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1、0急倾斜薄煤层走向长壁分带仰斜采煤法采空区矸石充填王守安 1 温旭友 2（1.七台河精煤集团向阳煤矿 2.七台河精煤集团向阳煤矿）摘要：井下掘进生产过程中，矸石的运输和提升增加了吨煤成本，制约了单产、单进的提高。矸石提升到地面后，又污染了环境。而矸石的井下充填，解决了这些难题。关键词：矸石；充填；效益；环境Sharp Tilt to the Wall in a long Thin Coal Seams Intermixed with the Law Were Mining for Coal Mining areas that Fills Recrement EmptyWANG Shou-an1
2、 WEN Xu-you2(1Xiangyang mine of Qitaihe coal group 2. Xiangyang mine of Qitaihe coal group)Summary ： The advance production process, recrement transport and promotion of increased tons of coal costs and limit the increase, progress、output. recrement to the ground, and pollutes the environment. while
3、 the underground recrement that fills, through the problem.Key word：recrement；filling；efficiency；environment1前言在井下掘进生产过程中，矸石的提升、处理，一直是制约掘进进尺，提高单产的一个重要因素。且井上堆积如山的矸石，也造成了环境污染。对此，黑龙江龙煤集团七台河分公司向阳煤矿经过长期的探索、总结，自 1996 年初开始，向阳煤矿实际应用了“走向长壁分带仰斜采煤方法” (2009 年 3 月 17 日通过了国家专家组鉴定)进行采空区矸石充填，取得了良好的经济效果。下面，以该矿九井 96
4、右五片掘进和 96 左六片采煤两个工作面来介绍一下利用“走向长壁分带仰斜采煤方法”进行采空区充填矸石的应用情况。1 工作面概况 96 左六片采煤面上平巷标高为-3.5，下平巷标高为-42.5 ，开采 96#层煤煤厚 0.5 0.7m ，平均 0.6m，工作面走向长 400m，倾斜长 50m，煤层倾角 55 。 工作面采煤方法采用走向长壁分带仰斜采煤法。爆破落煤，放煤溜槽自溜运煤，矸石充填管理顶板。工作面支护为木柱支护，柱距 1.0m，排距 1.0m。木柱不回收，不放顶. 工作面通风系统为：主井六片石门六片 96 平巷工作面回风上山五片 96 平巷五片石门五片 90 平巷副井，边界预留单独的回风
5、上山，采煤工作面通风系统合理可靠。2 矸石运输及充填 2.1 矸石运输 2利用 1t 矿车将掘进工作面矸石运至五片石门，通过五片石门运至 96 左五片平巷，由 96 左五片平巷运至工作面采空区上出口，矸石由采空区上出口自溜到工作面采空区。 充填矸石运输路线：96 右五片掘进工作面矸石矿车五片石门96 左五片平巷一采空区上出口工作面采空区 。2.2 采空区充填采空区充填方式为走向长壁后退式采空区充填。在上巷设矸石充填眼，宽度在 1.2m -1.4m 之间。充填眼每 3-5 米设置一个，其余部分用密集柱支护，密集柱柱距为 500mm。工作面每个横川设置一个调节风窗并用袋装浮煤封堵。每班充填前，在上
6、巷用 9.3 钢丝绳绑扎监测探头探入采空区监测瓦斯，瓦斯达 1%以上严禁充填。充填时，撤掉袋装浮煤，打开调节风窗，以保证充填区风量。 （见图1）2.3 充填条件上述充填方式要求条件如下；（1）煤层顶底板相对完整，在充填期间不产生大面积垮落，确保充填量。 （2）工作面回采期间设置一道喷雾降尘，随工作面移动。工作面充填前在上巷采用防尘软管向空区洒水消尘，以免充填时由于岩石滚落震动引起煤尘飞扬。（3）工作面上下巷必须采取锚杆钢带或者锚索钢带等联合支护技术，保证充填作业安全，防止矸石冲击冒落，堵塞巷道。3（4）充填工作面的煤层必须是低瓦斯。3 技术效果分析3.1 采空区可充填矸石量计算掘进产生矸石量计
7、算96 右六片巷道每米掘进矸石量V 掘 =SLKp=4.911.6=7.84m3其中：S掘进巷道面积，96 右六片掘进巷道面积为 4.9m2。L掘进巷道长度，1 米。Kp岩石的碎胀系数，取 1.696 右六片巷道设计长度 200 米，所以总岩石量为：V 掘总 =2007.84=1568 m396 左六片采煤工作面采空区容纳矸石量每个采空区容纳矸石量V 采 =lsh=20500.6=600 m3其中：l采煤工作面宽度。经计算取 20 米。S采煤工作面倾向长度。h煤层厚度。经实践总结，每个采空区充填矸石的利用率为 0.7，所以每个4采空区能容纳的矸石量约为：V=6000.7=420 m396 左六
