工程2019·02100Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究平坦,整个煤层都是可以稳定开采的煤层,其外部存在有岩层,岩层呈浅黄色,其结构比较疏松,对煤炭开采产生了一定的负面影响。
3.支护方案的设计及数值模拟(1)支护方案的设计在进行支护方案设计时,整个支护方案所采用的是高强预应力让压锚杆支护、锚杆支护与锚索联合支护的形式,其需要设置w钢带控制锚杆,让锚杆形成完整支护应力圈,顶板上设置4根金属让压锚杆,锚杆与钢带的长度一般需要根据回采巷道的高度及实际需要进行设计。
同时,为了加强对巷道顶部的支护还可以设置锚杆垫片,这样能够满足整个大变形巷道的支护,避免锚杆系统在支护过程中被顶板压力破坏,而针对该问题可以专门在锚杆支护部分设置让压管,进而控制顶板的压力,这样顶板就可以自由的让出一部分局压力变形,以避免整个锚杆系统的破坏。
(2)FLAC 模拟后的锚杆支护效果在进行厚煤层回采巷道掘进层位与支护方案优化设计时,为了更加正确的模拟出整个巷道的支护情况,检验巷道支护效果,验证锚杆支护在整个巷道支护中的作用。
本次研究采用FLAC3D模拟软件对锚杆支护的方案进行了专业的数值模拟。
通过对巷道支护顶板、顶板的数据质模拟得出了锚杆支护的位移云图。
而根据模拟结果显示,这种支护方法在模拟时达到1800步时,将会达到平衡,而整个顶板在这种时候,则会呈现出下降的趋势,而底板在这种时候,则会适当隆起。
从模拟的结果来看,随着模拟步数的变化以及顶板下降,顶板隆起的变化,其预应力数值也将不断的发生变化,影响支护效果。
但是,其预应力在某个临界点时将呈现出比较稳定的状态,这种时候支护效果往往是最佳的。
(3)巷道顶板离层观测在对顶板离层进行观测时,可以看出整个顶板失稳的情况,在观测过程中如果能够及早的发现顶板失稳的预兆,这样在煤炭开采过程中,则能够有效的避免整个工作面发生离层或者是冒顶的事故,提高支护安全质量。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究【摘要】煤矿开采中沿空留巷技术是一种重要的采矿技术,本文对其应用进行了深入研究。
首先介绍了沿空留巷技术的基本原理,其优势包括减少安全隐患、提高采矿效率等。
通过实际案例分析,展示了沿空留巷技术在煤矿开采中的应用价值和效果。
随后讨论了该技术的改进与发展,探讨了提高煤矿开采效率和安全性方面的作用。
最后总结指出,沿空留巷技术在煤矿开采中具有广阔的应用前景和重要性,但也存在一定的局限性。
综合考虑其优势和局限性,可更好地指导和促进煤矿开采工作的发展。
【关键词】煤矿开采、沿空留巷技术、应用研究、基本原理、优势、应用案例、改进、发展、效率、安全性、应用前景、重要性、优势、局限性。
1. 引言1.1 煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究通过对沿空留巷技术的基本原理进行研究和探讨,可以更好地理解该技术在煤矿开采中的应用价值。
沿空留巷技术的优势主要体现在提高采煤效率、减少煤矿安全隐患、保护地表和地下水资源等方面。
结合实际案例,可以更具体地展示沿空留巷技术在煤矿开采中的实际应用效果和效益。
随着技术的不断改进和发展,沿空留巷技术在煤矿开采中的作用也会不断提升。
通过总结沿空留巷技术的优势和局限性,可以进一步明确该技术在未来的应用前景和发展方向,为煤矿开采的持续健康发展提供重要参考和支持。
2. 正文2.1 沿空留巷技术的基本原理煤矿开采中沿空留巷技术的基本原理是在煤矿开采过程中,根据煤层岩层特性和地质条件,通过在煤巷顶部或底部留置一定宽度的空间,形成一个沿矿床延伸的巷道。
沿空留巷技术的基本原理主要包括以下几个方面:1. 地质条件分析:在开采前对矿层地质条件进行详细分析,包括煤层的倾斜、断裂、岩性、构造等情况。
根据地质条件确定沿空留巷的位置、宽度和长度。
2. 巷道支护设计:根据煤层围岩的情况和巷道的长度、宽度等参数进行支护设计,采用合适的支护材料和技术,确保巷道稳定性和安全性。
3. 巷道开挖施工:根据设计要求和地质条件,采用合适的开挖方法和设备,进行巷道的开挖施工工作。
