浅谈特厚易燃煤层水平布置巷道无煤柱开采技术
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【中图分类号】TU185【文献标识码】A【文章编号】1674-3954（2011）02-0147-01
一、提出无煤柱开采的技术依据。
1983年首先在―50北18层采区提出水平布置巷道无煤柱开采，主要技术依据有以下四点：
1、受上分段巷道布置的影响。上分段（+15水平18层)采区巷道布置：上头留设梯形煤柱，回风道为铅垂布置。下头溜子道为水平布置，总机道高2m。很大程度上决定了本分段上头回风道也必须是水平布置，如留设梯形煤柱，回风道用铅垂布置时，阶段煤柱损失量大，达72万t，18下层最后一个分层阶段煤柱斜长达56m，在技术经济上极不合理。18层分上，下层分别留设梯形煤柱，铅垂布置回风道，阶段煤柱损失量也很大，18下层最后一个分层阶段煤柱斜长也达36m，并对采区开采防火不利。如果采用水平布置回风道，留设水平煤柱，对采区开采防火也极不利，当开采到18下层时，18上层的水平阶段煤柱将全部冒落破坏，在采空区内工作面上中部的上方形成煤炭大堆积，这是自燃发火的极大隐患，而且一旦发火又难以消灭。因火源点在已采区的上部层位，在采空区的浮岩中，泥浆很难灌到火点处。因此，回风道留设梯形或水平煤柱的布置方式，都是不可取的，针对丢煤多，防火难的两个致命点，提出水平布置巷道无煤柱开采。
2、上分段开采及防火灌浆情况。上分段+15北18层采区，走向550m，开采11个分层，开采时间长达5a，采区开采结束时，没残留高温发火隐患点，并做了彻底封闭。全区总灌浆量达3.45万立方来，18下层平均灌浆系数为3.2％。因煤层倾角在35度左右，泥浆分布比较均匀，尤其是在开采中增加采空区灌浆量，在灌浆工艺上采取很多技术措施，极大地加强了工作面下半部溜子道处的灌浆量，因此，为下分段回风道沿空掘进提供了安全可靠的技术条件，并能最大限度地减少百米巷道漏风率，也为采区防火创造了有利条件，这是提出无煤柱的主要依据。
3、顶板岩性及煤层地质条件好。18层顶板有1m左右砂岩伪顶，直接顶为细砂岩，桉顶板分类属于Ⅱ类2级，易冒落易压实。通过上分段开采防火灌浆的实践，已充分证明顶板冒落得比较严实，因煤层倾角在35度左右，冒落的岩石必然下滑，靠近溜子道处的采空区基本上被冒落岩石充填严实，加之采区灌浆好，浆量大，分布均匀基本上形成了隔绝带。对无媒柱开采沿空送巷和采区开采防火工作极为有利。
煤层地质条件好，煤层稳定，构造简单，能够最大限度地减少煤炭损失，杜绝浮煤堆积。煤层倾角较大，采用水平布置回风道，其巷间煤柱可以在掘进时或开采中全部采出，减少了自然发火的可能性。
4、开采技术进步是无煤柱开采的有力保障。无煤柱开采成功与否，取决于对煤层自然发火的控制。影响煤层自然发火的因素有3个：①有易燃的浮煤堆积；②有向采空区漏风供氧条件；③有聚热氧化过程的条件和充足时间。由于开采技术进步，可以做到“采得净，采得快，灌得好”，基本上控制了煤层自然发火的3个条件。同时加强“两道”放顶管理，小石门采后及时封闭，再采取均压通风措施，可以最大限度减少向采空区漏风供氧。所以，开采技术的进步基本上可以控制煤层自燃的3个影响因素。
二、水平布置巷道无煤柱开采的主要优点。
1、提高采区回采率，降低岩巷掘进率。根据有阶段煤柱回风道的三种布置形式，计算两上采区三种形式的阶段煤柱损失量：①整层留设梯形煤柱损失为72万t；②分层留设梯形煤柱损失量为42万t；③留设水平阶段煤柱损失量为28万t。三种布置形式阶段煤柱平均斜长分别为29m,20m，14m，各占阶段斜长(不留煤柱的工作面长)的24.3％，16.7％，11.4％左右。因此，三种不同布置形式采区回采率可分别提高24.3％，16.7％，11.4％左右。
由于提高采区回采率，降低岩巷掘进率，有利于加快矿井生产准备，缓和矿井采掘接续，促进煤炭生产长期稳定、持续发展。
2、简化生产环节，采区生产系统简单。采区巷道采用水平布置方式：上头各分层回风道与采区回风小石门，总回风道都在同一水平上，下头各分层溜子道在同―水平上，并比采区机道小石门，总机轨道高出一个巷道高度侑利于下分段回风道布置)，因此，不必打上、下两道反上，取消了流煤眼和运料小绞车，简化出煤，运输系统，也便于行人、通风，机电设备搬运等。
三、沿空掘进和回采的技术要求。
对掘送下头各分层机道的施工技术要求：(1)保持施工方向相同，坡度―致，使各分层机道都处在同一截面上，有利于手段回风道沿空掘进施工。
四、采区开采防火灌浆工作。
大陆矿开采防火工作的主要技术手段是黄土灌浆。黄泥灌浆入井下采空区后，能粘结在浮煤表面，使煤粒表面与空气隔绝，防止煤粒的氧化，并能充实冒落岩石空隙，能起到冷却降温作用。加强灌浆的技术管理，首先要切实抓好对特殊点的防火灌浆。所谓特殊点就是易发火的隐患处，“两线”尤其是停止线，连接入，回风侧，通风负压差较大，冒落不严，极易漏风，采取充砂措施，将工作面下半部充严，杜绝向采空区漏风供氧。切割线采用加大灌浆量的办法，最里部的钻孔必须打在切割线的上头，加大切割线的灌浆量，采过后及时封闭。提高采区的受浆量，保证灌浆数量和质量，采区灌浆系数不准小于3％，泥浆分布均匀，消灭漏灌区和空白带，保证水平无煤柱开采。
五、结束语。
通过新立矿+15北18层、-125南18层两个采区合计开采8年多的实践，充分说明在低沼气矿井，特厚易燃倾斜煤层，在煤层地质条件，采区开采技术条件适宜的情况下，切实地加强采区开采防火灌浆工作，采用水平布置巷道无煤柱开采技术是可行的，可以做到安全开采。
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