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4方案分析
4.1方案的提出
煤礦的生產(chǎn)始終圍繞安全、經(jīng)濟(jì)、回采率三方面展開，該生產(chǎn)條件下煤層開采受到自燃發(fā)火的影響，傳統(tǒng)放頂煤沿煤層底板布置巷道以及留煤柱護(hù)巷已不能適應(yīng)生產(chǎn)需要，亟需采用既能提高回采率，又能保證安全生產(chǎn)的無煤柱巷道布置以及相應(yīng)的回采工藝，本文提出采用錯層位巷道布置系統(tǒng)和三段式回采工藝來實(shí)現(xiàn)無煤柱開采[2]，（如圖2所示）。
該系統(tǒng)綜合集成放頂煤、上分層鋪網(wǎng)放頂煤和下分層網(wǎng)下放頂煤三種回采工藝于一個工作面，三種工藝用于工作面的不同位置，形成獨(dú)特的三段式回采工藝。圖中的a段，即工作面在沿頂板布置的進(jìn)風(fēng)巷道一側(cè)采用分層放頂?shù)纳戏謱踊夭晒に�，需要鋪網(wǎng)，為下一工作面巷道的掘進(jìn)與回采作準(zhǔn)備。圖中的c段，即在距離相鄰采空區(qū)側(cè)的工作面采用網(wǎng)下放頂煤回采工藝，這一段不需要鋪網(wǎng)，但需要控制好采煤機(jī)割煤高度，防止漏矸。圖中的b段，中部工作面采用放頂煤回采工藝。
4.2與傳統(tǒng)放頂煤對比
是否能有效防治自然發(fā)火是判定方案可行性的重要依據(jù)，為此在防治自然發(fā)火方面對錯層位巷道布置與傳統(tǒng)放頂煤沿底板布置巷道[3]（如圖3）進(jìn)行了比較：
1.區(qū)段運(yùn)輸平巷；2.區(qū)段回風(fēng)平巷；3.損失的頂煤與區(qū)段煤柱；4.上區(qū)段運(yùn)輸平巷位置；
�。�1）錯層位巷道布置系統(tǒng)將進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷分別布置在煤層頂板與上一區(qū)段采空區(qū)下，進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷頂板分別為巖石和少量煤皮，基本上避免了巷道高冒區(qū)的出現(xiàn)，可以降低自燃發(fā)火率；傳統(tǒng)放頂煤沿煤層底板布置巷道，巷道上方是厚煤層，在壓力作用下易冒落形成孔隙，存在自燃發(fā)火隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，綜放開采2/3的火患都發(fā)生在巷道高冒區(qū)。（2）錯層位巷道布置系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)巷巷幫受到應(yīng)力作用，但是由于該巷直接位于巖石頂板之下，不會出現(xiàn)巷道頂煤高冒，進(jìn)而加劇巷幫的破壞，不易形成發(fā)育的碎煤裂隙，同底板布置的煤巷巷幫比較，發(fā)火幾率小，而且易于維護(hù)；回風(fēng)巷優(yōu)勢更為明顯，因?yàn)椴贾迷诓煽諈^(qū)下的回風(fēng)巷處于免壓區(qū)，對巷幫不會造成強(qiáng)烈的擠壓，可以降低發(fā)火幾率。（3）錯層位巷道布置系統(tǒng)下，相鄰工作面之間只有少量三角煤柱的存在，而且處于免壓區(qū)內(nèi)，不易出現(xiàn)傳統(tǒng)放頂煤中留有大量“T”型煤柱處在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)而被壓裂壓酥導(dǎo)致巷旁向采空區(qū)漏風(fēng)的情況，不但有利于相鄰采空區(qū)的防治自燃，而且有利于降低煤柱自身的發(fā)火幾率。（4）上一區(qū)段進(jìn)風(fēng)巷一側(cè)是上分層鋪網(wǎng)放頂煤工藝段，此段的浮煤存在于網(wǎng)下，下一區(qū)段進(jìn)行回采時可以回收，減少了采空區(qū)內(nèi)浮煤的數(shù)量，而且上一區(qū)段邊回采邊灌漿，有利于形成人工假頂或產(chǎn)生一定的膠結(jié)效果，在下一區(qū)段網(wǎng)下回采時，減少了向采空區(qū)的漏風(fēng)，所以特殊的回采工藝也是降低自然發(fā)火的有利條件。對比得出，采用錯層位巷道布置系統(tǒng)，在易自然發(fā)火條件上有了根本性的改善。
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