采煤工作面运输巷沿空留巷安全技术措施由于我矿煤层瓦斯含量较大,煤层具有突出危险性,造成掘进单进水平低,采面接替紧张。
为了缓和这种矛盾,经矿领导研究决定,在3095工作面运输巷采取沿空留巷技术,用作3093工作面回风。
为保证3095运输巷沿空留巷的成功,特制定3095运输巷沿空留巷安全技术措施。
一、概况3095工作面位于309采区+375m水平~+400m水平之间的东翼,处于309采区东翼上段,工作面平均走向长137m(运输巷可采长度150m、回风巷可采长度125m),倾斜宽90m,回采煤量3.8万t,可采期5个月,煤层赋存较稳定,煤层厚度1.6-2.9m,平均煤厚2.0m,煤层倾角平均27。
直接顶为灰至黑色泥质粉砂岩,厚1.13m-3.28m,老顶为深灰色厚层状石灰岩, 夹一层厚1.06m泥质粉砂岩。
底板为白灰粘土岩,遇水易膨胀。
3095运输巷支护方式为工字钢架棚支护,梯形断面,上净宽1.9m、下净宽3.0m,高2.2m,巷道净断面5.2m2。
对3095采面运输巷采用沿空留巷技术,其作用一是少掘一条3093回风巷,将以3095运输巷作为3094回风巷,可缓解采掘接替紧张局面。
二是少损失3094回风巷与3095运输巷的保安煤柱近1万吨。
三是3095工作面煤层稳定,无构造,顶板坚硬,容易维护,适宜沿空留巷技术的采用。
二、3095采煤工作面运输巷沿空留巷安全技术措施(一)3095采煤工作面沿空留巷只对3095运输巷进行沿空留巷,对3095回风巷则随回采而报废。
(二)沿空留巷方法:1、自3095工作面开切眼开始回采至135m处开始进行沿空留巷,一直留到工作面停采线位置。
2、工作面在回采过程中,运输巷原架设的工字钢三节棚不撤出,按照《3095回采工作面作业规程》的要求,设置超前支护。
3、施工工艺及顺序沿空巷道主要是保留3095运输巷,回采后原架设的工字钢棚不损坏,保持巷道的完整性,在出山邦打切顶(切顶(密集))支柱保护支架(在原工字钢支架中间的两根圆木加蓝竹板背接到巷顶,打一根单体支柱切顶)。
沿空留巷技术在鹤煤中泰矿业31021工作面的应用在工作面上顺槽采取沿空留巷方法,及时缓解了矿井采掘接替的紧张局面,提高了采区资源回收率、降低万吨掘进率,实现Y型通风,有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题,对瓦斯治理有着重要意义。
标签:沿空留巷技术应用河南煤化集团鹤煤公司中泰矿业位于河南省鹤壁市北部,为河南煤化集团鹤煤公司骨干矿井之一。
1958年3月建井,1960年11月以年产60万吨简易投产。
1992年12月矿井第一次改扩建竣工,生产能力为90万吨/年,2011年7月第二次改扩建竣工,设计生产能力150万吨/年。
矿井采用立井、暗斜井分水平开拓。
矿井煤层顶底板情况为:直接顶:黑色砂质泥岩,层面含大量植物茎部化石及白云母碎片,平均厚7.5m,普氏硬度系数f=6.37;老顶:灰色中粒砂岩,矿物成分以石英为主,暗黑色矿物次之,层面含白云母碎片,具斜层理,钙质胶结,平均厚9.5m,普氏硬度系数f=10.5;直接底:灰黑色砂质泥岩,含砂量由上而下逐渐增多,厚 4.5m;老底:深灰色中细粒砂岩,中间夹薄层黑色泥岩及黑色泥质包裹体,层面含白云母碎片,平均厚8.5m,普氏硬度系数f=8.53。
矿井煤层平均厚度为8.4米,2006年我矿被鉴定为煤与瓦斯突出矿井,矿井瓦斯绝对涌出量53.3m3/min、相对量17.14m3/t,为煤与瓦斯突出矿井。
由于受防突限制,采取剥离保护层方法回采,掘进及回采保护层期间,瓦斯涌出量大,严重影响掘进及回采速度。
目前矿井生产模式为“两综一准”,采用倾斜长臂式采煤方法。
由于矿井地质条件复杂、瓦斯涌出量大等原因,掘进速度难以保证综采工作面的正常接续,采掘接续紧张。
为缓解矿井采掘接替的紧张局面、提高采区资源回收率、降低万吨掘进率及降低工作面上隅角瓦斯超限问题,经研究决定,在31021综采工作面上顺槽采取沿空留巷方法。
沿空留巷是指在上区段工作面采过后,通过加强支护或采用巷旁支护等有效方法将采空区运输平巷保留下来,供下区段开采时作回风巷使用,其目的使一条巷道可以得到两次利用。
