沿空留巷解决水采通风问题的设想

水力采煤与管道运输

HYDRAULICCOALMINING&PIPELINETRANSPORTATIONNo.4

Dec.2006

专题述评

沿空留巷解决水采通风问题的设想

梁金宝

(煤炭科学研究总院唐山分院河北唐山063012)

摘要:水力采煤由于工艺自身的特点,一直沿用老塘串风的通风方式,在我国目前的安全形式下,如不改变,水采难以发展。为此,作者根据多年来的工作经验,对水采工作面回风巷的布置形式进行了总结,并提出了水采沿空留巷的设想。希望对从事水力采煤技术工作的人员能有所启迪。关键词:水力采煤;沿空留巷;水采通风

中图分类号:TD724+.5　文献标识码:A　文章编号:1006-0898(2006)04-0001-02

1　前言

近年来随着国民经济的高速发展,对煤炭的需求量日益增加,由于利益的驱动,违规生产严重,特大瓦斯事故频繁发生,煤矿安全生产形式更加严峻。为此,国家对安全生产极为重视,要求对通风系统不完善的采煤工艺进行整改。

短壁无支护水力采煤,由于其回采工艺、回采顺序、回采方式和巷道布置等特点,决定了水采工作面通风均采用负压通风和局扇供风相结合的混合供风方式。工作面无独立的回风巷,乏风一部分通过一段距离的采空区进入回风巷或回风上山,其回风量的大小由总负压和采空区阻力决定;另一部分乏风通过回采顺槽返回采区上山。采空区通风阻力与岩石的冒落情况、块度的大小以及跨落的时间长短等有直接关系,再加上水采区巷道多、密度大,纵横交错,采空区串风难于管理,容易形成多处微风巷道,风速低,极易使煤层聚热自然。因此,研究和完善水采通风系统是当务之急。

2　水采工作面回风道布置形式2.1　无专用回风巷

图1　双巷回采布置图

距底板溜煤道垂高不<6m,以防采场内的瓦斯随水枪射流带出,造成场子面瓦斯超限。第一小阶段回采开枪落煤后,回风巷道直接冒落,与采空区相通,采面的风流通过现采空间,进入顶板回风巷;第二小阶段回采时,风流经过采空区距离仅为12～14m,且为新的冒落区,矸石冒不严,风阻较小。此方法适合于矿压显现较小的倾斜厚煤层,其缺点是提前准备回采巷道多,对于矿压显现较大的煤层,由于从准备到回采完成时间较长,应当采取加强巷道支护和增大巷道断面等措施。

此法使用比较普遍,较适合于低瓦斯矿井。工作面无独立的回风巷,乏风一部分通过一段距离的采空区进入回风巷或回风上山;另一部分乏风通过回采顺槽返回采区上山。

2.2　双巷回采布置

1-采区运输巷;2-回风大巷;3-底板溜煤下山;4-顶板回

主要适应于走向小阶段采煤法。目前,水采工作面大部分采用单巷(回采巷道)回采,为了解决通风问题,采取在每个小阶段上部沿煤层顶板布置回风道的措施(如图1所示),可有效解决水采工作面通风问题。由于水采工作面阶段长度较小,一般为15～20m,掘进工作量较大。因此,此方法较适合于厚煤层条件。

2.3　三巷布置双面回采

风上山;5-二阶段溜煤道;6-阶段溜煤道;7-顶板回风道

图2　三巷布置双面回采图

2.4　利用联络巷回风

适用于漏斗采煤法。主要做法是在两个回采上山之间每隔一定距离开联络巷,用于运输、行人及通风(如图3所示)。这样,回采面的风流经过采空区、联络巷、回采上山2进入回风巷。联络巷的间隔距离,根据具体矿井采空区冒落规律及阻力系数确定,最大不要超过40m。

3　沿空留巷

由于双巷布置掘进率高,可以每两个小阶段布置一条回风道,实行双面交替回采。两面之间错距为6～8m(如图2所示),回风巷沿第一小阶段上部沿煤层顶板布置,

沿空留巷是旱采矿井已经比较成熟(下转第5页)

