某煤业33011与31011工作面之间下分层煤柱安全开采可行性报告可行性报告.docx

曲堤煤业33011与31011工作面

之间下分层煤柱安全开采可行性报告

沁和能源集团有限公司

中国矿业大学

二O一一年十月

I

目录

1生产地质条件 1

2充填方案 4

2.131011瓦斯尾巷充填方案 4

2.231011回风顺槽和33011回风顺槽充填方案 6

3下分层顶板稳定性分析与顶板管理 8

3.1下分层顶板稳定性分析 8

3.2液压支架工作阻力计算 10

3.2.1液压支架工作状态的确定 10

3.2.2液压支架工作阻力计算 11

3.3下部煤层开采辅助技术 12

3.3.1下部煤层架前顶板冒落问题及对策 12

3.3.2下分层煤层片帮问题及对策 13

4瓦斯管理 14

5充填材料与工艺 16

5.1高水充填材料简介 16

5.2充填工艺 18

5.3充填过程注意事项 19

5.4人员配备 20

6准备事项及经济效益核算 21

6.1需要准备的材料及设备 21

6.2成本概算 21

1

1生产地质条件

曲堤煤业为煤与瓦斯突出矿井，开采的煤层为二叠系山西组下部的3#煤层，煤层埋深平均310m,煤层属特低硫、低灰分、高发热量无烟煤。煤层结构简单，厚度稳定，平均厚5.19m,

煤层倾角3～5°,容重1.45t/m3,煤层中局部夹1～4层泥岩夹矸，厚度稳定，结构简单。采用分层开采，先采上分层。

为降低上分层工作面上隅角和回风巷的瓦斯浓度，在增加上分层工作面配风量的同时，额外配备一条专用瓦斯尾巷，形成“U+L”通风方式，距33011工作面回风顺槽7m、距31011工作面回风顺槽20m布置1条31011瓦斯尾巷，供33011工作面和31011工作面排放瓦斯，这两个工作面于2010年前回采完毕。目前，已经掘进了下分层33012工作面回风顺槽和31012工作面胶带顺槽，为了提高资源回收率，准备将33012工作面回风顺槽和31012工作面胶带顺槽组合成33012工作面，其巷道布置示意图见图1-1所示。

33011轨道顺槽

33011轨道顺槽

33012回风顺槽(下分层)

31011瓦斯尾巷

31012胶带顺槽(下分层)

31011工作面(上分层)

胶轨

带道

上上

山山

回风上山

330111回风顺槽

31011回风顺槽

图1-133012工作面布置示意图

2

33012工作面煤层顶底板岩性特征见表1-1所示。表1-131012工作面煤层顶底板特征

顶底

板名

称

岩石名称

厚度(m)

特征

基本

顶

中粒砂岩

7.45

深灰色，质地较坚硬，一般不易冒

落。

直接

顶

泥岩、粉砂岩

5.0

深灰色，开采达一定范围后开始冒

落。

伪顶

炭质泥岩

0.2

黑色薄层，随开采过程极易冒落

底板

砂质泥岩

1.5

深灰色，局部较软弱，开采时围压条件改变后可能产生底鼓现象。

为了提高煤炭回收率、提高矿井生产效率，33012工作面 (下分层)与上分层工作面呈外错型布置方式，如图1-1所示。在回采上分层31011和33011工作面时，为加强31011瓦斯尾巷支护，在31011瓦斯尾巷布置了大量木垛，因此，31011瓦斯尾巷存在空洞；31011和33011工作面的顺槽随工作面推进基本垮落，但这2条顺槽顶底板可能存在空隙，这对安全开采31011和33011工作面之间下分层煤柱存在以下影响：1)由于曲堤煤矿3#煤层为高瓦斯煤层，空洞、空隙内会聚积大量瓦斯，在下分层工作面开采过程中，如果积聚的大量瓦斯突然释放，

会影响安全开采；2)3条顺槽正下方液压支架不接顶，移架困难。

为了解决以上问题，山西沁和能源集团有限公司、曲堤煤业有限公司与中国矿业大学合作，拟采取高水充填材料充填

31011瓦斯尾巷、33011回风顺槽及31011回风顺槽，将空洞、

3

空隙内积聚的瓦斯挤出、同时胶结冒落、松散的煤岩体，提高顶板稳定性，为开采31011和33011工作面之间下分层煤柱提供安全保障。拟采取以下方案：(1)采用高水充填材料充填满31011瓦斯尾巷，在33011回风顺槽及31011回风顺槽采用高水充填材料充填后形成0.5m厚胶结顶板；(2)在进行下分层工作面31012工作面回采时，在瓦斯尾巷处超前循环探测，若发现空隙，再采用高水充填材料将空隙充填满，解决瓦斯尾巷正下方综采支架移架困难和瓦斯突然释放的难题；(3)在下分层回采过程中，加强工作面顶板管理和瓦斯管理。

4

2充填方案