極復雜地質條件下回收煤柱資源的技術探討

武廣

摘要：通過對極復雜地質條件煤柱回收技術的研究和實踐，總結出了切實可行的回收技術，應用此技術可提高礦井煤炭資源的回收率，延長礦井的服務年限。

關鍵詞：煤柱;仰采;提高資源回收率

1.??? 前言

淮北石臺礦業有限責任公司石臺煤礦于1976年投產，主采3 煤層，煤種為主焦煤，設計產量60萬噸/ 年，最高年產量達150萬噸/ 年，經過45年開采，剩余可采儲量512.5萬噸，屬于資源枯竭礦山。為了減少各類煤柱損失，提高資源回收率，根據現場的地質情況，積極研究復雜地質條件下煤柱的回收技術，順利實現了巖漿侵蝕區回收煤柱，提高資源回收率。取得了較好的經濟效益和社會效益。

2.??? 工作面概況

Ⅱ3101工作面位于南一采區中段，為一水平南大巷保護煤柱，一水平回采結束后，準備回收該煤柱，Ⅱ3101工作面四周均為采空區，工作面走向長度564m，斜長126m，3煤層后3.6m，煤層傾角0°～27°，平均23°，童臺向斜從工作面中部穿過，工作面附近有392、Ⅰ42-4封閉不良鉆孔，切眼位置地面為龍河。該工作面受巖漿侵蝕影響，煤層頂部多蝕變為天然焦或被侵蝕為火成巖，厚0.2～1.2m，平均厚度0.6m;煤層局部含一層夾矸，厚0.1～0.3m。可采儲量32.6萬噸;工作面平面圖如下圖所示（圖1）。

該工作面直接頂為泥巖，厚6.3m，深灰色，致密塊狀，性脆。老頂為細砂巖，厚度5.9m，灰黑色，塊狀，含砂質不均。

直接底為砂質泥巖，厚4.3m，深灰色，微含炭質。

老底為細砂巖，厚13.2m，灰白色，中粒，石英為主，含細砂巖條帶，中厚層狀，性硬。

3.??? 方案的提出

Ⅱ3101工作面煤層受到童臺向斜影響，回采時必須先大角度俯采，過向斜軸部后進入大角度仰采，若采用普通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。通過特殊三機配套和支架改造將能實現上山煤柱的安全回收。

4.??? 開采技術難度分析

4.1? Ⅱ3101工作面傾角大，煤機與溜槽，支架超前護幫防片工作十分重要，安全與機械現場管理上管理難度巨大。

4.2? Ⅱ3101工作面沿走向推進過程中，需過10處老巷，蹬空4 處，管理工作量大，管理較困難。

4.3? Ⅱ3101工作面為孤島工作面，周邊均已回采，且向斜軸部應力集中，支護難度增加，頂板管理困難。

4.4? 工作面前期俯采，后期工作面整體仰采，工作面回采角度轉換期間頂板管理難度隨之加大。

5.??? 技術方案研究

5.1? 煤機選擇

煤機在大角度仰俯采期間煤機滑靴是最易損的部位，所以在選擇煤機時我們對滑靴進行改造，采用可替換的不同高度的滑靴解決仰俯采期間滑靴易損問題;同時考慮到仰采角度最大27度的現場情況，煤機滾筒選擇小截深的，以改善煤壁片幫程度，減小頂板支護難度。

5.2? 支架選擇

在支架選擇上對初撐力與工作阻力提高一個檔次進行選擇，超前支護采用二級護幫，并且對支架立柱前進行改造，加裝防飛矸網板，提高仰采期間的安全防護等級。支架采用電液控，實現遠距離操作，將操作人員從威脅區域轉移到安全區域進行支架控制。

5.3? 特殊的安全技術措施

本工作面在回采前編制了俯采期間、俯采與仰采轉換期間及仰采期間的三個專項安全技術措施，措施中對主要幾個關鍵工序進行了詳細的規定，并且在關鍵地點設置了視頻監控，工序轉換要現場安全確認并舉牌示意。

6.??? 效果

Ⅱ3101工作面通過一系列的安全技術措施和有效現場管理，克服了煤焦混采、蹬空采煤、過老巷、俯采和仰采在向斜軸部的轉換等一系列技術難題，取得了成功，經報表統計，其累計采出量為336127噸，工作面回采率達93.6%，扣除原計算采出的煤量326077噸，天然焦累計采出量為10050噸，按目前主焦煤綜合煤炭市場價850元 /噸計算，可為石臺煤礦增加經濟凈收入10083.8萬元。

7.??? 結論

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，延長礦井服務年限，取得了良好的經濟效益和社會效益，對后期煤柱工作面的回采具有指導意義。

參考文獻：

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[2]?? 徐永圻.采礦學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003。