8、片采煤走向长度为 530 米，可形成 20 个工作面，共可充填矸石量 8400 m3。通过上述计算可知：掘进 96 右五片的矸石量约可填满 96 左六片采煤的四个采空区，矸石可全部充填，不必提升到地面，96 左六片采煤采空区共可充填与掘进 96 右五片相同断面面积巷道 1071 米所产生的矸石量。3 .2 矸石充填效果 3.2.1 顶板压力小，来压强度低 96 左六片采煤工作面支柱平均支撑力为 10.2 KN/棵 ，最大平均为 11.5KN/棵。采空区充填后，工作面支柱稳定，压力减小，煤帮片帮现象明显减轻。由此说明矸石充填工作面 顶板压力小，来压强度低。 3.2.2 周期来压不明显，超前压力影
9、响范围小 工作面周期来压不明显，来压系数较低。工作面开采后，上下巷超前范围内基本没有变形，支柱平均支撑力低。根据观测结果，下平巷支护形式为锚杆配合钢带支护，煤帮使用锚网，并用木板刹严，上巷超前支护距离 20m，支护效果较好。 4 经济效益分析4.1 九井经济效益分析向阳煤矿九井现有一采两掘三个工作面，可实现矸石全部井下5充填，矸石不升井，这样，掘进工作面提高了循环率，每个掘进面每月可多进尺 15-20 米；采煤工作面顶板压力减小，周期来压不明显，降低了支护强度，所以采煤量大大增加。另外，矸石不升井，节省了电力资源，减少了地面占地，吨煤成本也大大降低了。经过综合效益分析，采用了矸石充填法后，九井
10、每年多进尺800 米左右，多产煤 5000 余吨，增效 160 余万元。42 全矿经济效益分析2007 年和 2008 年两年全矿充填情况见下表：井 别 地点平均厚度（m）走向长度（m）倾斜长度（m）可充填岩石量（m 3）已充填岩石量(m3)施工时间二井 96 右六片 0.6 400 40 9600 6720 2008四井 96 右七片 0.6 200 70 8400 5880 200852 右四片 0.6 350 60 12600 8820 2007五井53 右四片 0.7 350 60 14700 10290 200767 右七片 0.8 355 55 8200 6500 2007六井67
11、 左七片 0.8 425 55 8460 6000 200892 左五片 0.5 700 100 35000 24500 200892 右六片 0.5 160 50 4500 3500 2008九井96 左六片 0.6 440 50 4500 3500 2007十一井 69 左五片 0.6 370 45 4000 3000 2008十二井 52 左七片 0.8 400 70 8500 7000 2008十三井 58 右五片 0.8 300 50 12000 8400 200758 上 B 左七片 0.8 250 50 8140 7000 2007十四井58 上 B 右七片 0.8 140 50
12、 4020 2800 2007十五井 69 右五片 0.6 80 60 2880 2000 200863 左七片 0.7 400 65 18200 12700 2008十六井63 左六片 0.7 400 65 18200 12700 2007全矿合计 181900 131310 2005 年全矿十二个井口 90%的的矸石达到了井下回填，2006 年全矿井下排矸量达 3.5 万 m3，2007 年达 6 万 m3，2008 年达 7 万 m3.6由于矸石进行了井下回填，不用升井，提高了矿车的循环利用率，缩短了工作面出货时间，所以进尺得到了增加。另由于采空区进行了充填，大大缓解了工作面压力，降低了
13、支护难度，单产也得到了提高。据统计 2006 至 2008 年 3 年间，采用矸石充填法使全矿多进尺 3000 多米，节省排矸费 160 余万元；产煤进尺增产增效 7000 余万元。5 结论（1）利用“急倾斜走向长壁分带仰斜采煤法”进行采空区矸石充填，实现了矸石井下不升井、不转 移，解决了矿井矸地面排放、占地、环境污染等诸多问 题，具有较高的适用价值和可观的经济效益。 （2）采空区矸石充填缓解了矿井提升运输压力，简 化了矸石运输环节，降低了排矸费用。 （3）进行矸石充填使工作面顶板运动不明显，矿压显现弱，顶 板压力小，便于顶板管理。是对“急倾斜薄煤层走向长壁分带仰斜采煤法”的完善和补充。 （4
14、）利用矸石充填可降低回采工作面顶底板破坏强度，减小顶底板突水危险，在一定条件下可实现承压水下开采，增加了资源回收率。总之，利用“走向长壁分带仰斜采煤法”进行矸石充填，既提高了单产单进，创造了巨大的经济效益，又减少了污染，缓解了环境压力，一举多得。参考文献：1徐永圻.煤矿开采学 .江苏：中国矿业大学出版社，199972王晓明.采煤概论.北京：煤炭工业出版社，2005作者简介：王守安（1969） ，男，黑龙江人桦南县人，高级工程师，1993 年7 月毕业于黑龙江科技学院（黑龙江矿业学院）采矿工程专业，现在黑龙江七台河精煤集团向阳煤矿任采煤副总工程师，集团公司第十四届科技明星，主要研究方向为急倾斜薄煤层回采及顶板控制、巷道支护。