沿空留巷技术研究与应用沿空留巷技术是一种在地下工程中采用的先进技术,它通过在地下空间中留出一定距离的巷道,以便在工程进行过程中,同时确保地下空间的稳定性和施工的顺利进行。
沿空留巷技术的研究与应用对于地下工程建设具有重要的意义,能够提高工程安全性和效率,本文将从技术原理、研究现状和应用前景等方面进行阐述。
1.2 沿空留巷技术的原理沿空留巷技术通过在地下空间中留出一定的巷道,可以起到以下作用:1) 提高地下空间的稳定性,减小地下工程施工对周围环境的影响;2) 更好地适应工程施工及工程的设施的需要;3) 避免地下工程施工时对地下空间的破坏,降低次生灾害的发生。
二、研究现状2.1 国内外沿空留巷技术的发展沿空留巷技术是近年来在地下工程领域中取得了重要进展的一种技术。
国内外许多地下工程领域的研究人员都对这个技术进行了深入研究,总结出了一些成果和技术规范。
在国外,沿空留巷技术已经得到了广泛的应用,成为地下工程建设中的一种重要技术。
在日本,一些大型的地下工程项目中,已经广泛应用了沿空留巷技术,取得了良好的效果。
在国内,我国地下工程领域的研究人员也开展了相关的研究工作。
一些地下工程的设计规范和技术标准也对沿空留巷技术进行了规范。
2.2 沿空留巷技术的研究热点和难点沿空留巷技术的研究热点主要在于技术的创新和完善。
如何在地下空间中进行巷道的预留、如何对巷道的尺寸和形状进行合理设计等问题都是研究的热点。
沿空留巷技术的难点主要在于技术的实现和应用。
在工程实际施工中如何保证巷道的稳定和安全、如何进行巷道的监测和维护等问题都是技术的难点。
三、应用前景3.1 沿空留巷技术在地下工程中的应用前景沿空留巷技术的应用前景非常广阔,可以应用于各种类型的地下工程项目。
在地铁、隧道、地下水利工程等领域,都可以采用沿空留巷技术来提高施工的顺利进行和工程的安全性。
3.2 沿空留巷技术在工程实践中的案例分析目前,沿空留巷技术在一些大型地下工程项目中得到了成功的应用。
山西古县老母坡煤业有限公司2103工作面运输顺槽沿空留巷情况一、工作面概况1、工作面位置2103和2105工作面位于一采区回风下山北侧,西侧为2101采空区,采空区保护煤柱宽5m,北侧为矿井边界。
2013工作面运输顺槽长750m,回风顺槽长650m,开切眼长150m。
在运输顺槽实施沿空留巷技术,沿空留巷长度为680m。
2103和2105工作面布置示意图如下:2、煤层及其顶底板特征2103工作面煤层厚度1.1~1.35m,平均1.23m,倾角为3°-5°,不含夹矸,结构简单,为较稳定大部可采。
顶板为泥岩、细砂岩,底板为砂质泥岩、泥岩、粉砂岩。
煤层若遇构造时,有变薄现象。
工作面顶底板特征见综合地质柱状图。
综合地质柱状图3、构造特征2103工作面位于背斜之西翼,煤层走向及构造线方向均为北东方向,煤层倾角一般在3°-5°,并伴有宽缓的褶曲和落差不大的断层,不会影响工作面布置,根据2101工作面情况推测,巷道内有落差不大的断层和范围较小的陷落柱。
4、水文特征2103工作面直接充水的含水层为山西组砂岩裂隙含水层,属弱富水性,在没有构造的情况下,一般不会对工作面造成威胁,对生产影响不大。
由于2103工作面运输顺槽留巷西侧为采空区,在沿空留巷施工时需采取探放水措施。
5、瓦斯、煤尘及煤层自燃性2103工作面为低瓦斯区,煤尘有爆炸性,煤层属II级易自燃,自燃发火周期为12个月。
二、沿空留巷支护设计2103工作面运输顺槽沿空留巷后为2105工作面回风顺槽,为了满足2103工作面和2105工作面通风要求,以及考虑留巷后围岩移近量,巷道净断面设计为3.8×2.4m。
1、工作面运输顺槽掘进支护设计2103工作面运输顺槽断面为3.8×2.4m,掘进时,破伪顶200mm,破底1000mm。
(1)巷道顶板支护方式为锚网支护+双排迈步锚索+一排联索锚索。
具体要求如下:顶锚杆采用φ22×2000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆,间排距800×700mm;顺巷布置三排锚索支护:两排迈步锚索梁支护,锚索为φ17.8×8000mm,锚索梁长2.5m,分别距采空侧巷帮940mm,距实体煤帮600mm。