翟鎮煤礦密實充填工作面的開采應用

一、工程概況
　　密實充填首采區布置于工廣煤柱南部區域，具體為井底車場以南，位于F6、F8、F19三條斷層之間的近梯形塊段，東西走向長約400m，南北傾斜寬約350m。對應地表為長久廣場南部主干道及兩側農田和零星建筑。預計全區可采儲量21.8萬噸，共劃分了10個工作面。
　　 二、工藝簡介
　　將工作面按走向劃分為若干個開采段，間距為4.5m，并按工作面在上巷與下巷之間布置若干開采巷道，靠近切眼位置的第一個巷道與切眼之間留設4.5m的保護煤柱。其他巷道按與第一個巷道平行布置，由里向外編號1.2.3.4.5.6……奇數巷為支巷，偶數巷為煤柱巷。先開采支巷，待支巷充填凝固后，再開采煤柱巷。
　　支巷開采工藝
　　（一）支巷開采采用連續或跳躍后退開采方式：
　　1、當充填巷道與施工支巷之間相隔不超過3條已采巷道時，采用連續后退、開采方式。
　　2、當充填巷道與施工支巷之間相隔超過3條已采巷道時，采用跳躍后退開采方式。
　　（二）連續后退：工作面支巷開采由內向外不間斷逐條施工。
　　（三）跳躍式：一條支巷與相鄰一條煤柱巷為一個單元，自里向外先采1、2、3單元、留設4、5單元，采6、7、8單元，留設9、10單元，.....工作面支巷開采時連續施工3條支巷后，留設2條支巷不施工，作為保護煤柱，然后再連續施工3條支巷再留設2條支巷不施工，如此重復，即每隔2條支巷連續施工3條支巷，即“隔二采三”。
　　煤柱巷開采工藝
　　（一）煤柱巷開采采用連續或跳躍式后退開采：
　　1、當充填巷道與施工煤柱巷之間相隔不超過2條已采巷道時，采用連續后退開采方式。
　　2、當充填巷道與施工煤柱巷之間相隔超過2條已采巷道時，采用跳躍后退開采方式。
　　（二）連續后退：工作面煤柱巷開采由內向外不間斷逐條施工。
　　（三）跳躍式：自里向外先采2#、4#煤柱巷、留設東6#煤柱巷，釆8#、10#煤柱巷，留設12#煤柱巷，.....工作面煤柱巷開采時連續施工2條煤柱巷后留設1條煤柱巷不施工作為保護煤柱，如此重復，即每隔1條煤柱巷連續施工2條煤柱巷，即“隔一采二”。
　　充填工藝
　　矸石、漿料通過上順槽運輸至充填支巷，煤流經下順槽運輸皮帶運出工作面。支巷開采出煤完畢后，在支巷下端（下順槽處、低位）施工擋漿墻，自支巷上端（上順槽處、高位）充矸。
　　充填方法：
　　采取“采3充1，采5充3”的工作法，即：連續開采3個支巷或煤柱巷時，必須充填，不得連續開采超過3個支巷或煤柱巷不充填，連續開采5個支巷或煤柱巷時必須3個支巷或煤柱巷完成注漿。上巷充填與下巷采煤實現平行作業。采用水泥漿加洗選矸管理頂板，根據地質及開采技術條件，采用水泥漿蠕動沖推洗選矸進行充填。充填時采取二次填灌的方式進行接頂充填。初期充填體水泥：水：矸石比例暫定為為：15：20：65，后期需根據我礦試驗情況進行修正，以保證充填效果。
　　充填注意事項
　　1、充填過程中，下巷擋漿墻附近，只留設一名觀察人員，其余人員全部撤至擋漿墻左右10m范圍以外，分別拉繩掛牌，嚴禁人員進入。防止跑漿傷人。觀察人員站在擋漿墻上方3-5m位置觀察即可，嚴禁正對擋漿墻觀察，發現問題及時匯報處理。
　　2、充矸皮帶卸載點、擋漿墻觀察點、井上輸漿制備戰、矸石倉卸載點，必須接有電話或語音通訊裝置，必須保證通訊暢通，發現問題進行聯系處理。
　　3、充填巷開采完成，未注漿前，在上出口以下3m以內的全風壓處支設柵欄，嚴禁人員進入，并安設便攜式瓦檢儀，監測瓦斯濃度，并掛好擋風簾，防止漏風。
　　4、充填體未凝固時，不得隨意撤除支柱。
　　5、支柱必須完好可靠，不得使用損壞支柱，發現漏液必須立即更換。保證支護強度。
　　6、當充填體開裂時，必須及時打點柱維護充填幫。
　　7、充填過程中出現跑漿等緊急情況時，必須及時通知制備站停止注漿，并關閉注漿管閥門。待漿體不再跑漿后，及時將漿體清理干凈，防止漿體凝固，阻塞巷道。
　　8、擋漿墻充矸分次進行，第一次充矸時，充矸體漫過擋漿墻就停止充矸，防止充矸體壓力過大，將擋漿墻壓倒。待充矸體初凝后（24小時左右），對擋漿墻單體進行二次注液后，再進行第二次充矸。嚴禁第一次充矸量過多（第一次充矸不得漫過擋漿墻50cm）下出口觀察人員嚴格進行把關。
　　9、從擋漿墻制作完成開始至充矸結束，在上出口位置拉繩掛牌，嚴禁人員進入，并懸掛好擋風簾。并在上出口回風方向3-5m范圍內，懸掛甲烷報警儀。
　　三、充填系統
　　1.原煤運輸系統：工作面支巷→工作面下順槽→上部集中運煤巷→上部運煤輔巷→南翼運輸大巷→井底煤倉
　　2.通風系統：副井→井底車場→-400東大巷→上部集中運煤巷→工作面上、下順槽→七采擴大區上部集中充矸巷→七采回風巷→礦井總回風巷→風井
　　3.矸石運輸系統：地面下矸或各采區原生矸石→-400東大巷→七采破碎站→七采回風下山→七采回風巷→七采擴大區上部集中充矸巷→工作面上順槽
　　4.漿料運輸系統：地面制漿站→輸漿鉆孔→七采擴大區上部輸漿巷→工作面上順槽
　　5.供電系統：使用七采擴大區配電站供電或中央配電所供電。
　　6.壓風、供水系統等利用井下現有系統和管路。
　　結語： 密實充填的綠色開采方法是基于資源開發與生態保護互相協調的一種新型開采工藝，它能夠實現煤矸資源100%置換，能夠最大程度的減輕煤炭開采對環境和其他資源的不良影響，以取得最佳的經濟效益、環境效益和社會效益。目前，國內外已對此工藝進行了多種探索，目前尚處于起步階段。近年來，國內逐步加緊對煤炭資源的管控、加緊對生態環境的管控，從長遠來看，密實充填的實施、綠色開采技術的研究與推廣具有廣闊的發展前景。