1

2006年12月管恩太:郑州矿区煤层气开发利用潜力

的联合应用,可提高煤层气的抽采率。

第4期

的年煤层气排放量(约为5万t/a)直接转变为电能,并以此进一步推动郑州矿区煤层气开发利用。荥巩煤田中部荥阳、巩义地区的二1煤层由于瓦斯含量高、瓦斯抽采技术长期没有得到解决,致使该区二1煤层近50亿t优质煤炭储量长期呆滞而不能大规模安全开采。郑州矿区正在加紧准备与加拿大合作,在荥巩煤田崔庙煤矿、金龙煤矿等重点区域进行大规模煤层气开发。目前,崔庙煤矿、金龙煤矿分别在一1、一9煤层位置对二1煤层进行煤层气抽放工业性试验。理论分析和实测结果证明,覆岩远距离煤层能充分卸压,其卸压煤层气可通过“O”型圈大面积抽放出来,取得了较好的抽放效果

4　结论

(1)郑州矿区煤层气储量较大,随着矿井采深的增

[4]

(3)充分发挥郑州矿区煤层气的资源优势,加强国际

合作,引进资金和技术是煤层气开发的方向。参考文献:

[1]　张泓,彭格林.简评《地质词典》中的“煤层气”词条[J].煤

田地质与勘探,2001.2

[2]　傅雪海,秦勇.多相介质煤层气储层渗透率预测理论与方

法[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003

[3]　林良俊,马风山.煤岩层产出过程中气-水两相流与煤岩

变形耦合数学模型研究[J].水文地质工程地质,2001.1

[4]　许家林.岩层移动与控制的关键层理论及其应用[D].徐

。

州:中国矿业大学采矿工程系,1999

加,瓦斯突出等安全问题日趋严重,而煤层气的预先抽采则可减少煤和瓦斯突出事故的发生。因此,煤层气有广阔开发利用前景。

(2)郑州矿区煤层抽采利用起步较晚,多种抽采方法(上接第1页)的技术,但是水采的沿空留巷与旱采有本

作者简介:

管恩太(1964-),男,河南封丘人,郑州煤炭工业(集团)公司高

级工程师,中国矿业大学(北京)地质工程研究生毕业,博士。

收稿日期:2006-06-30

质的区别。首先,旱采工作面较长,一般为100～200m,是水采工作面长度的8～14倍,如都按旱采的沿空留巷工艺施工,不但成本高,而且施工进度也难以跟上水采面回采速度;其二,旱采回风巷除了满足通风要求外,还要行人、运料,而水采回风巷只要有一定的空间,能够满足通风就可以了,对巷道的形状、规格没有严格的要求,而且其服务时间(仅为1～2个月),比旱采短得多。因此,水采的沿空留巷不能套用旱采的模式。

图4　沿空留巷

支护;挂金属网和塑料布(参见图5)是为了减少漏风。

图5

1-采区运输巷;2-回风大巷;3-回采上山1;

4-回采上山2;5-联络巷

4　结论

图3　利用联络巷回收

鉴于水采沿空留巷要求简单、快速、成本低等特点,可以采取如下的留巷作法:

首先,在工作面掐枪、支护好护枪抬棚后,用一根大板沿顺槽中心托住护枪抬棚的支架棚梁;然后,逐一撤下靠近上帮的支架棚腿,并将其支在大板下面;随后,在新

支设的点柱内侧挂一层金属网,金属网内侧挂一层塑料

通过对水采工作面回风巷的布置形式进行总结,提出了新的设想———水采沿空留巷,能彻底解决水采老塘串风问题。因此,水采沿空留巷可以作为今后解决水采通风的一种新的尝试。作者简介:

梁金宝(1964-),男,现为煤炭科学研究总院唐山分院高级

工程师,1986年毕业于黑龙江矿业学院采矿工程系。

收稿日期:2006-06-09

布。如此往复,水采的沿空留巷就完成了(具体参见图

4)。

撤下靠近上帮的支架棚腿,主要是为水射流落煤和垛内煤浆运输清除障碍,其次是为减小留巷断面便于巷道

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ENGLISHABSTRACTS

RetainingAnRoadasAnAirwayfortheNextSub2levelforTacklingtheVentilationProblemsEn2counteredinHydraulicCoalMining--Inconsid2erationofthecharacteristicsofthetechnologicalprocessofthehydrauliccoalminingmethod,itisageneralpracticetouseofthegoafastheventilationair2way.However,asanever-increasinglyhigherde2mandonsafetyminingoperations,thissituationhastobeaverted;otherwisehydraulicminingsystemcanseenofurtherdevelopment.Asummaryofthepatternsofthelayoutofcaféair-returnwaysismadebytheau2thoraccordingtotheexperienceobtainedoveryears,andtheimprovementapproachbyretainingaroadasanairwayforthenextsublevelisproposed(LiangJin2bao)

