试论煤炭煤层综采工作面设计优化方案论文_陈进 1, 舒永生2

贵州水城矿业集团股份有限公司 贵州 553012

摘要:2016年以来,由于煤炭市场的持续低迷,大湾煤矿为保证11#煤层的连续回采,通过优化原有设计方案,将原设计的121100工作面分为2个工作面、加强现场劳动组织管理,大大提高了施工的劳动效率,预计121100(1)工作面2017年1月份出面,保证了我矿的11#煤层综采工作面的接续。

关键词:11#煤层连续回采;接续

一、概况

大湾煤矿位于六盘水市钟山区大湾镇和威宁县二塘镇、东风镇境内,水城矿区西北端,地理坐标:东经104º36′56″至104º39′15″,北纬26º44′30″至26º48′53″。大湾井田属二塘向斜中深部,井田东自煤层露头,西至第14勘探线,NE翼以2#煤层+1700米标高与木冲沟井田为邻,SW翼以F2号断层与顶拉井田相毗连,走向长11km,井田平均倾斜宽2.5km,面积23.7km2。

二、工程地质条件

2.1、121100工作面工程概况

121100工作面原设计切眼长度为164.7m,121100机巷长度为822m,121100轨巷及联络巷长度为870m,121100瓦斯巷941m,合计工程量为:2797.7m,地质储量为48.9万吨。

121100工作面原设计

2.2、121100工作面布置情况

工作面位于大湾煤矿东井西翼,地表对应为荒山陡坡地形,上部为120200工作面采空区,西面为121101工作面采空区,南面为西翼集中皮带运输巷。

2.3、121100工作面回采巷道掘进方式及支护方式

优化后的121100(1)工作面,121100(1)机巷及121100(1)切眼掘进方式采用综掘;121100(1)轨巷,即121100瓦斯巷掘进式为炮掘。

2.3.1锚索、锚杆长度和间排距计算

锚索长度的计算

L=La+Lb+Lc+Ld

式中:①L—锚索总长度,m;②La—锚索锚入稳定层的锚固长度 1.34m;③Lb—需要悬吊不稳定岩(煤)厚度 取4 m;④Lc—上托盘及锚具厚度取0.2m;⑤Ld—需要外露的张拉长度取0.2m

La≥Kd1fa/4fc

式中:K—安全系数 取K=2

d1--锚索钢绞线直径 取φ=21.6mm

fa--锚索钢绞线抗拉强度 查得1240N/mm²

fc --锚索与锚固剂粘合强度 查说明书得10N/mm²

通过以上公式计算得:L=1.34+4+0.2+0.2=5.74m;选用的锚索长度L=6.2m>5.74m符合设计长度。

锚杆长度的计算

L≥L1+L2+L3

式中 ①L——锚杆总长度,m;②L1——锚杆外露长度,取0.1m;③L2——有效长度;④L3——锚杆锚入稳定层内深度

其中:L2=[B/2]/f =0.46 L3= =1.2

①B——巷道掘进跨(宽)度,4.6m;②H——巷道掘进高度,平均2.7m;③w——围岩(煤体)的摩擦角,取8°;④f——岩石普氏系数取5;⑤d--锚杆直径20mm;⑥ --设计抗拉强度600MPa;⑦ --锚杆与锚固剂粘合强度2.5MPa

则:L=L1+L2+L3=0.1+0.46+1.2=1.76m

选用的锚杆长度取L=2.5m>1.76m符合设计要求。

锚杆间排距计算

L=N(1.1+B/10) 锚杆间排距:D≤0.5L

式中 B——巷道跨度,4.6m;

N——围岩稳定系数 V类围岩系数一般取2

则:L=3.12,D≤1.5

锚索间排距计算:

D=X/3

式中:D——锚索间排距,m;X——锚索的长度,取6.2m;

则:D=X/3

=6.2/3

=2.07m

D<2.07

通过计算,121100机、轨巷施工中锚索间排取2000mm×2000mm;锚杆间排距取1000mm×1000mm,可以满足顶板支护要求。

确定采用锚网支护方式对121100(1)工作面回采巷道进行支护,其中:锚索直径为21.6mm,长6200mm,间排距:2000mm×2000mm;锚杆为左旋无纵筋螺纹钢锚杆,直径为20mm,长2500mm,间排距1000mm×1000mm;锚固剂:MSK2335型,Ф35mm*350mm,每根锚杆、锚索的锚固剂不低于3节。

2.4、采掘接替现状及优化设计的效果

2016年9月,大湾煤矿东井仅有采煤三区对120702工作面正在回采,预计于2017年4月下旬完成120702工作面的回采工作;采煤一区在西翼集中回风巷掘进,为减少采煤一区采煤脱节的时间,必须提前121100(1)工作面的出面时间。

原设计的121100工作面因为2#煤层与11#煤层平均间距为58m,保护层保护效果不好,需要利用121100瓦斯巷进行瓦斯治理,瓦斯治理通过钻孔抽放的时间较长,影响了掘进进度,出面时间预计在2017年8月份;通过优化设计,121100(1)工作面预计在2017年2月出面,以此保证大湾煤矿11#煤层的连续回采。

三、121100工作面施工方案

3.1、利用原有巷道121101轨巷对121100(1)机巷进行瓦斯治理。

由于121100(1)工作面不处在120200工作面的保护范围内,且2#煤层对11#煤层的保护效果不好,经过综合分析,结合121100瓦斯巷施工进度,决定利用121101轨巷对121100(1)机巷进行本煤层预抽,实施本煤层预抽后,可以加快掘进进度,提前121100(1)工作面的出面时间。

3.2、劳动组织管理

为保证121100(1)工作面及时按期出面,大湾煤矿成立了由矿长担任组长的领导小组,各分管领导担任副组长,成员覆盖相关专业的分管副总、各业务科室及相关的施工单位管理人员。

(1)通过矿长的总体协调,各部门相互配合,保障121100(1)工作面的按计划完成。

(2)大湾煤矿管理人员及施工单位管理人员落实三班现场跟班制度,落实现场安全隐患的治理及施工劳动的现场协调督促,保障现场的安全管理。业务科室及时保障生产作业过程中的各种设备材料的供应。

(3)施工单位对现场的劳动组织进行了调整,将掘进过程中各个环节的施工进行了考核评估,制定出各个环节的考评标准。要求上下班必须现场交接班,不得提前下班,利用好每分每秒,完成一个环节就核定一个环节的工资,改变每班单循环的掘进模式,保证掘进的工程进度。

四、结语

1、121100(1)工作面预计于2017年1月份上旬出面,2017年2月份121100(1)工作面开始回采,预计出煤15.6万t。

2、优化设计结合矿井已有的开采布局综合分析,充分利用现有的临近巷道治理瓦斯,缩短工作面出面时间,保证了11#煤层的连续回采。

参考文献

[1]赵珍超.煤矿快速掘进技术研究[J].煤炭与化工, 2015, 38(2): 133-135.

论文作者:陈进 1, 舒永生2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期

论文发表时间:2017/7/10

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