翟镇煤矿密实充填工作面的开采应用

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　　摘要： 翟镇煤矿建设“绿色·智慧矿山”的脚步从未停歇。尤其是近年来，优质块段的逐步回收完毕，矿井的可持续发展面临严峻的考验。能否有效释放工广压煤、村下压煤，成为当前亟待解决的关键问题，亦是矿山今后可持续发展的必经之路。 密实充填在兄弟单位已经试验成功，实践证明，密实充填能够实现资源“零”压覆、地面“零”下沉、生态环境“零”损耗，能够有效解决工广压煤、村下压煤的实际问题，为矿井今后的可持续发展指明了前进的方向。
　　关键词：可持续发展;密实充填;煤矿
　　一、工程概况
　　密实充填首采区布置于工广煤柱南部区域，具体为井底车场以南，位于F6、F8、F19三条断层之间的近梯形块段，东西走向长约400m，南北倾斜宽约350m。对应地表为长久广场南部主干道及两侧农田和零星建筑。预计全区可采储量21.8万吨，共划分了10个工作面。
　　 二、工艺简介
　　将工作面按走向划分为若干个开采段，间距为4.5m，并按工作面在上巷与下巷之间布置若干开采巷道，靠近切眼位置的第一个巷道与切眼之间留设4.5m的保护煤柱。其他巷道按与第一个巷道平行布置，由里向外编号1.2.3.4.5.6……奇数巷为支巷，偶数巷为煤柱巷。先开采支巷，待支巷充填凝固后，再开采煤柱巷。
　　支巷开采工艺
　　（一）支巷开采采用连续或跳跃后退开采方式：
　　1、当充填巷道与施工支巷之间相隔不超过3条已采巷道时，采用连续后退、开采方式。
　　2、当充填巷道与施工支巷之间相隔超过3条已采巷道时，采用跳跃后退开采方式。
　　（二）连续后退：工作面支巷开采由内向外不间断逐条施工。
　　（三）跳跃式：一条支巷与相邻一条煤柱巷为一个单元，自里向外先采1、2、3单元、留设4、5单元，采6、7、8单元，留设9、10单元，.....工作面支巷开采时连续施工3条支巷后，留设2条支巷不施工，作为保护煤柱，然后再连续施工3条支巷再留设2条支巷不施工，如此重復，即每隔2条支巷连续施工3条支巷，即“隔二采三”。
　　煤柱巷开采工艺
　　（一）煤柱巷开采采用连续或跳跃式后退开采：
　　1、当充填巷道与施工煤柱巷之间相隔不超过2条已采巷道时，采用连续后退开采方式。
　　2、当充填巷道与施工煤柱巷之间相隔超过2条已采巷道时，采用跳跃后退开采方式。
　　（二）连续后退：工作面煤柱巷开采由内向外不间断逐条施工。
　　（三）跳跃式：自里向外先采2#、4#煤柱巷、留设东6#煤柱巷，釆8#、10#煤柱巷，留设12#煤柱巷，.....工作面煤柱巷开采时连续施工2条煤柱巷后留设1条煤柱巷不施工作为保护煤柱，如此重复，即每隔1条煤柱巷连续施工2条煤柱巷，即“隔一采二”。
　　充填工艺
　　矸石、浆料通过上顺槽运输至充填支巷，煤流经下顺槽运输皮带运出工作面。支巷开采出煤完毕后，在支巷下端（下顺槽处、低位）施工挡浆墙，自支巷上端（上顺槽处、高位）充矸。
　　充填方法：
　　采取“采3充1，采5充3”的工作法，即：连续开采3个支巷或煤柱巷时，必须充填，不得连续开采超过3个支巷或煤柱巷不充填，连续开采5个支巷或煤柱巷时必须3个支巷或煤柱巷完成注浆。上巷充填与下巷采煤实现平行作业。采用水泥浆加洗选矸管理顶板，根据地质及开采技术条件，采用水泥浆蠕动冲推洗选矸进行充填。充填时采取二次填灌的方式进行接顶充填。初期充填体水泥：水：矸石比例暂定为为：15：20：65，后期需根据我矿试验情况进行修正，以保证充填效果。
　　充填注意事项
　　1、充填过程中，下巷挡浆墙附近，只留设一名观察人员，其余人员全部撤至挡浆墙左右10m范围以外，分别拉绳挂牌，严禁人员进入。防止跑浆伤人。观察人员站在挡浆墙上方3-5m位置观察即可，严禁正对挡浆墙观察，发现问题及时汇报处理。
　　2、充矸皮带卸载点、挡浆墙观察点、井上输浆制备战、矸石仓卸载点，必须接有电话或语音通讯装置，必须保证通讯畅通，发现问题进行联系处理。
　　3、充填巷开采完成，未注浆前，在上出口以下3m以内的全风压处支设栅栏，严禁人员进入，并安设便携式瓦检仪，监测瓦斯浓度，并挂好挡风帘，防止漏风。
　　4、充填体未凝固时，不得随意撤除支柱。
　　5、支柱必须完好可靠，不得使用损坏支柱，发现漏液必须立即更换。保证支护强度。
　　6、当充填体开裂时，必须及时打点柱维护充填帮。
　　7、充填过程中出现跑浆等紧急情况时，必须及时通知制备站停止注浆，并关闭注浆管阀门。待浆体不再跑浆后，及时将浆体清理干净，防止浆体凝固，阻塞巷道。
　　8、挡浆墙充矸分次进行，第一次充矸时，充矸体漫过挡浆墙就停止充矸，防止充矸体压力过大，将挡浆墙压倒。待充矸体初凝后（24小时左右），对挡浆墙单体进行二次注液后，再进行第二次充矸。严禁第一次充矸量过多（第一次充矸不得漫过挡浆墙50cm）下出口观察人员严格进行把关。
　　9、从挡浆墙制作完成开始至充矸结束，在上出口位置拉绳挂牌，严禁人员进入，并悬挂好挡风帘。并在上出口回风方向3-5m范围内，悬挂甲烷报警仪。
　　三、充填系统
　　1.原煤运输系统：工作面支巷→工作面下顺槽→上部集中运煤巷→上部运煤辅巷→南翼运输大巷→井底煤仓
　　2.通风系统：副井→井底车场→-400东大巷→上部集中运煤巷→工作面上、下顺槽→七采扩大区上部集中充矸巷→七采回风巷→矿井总回风巷→风井
　　3.矸石运输系统：地面下矸或各采区原生矸石→-400东大巷→七采破碎站→七采回风下山→七采回风巷→七采扩大区上部集中充矸巷→工作面上顺槽
　　4.浆料运输系统：地面制浆站→输浆钻孔→七采扩大区上部输浆巷→工作面上顺槽
　　5.供电系统：使用七采扩大区配电站供电或中央配电所供电。
　　6.压风、供水系统等利用井下现有系统和管路。
　　结语： 密实充填的绿色开采方法是基于资源开发与生态保护互相协调的一种新型开采工艺，它能够实现煤矸资源100%置换，能够最大程度的减轻煤炭开采对环境和其他资源的不良影响，以取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益。目前，国内外已对此工艺进行了多种探索，目前尚处于起步阶段。近年来，国内逐步加紧对煤炭资源的管控、加紧对生态环境的管控，从长远来看，密实充填的实施、绿色开采技术的研究与推广具有广阔的发展前景。
　　参考文献：
　　[1]冯旭东. 固体密实充填采煤技术研究[J].能源与节能，2018，（6）：179-180.
　　[2]周丹.固体密实充填采煤方法在煤矿开采中的应用研究[J].能源技术与管理，2017， 42（6）：74.
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