《曲堤煤业与工作面之间下分层煤柱安全开采项目可研报告正文》.doc

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1、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二〇一一年十月目录1生产地质条件12充填方案42.131011瓦斯尾巷充填方案42.231011回风顺槽和33011回风顺槽充填方案63下分层顶板稳定性分析与顶板管理83.1下分层顶板稳定性分析83.2液压支架工作阻力计算103.2.1液压支架工作状态的确定103.2.2液压支架工作阻力计算113.3下部煤层开采辅助技术123.3.1下部煤层架前顶板冒落问题及对策123.3.2下分层煤层片帮问题及对策134瓦斯管理145充填材料与工艺165.1高水充填材料简介165

2、.2充填工艺185.3充填过程注意事项195.4人员配备206准备事项及经济效益核算216.1需要准备的材料及设备216.2成本概算211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3～5º，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330

3、11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Error!Referencesourcenotfound.所示。图1133012工作面布置示意图33012工作面煤层顶底板岩性特征见Error!Referencesourcenotfound.所示。表113

4、1012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Error!Referencesourcenotfound.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，

5、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、空隙内积聚的瓦斯挤出、同时胶结

6、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。1充填方案1.131011瓦斯尾巷充填方案从31012胶带顺槽（下分层）向31011瓦斯尾巷

7、钻孔进行充填，如Error!Referencesourcenotfound.所示，首先从31012胶带顺槽垂直向31011瓦斯尾巷布置6个孔（等距离，每孔间距86m），孔径78mm，先从31012胶带顺槽通过钻孔将直径为70mm左右的PVC塑料管送到瓦斯尾巷附近，然后采用直径为3英寸、长度3m的钢管与直径为70mm左右的PVC塑料管连接、钢管做封孔管，采用瓦斯钻孔封孔材料进行封孔，封孔长度为1.5m~2.0m，钢管外端焊接一个快速接头，与充填高压胶管能够快速联结。（a）钻孔布置平面图（b）钻孔布置剖面图（图中单位：m）图21瓦斯尾巷充填钻孔布置示意图施工步骤：（

8、1）从31