PowerPlant’sCoalDeliverySystemAppliesWaterMistforDustSuppression--Toreducetheenvi2ronmentalpollutioncausedbythedustgenerateddur2ingthedeliveryofcoalwithbeltconveyor,theatom2izedwaterisusedfordustsuppression.Throughopti2mumselectionofwatersprayingandelectriccontrolsystem,thedust-inducedin-plantenvironmentalpollutionhasbeeneffectivelyalleviated,leadingtomuchimprovedcoalconveyancecondition(WangHongyun)

ThePotentialoftheExploitationandUtilizationoftheCoal-bedGasinZhengzhouMiningAreas--Followingageneralintroductiontotheapplicationofthecoal-bedgasandthecurrentstatusintheexploi2tationandutilizationofthecoal-bedgasinZhengzhouMiningareas,thepapermakesanevaluationandas2sessmentofthecoal-bedgasreservesanddepositsintheseareas,andanoverallplanisproposedforpromo2tingtheexploitationandutilizationofsuchgas(GuanEntai)PreliminaryMiningofPitchedCoalFaceUsingFully-mechanizedTopCoalCavingMethod-DifficultTechnicalPointsandCountermeasures--Followingananalysisofthetechnicaldifficultiesandthecauses,thecountermeasuresforcopingwiththeproblemsareproposed(HouDianjun)

TheTechnicalApproachfortheRevolvingWork2ingoftheFacewithLargeInclinationAnglebyU2singFully-mechanizedTopCoalCavingMethodandFieldApplication--Adescriptionismadeof

thetechnicalapproachfortherevolvingworkingofthepitchedcoalfacepassingthroughaturningpointwithfully-mechanizedtopcoalcavingmethodanditsfieldapplication(LiXinyun)

GasOutburstPreventionandComprehensiveCon2trolDuringtheExtractionoftheNo.14129CoalFaceatTuchengMine--Ananalysisandmeasure2mentsaremadeofthestatusofgascontentanddistri2butionincoalseamaswellasthegasemissionratefromtheoutburst-proneface.Theprocessandeffica2cyofthecomprehensivegascontrolmethodusedforoutburstpreventionisintroduced(HuXiongyingetal)TheTechniquefortheTransferoftheWhollyAs2sembledFaceOpen-offCutSupports-StudyandPractice--Throughtheuseoftheindividualhydraulicpropplusmetalarticulatedroofbarsupport2ingtechniquetoreplacetheformerlyusedsinglehy2draulicproppluswoodenplankbarsupportsystem,thefacestartingcutsupportscanbehandledovertotheproductionshiftinanintegralform.Thesuccessfulpracticeofthistechniquehasbroughtforthfavorablee2conomicbenefit(ZhangXujieetal)

TheMethodforDeterminationofWorkingResist2anceofSupportatFaceWorkedUsingFully-mechanizedTopCoalCavingSystem--Atheo2reticalstudyismadeofthemethodsusednationwideforthedeterminationoftheworkingresistanceofsup2portatfully-mechanizedface.Throughananalysismadebasedontheinteractionofsupportandroof,animprovedmethodisproposed,towhichanintroductionismadeinthepaper(YangXingetal)PracticeofWaterDrainagefromOldWorkingthroughProspection--AnintroductionismadetothetechnicalmeasuresadoptedatRenlouCoalMineforthedrainageofgoafwaterthroughdrillingadvancedborehole,makingexplorationduringdrivingandexca2vationofdrainageworkings,aswellastheresultoffieldapplicationofthisdrainageapproach(ZhangPing)

TheBoltingandShotcretingwithWireMesh(Bars)SupportingTechniqueAppliedattheInter2sectionofRoadway--AnintroductionismadetotheexperienceofsettingsuchasupportsystemattheintersectionofroadwaysunderhighgroundpressureatRenlouCoalMine(WangLushengetal)