探讨沿空掘巷的影响因素与解决对策
2014-10-16黄帅
黄帅
摘 要:本文主要探讨沿空掘巷的影响因素与解决对策,主要以煤矿8214风巷作为研究对象,分析其处于多种复杂条件下,沿空掘巷的影响因素,阐述沿空掘巷基础条件、可行性,提出相应的解决对策。
关键词:沿空掘巷 影响因素 解决对策
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)01(b)-0103-01
针对煤矿掘巷,我国长期采取沿空掘巷技术,一般分为三种沿空掘巷类型:大煤柱留设、小煤柱留设、无煤柱等三种。目前,我国主要采取大、大小煤柱留设进行沿空掘巷,对于无煤柱沿空掘巷的研究较少。无煤柱是一种完全沿空掘巷技术,主要具有如下优点:节省资源,在施工过程中减少探水环节,加快了成巷技术,有利于工作面顺利接替,巷道位置的地应力最小,巷道支护成本减少,支护难度明显降低。笔者结合自身多年的从业经验,主要研究完全掘巷技术的影响因素,提出相应的解决对策。
1 风巷基本概况
8214风巷必须在2011年完成生产任务,按期进行生产,不然每日必将损失100万,因此,要求8214风巷可安全、高效完成掘进工作。而8214风巷毗邻8212采空区,同上覆7214的采空区有15 m的竖直间距,≤29 m的水平间距,8212和7214的次生压力较大影响了8214掘进,如果采取小煤柱技术,次生压力形成高度应力,会在巷道施工、支护中集中,给支护、施工造成较大困难,在迎头探水环节将对巷道掘进造成严重影响,很难按期将工作面投入生产。而无煤柱技术可减少迎水探头,确保8214能够快速掘进,另外可使相邻煤层的集中应力问题得到完美解决。
2 8214风巷沿空掘巷的影响因素及解决对策
选择无煤柱沿空掘巷技术,需解决上区段的采空区瓦斯防治、散煤岩体巷道支护、积水排放和余煤自燃等问题。
首先,老塘水因素。由于7214的采空区主要为72煤层裂隙水和7114动态水,8212工作面收作较早,其内部的大量老塘水集聚,而8214相邻工作面是8212,7214处于8214的斜上面,并且距离靠近。所以,8214选择无煤柱掘巷方式,将面临7114、7214和8212的老塘水影响。
老塘水问题的解决对策:按照地址资料分析,8212和7214的采空区裂隙一致,两个采空区具有水利通道,7214的1~6钻孔位置比8214低点较低,因此,8212采空区可经过7214间接排放老塘水。具体如图1所示。
按照8214施工时间与7114、7214及8212采空区的钻孔排水能力、积水量,确定于500 m处的南大巷预设两个钻场,每个钻场预设三个钻孔,由2011年5月1开始至2012年10月1日期间进行排水,共有10000 m3的排水量。为保证8214能够顺利回采,预设一个水仓在风巷的最低洼处,水仓排水能力大于30 m3/h。8214的总长度为1034 m,平均每月有130.1 m的成巷,在施工时没有发生较大的涌水问题,未由于老塘水因素,而延误巷道的掘进进度,确保巷道工程按期完成施工,采煤工作实现顺利接替。
其次,瓦斯因素。无煤柱沿空掘巷必须考虑煤层瓦斯含量,在巷道掘进过程中,若瓦斯的含量过大,会使煤层瓦斯大量突出、涌出,同时毗邻采空区均会发生大量瓦斯涌出,造成严重安全隐患。按照地址勘查报告,82煤具有较高的瓦斯平均含量,对一个瓦斯含量高煤层进行完全沿空掘巷是一个困难问题。
因为8212沿煤层布置,瓦斯得到充分释放,即使82煤层的瓦斯含量整体较高,然而8212瓦斯的局部含量较低。同时,82煤属于焦煤,手握即可捏碎,自身的强度较低,导致8214煤体推进8212时,容易发生较大的松动、破碎,虽然原瓦斯含量很高,但开采时可以有效释放大部分的瓦斯。同时,8212掘进时几乎没有瓦斯,8212推进时,瓦斯监测量是0.2%,所以8212可能涌出大量瓦斯的几率较小。另外,8212的顶板较为软弱,具有比较充分的冒落,即使冒落岩块没有重新胶结,也比较密实,巷道风压状态下,采空区即使释放少量瓦斯,也很难进入至巷道。
瓦斯因素解决对策:按照上述因素,8214风巷在运营、施工时,8212内的瓦斯对8214不会造成较大的影响,有利于进行完全沿空掘巷。然而82煤属于高瓦斯煤层,各动压影响均会引起瓦斯游走,82煤层不是一条水平直线的走向,可能在局部位置有大量瓦斯聚集。所以,回采8214时,应该采取必要的预防措施,在风巷的上隅角处,每间隔24m就预设一个T型管道,进行瓦斯抽排,设计排气、进气两种抽排系统。
最后,采空区余煤自燃。82煤层是一个II类的自燃煤层,其最短的自然周期是93d。若通风良好,不会发生自然,所以8214风巷、工作面进行围煤,不会出现自然状况。若处于完全沿空状态,如果采空区顶板没有完全塌落,对碎块的挤压不够密实,8214的风巷、采空区会发生渗流和串风状况,则8212采空区仍有可能发生余煤自燃。
采空区愚昧自燃解决对策:由于8212工作面的收作时间较早,引起顶板较为软弱,所以有比较充分的冒落,通过钻孔探测,即使冒落岩块没有重新胶结,也比较密实,所以8212采空区和8214发生渗流和串风可能性较小。但为防范于未然,可能局部积压存在不密实的区段,没有进行注浆,注浆能滞后工作面的100 m进行。如果相邻采空区具有较大的瓦斯聚集量,为防止瓦斯泄露,在掘进之前,就实施注浆处理。
3 结语
8214年工作面经过两年的投入生产实践证明,无煤柱掘巷技术实施成功,其成功之处在于详细解剖了地址资料,从而奠定了老塘水抽排的完美设计,解决了采空区煤层的余煤自燃和瓦斯涌出问题。在进行沿空掘巷时,应充分考虑其影响因素,做到防范于未然。
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