復雜地質條件下上山煤柱回收技術

摘 要:本文以石臺煤礦復雜地質條件下上山煤柱回收技術為對象，開展了現場實踐研究，提出了切實可行的回收技術，應用此技術可顯著提高礦井煤炭資源的回收率，緩解礦井采掘接替緊張的局面。

關鍵詞:復雜條件上山煤柱蹬空沿空留巷仰采

中圖分類號:TD823文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(c)-0037-01

淮北區石臺煤礦為了減少煤柱損失，根據現場的地質條件，積極研究復雜地質條件下上山煤柱的回收技術，取得了較好的經濟效益和社會效益，提高了資源回收率。

1工作面概況

3420中工作面位于Ⅰ4采區下段，上為Ⅰ4軌道巷保護煤柱，下靠3422中工作面，該工作面已回采完畢，右為3420N、3418-2工作面，均已回采完畢。工作面走向長度194m，斜長143m，煤層傾角8°～25°，平均18°，其中里段60m范圍內最大傾角達到25°。該工作面煤層賦存穩定，平均厚度1.8m。可采儲量7萬余噸。該工作面直接頂為粉-細砂巖，厚1.66m。老頂為細砂巖，厚度10m，灰白色，厚層狀。直接底為砂質泥巖，厚11m，深灰色，微含炭質。老底為細砂巖，厚8.0m，灰白色，條帶狀，性脆。

2 方案的提出

3420中工作面里段傾角較大，若采用傾斜長壁采煤法對該上山煤柱進行回收，仰采角度過大，無法保證安全回采，若采用走向長壁采煤法進行回采，則不能將上山煤柱完全回收。通過里段采取走向長壁采煤法，采至預定收作線時沿空留巷，外段安裝工作面再采取傾向長壁采煤法將能實現上山煤柱的安全回收。

3技術難度分析

(1)3420中工作面沿走向推進過程中，需過Ⅰ4軌道巷和Ⅰ4軌道三腰巷，蹬空段管理難度大。

(2)3420中工作面沿走向推進到預定位置后，需沿空留巷，沿空留巷段長度較大，達到180m，此段作為后期進風巷道使用，維護時間較長，支護難度增加，頂板管理困難。

(3)工作面后期采取傾向長壁采煤法以后，工作面整體仰采，工作面頂板管理難度隨之加大。

4過軌道巷及沿空留巷段的頂板管理

4.1 過軌道巷段頂板管理

工作面在沿走向推進的過程中過Ⅰ4軌道巷，根據石臺礦的地質條件及蹬空段的現場管理經驗，當煤層底板下的巖柱留設高度不小于3m時，才能安全順利的通過。經計算及現場測量，確定了蹬空段管理的范圍。現場采取在需管理的范圍內打聯鎖木垛的方式進行管理，這樣能保證工作面采煤時底板不至于陷落。蹬空采煤的關鍵是頂底板管理及瓦斯管理，同時還要加強現場勞動組織管理。關鍵在于以下幾點:

(1)工作面推至距軌道巷5m時，傾向每隔5m從煤幫側朝下打一探眼，探眼深度不低于5m，打探眼時必須停車。(2)工作面過軌道巷期間，距軌道巷5m時，原則上不允許放炮作業，采取人工落煤。(3)在蹬空開采過程中，工作面提車進行管理，單體支柱采用方木下底梁支護，并沿傾斜方向排齊，防止人員或物料掉入蹬空段，發現底空段必須用煤將空底段盡可能的填實，人行道及材料道側增設一梁三柱順山挑棚加強支護，挑棚支柱必須下底梁支護。(4)過軌道巷時，巷道已垮落段必須進行超前采煤、掛梁、補設支柱，空、漏頂處必須用方木接實頂。

4.2 沿空留巷段的頂板管理

工作面采至預定位置后需沿空留巷，沿空留巷段的長度約180m，此次沿空留巷將采取走向沿空留巷與傾向沿空留巷相結合的方式，作為后期的進風巷道使用，且使用周期較長，所以沿空留巷段的頂板管理是此次管理的重點。沿空留巷段的頂板管理方法如下:

(1)工作面推進至預定位置前，最后四排巷采高不低于2.0m。

(2)工作面回采最后一排時，煤壁側用竹芭背嚴背實幫。采用塑料網過嚴頂板。

(3)工作面正常回采時采用四、五排管理，當推進至停采位置時，停采前回掉第五排支架，回掉的支柱帶壓支設在放頂線之間，作為沿空留巷老塘側點柱加強支護，并與老塘側保持一定的夾角，用于抵抗老塘側的壓力。

(4)工作面傾向沿空留巷段和走向沿空留巷段交叉處上幫架設木垛加強支護，走向沿空留巷段每隔5m在老塘側架設一木垛加強支護。

5 外段裝面及仰采安全開采技術

工作面在采至預定收作線位置時，原來的機巷作為切眼進行裝面，改變采煤方法，即由走向長壁采煤法改為傾向長壁采煤法，在此期間工作面的仰采角度較大，局部仰采角度8°～15°，針對工作面的復雜條件和具體情況，回采前制定了詳細的安全技術管理措施，充分保證工作面回采的安全。

(1)支護管理。工作面采用單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護，回采過程中加強基本支架管理，支架支設要垂直頂底板，迎山有勁，迎山角控制在3°～5°。確保單體支柱的初撐力及工作阻力符合要求，采煤應自上而下進行。仰采段采高大于2m或煤層松軟處，煤壁要用大笆背好幫，工作面實行“三封閉”管理，防止工作面出現抽頂和煤壁片幫。若端面距大于300mm時，必須進行超前管理;大于500mm時必須進行超前采煤、掛梁、補柱。

(2)放炮管理，回采過程中加強防炮管理，炮眼深度和封孔長度必需嚴格要求。由于本工作面為“三軟”煤層，易造成煤壁片幫和串矸漏頂，仰采段原則上不允許放炮作業，若遇火成巖侵蝕或煤體較硬，使用手鎬無法落煤時，要嚴格控制放炮，可采取放松動炮的方法回采，頂眼仰角控制在10°～15°，裝藥量不超過200g/眼，底眼打平眼，裝藥量不超過300g/眼，一次啟爆長度不超過5m，嚴禁“糊炮”。(3)其它安全技術措施，工作面加強現場管理，機道、人行道、采空區側所有支柱拴防倒繩，防止工作面倒棚、推棚。人行道擋好人行臺階，機道設置擋煤板，增加工作面的裝煤效果，減輕工人的勞動強度。

6 應用效果及經濟效益

通過一系列的安全技術措施和現場管理，3420中工作面在沿空留巷、蹬空采煤和仰采等一系列技術難題下取得了成功，工作面月產2萬余噸，多回收煤炭資源7萬余噸，創效6000余萬元。

7 結語

在極復雜地質條件下對上山煤柱進行回收是完全可行的，工作面采取的措施科學合理，能夠有效的解決在回采過程中的一系列技術難題，減少了煤炭資源的損失，緩解了采掘銜接矛盾，取得了良好的技術經濟效益。

參考文獻

[1]馮立彥.沿空留巷在富強煤礦中的應用[J].煤炭技術，2004.

[2]徐永圻.采礦學[M].徐州:中國礦業大學出版社，2003.