單翼盤區末端三角煤柱回采方案優化應用

魏 鑫

（長春興煤業有限公司，山西 大同 037101）

1 概述

長春興煤業22601 和22602 工作面位于礦井22#煤層南盤區西南部，工作面東部分別閉住盤區回風大巷、盤區帶式輸送機大巷、盤區輔助運輸大巷平行布置，并延伸至盤區末端。工作面回采區域煤層平均厚度12m，含3~4 層夾矸；厚度較穩定，根據工作面鉆孔Z906 得知，22#層上距最近16-2 煤層約99.15m，下距最近25-1#煤層約12.7m。煤層大致走向東西，傾向北。傾角較小，平均-2°。

工作面東部為南延盤區大巷二段，南部為礦井南部礦界及中煤金海洋五家溝煤礦采空區（礦界煤柱46~73m），西部為礦井西部礦界及山煤集團韓家洼煤礦，北部為設計南盤區西南部未開采區域。長春興煤業南盤區為單西翼盤區，二段盤區大巷未沿盤區東側邊界平行布置，形成盤區東翼三角煤，如圖1所示。

圖1 傳統回采時601工作面布置平面示意圖

601 工作面順槽掘進期間運輸系統與盤區帶式輸送機大巷貫通；施工回風繞道至盤區回風大巷形成獨立回風系統；布置輔運聯巷溝通順槽巷道與盤區輔助運輸大巷形成運料、行人輔運通道。

601工作面采用走向長臂后退式回采工藝，當工作面回采至距南回風大巷二段100m 處停止回采施工回撤通道，然后對工作面內設備進行回撤，預留保安煤柱寬度為100m，采用傳統巷道布置時601 工作面結采后盤區東翼三角煤無法正常回收，后期回收需采用新設備或重新布置工作面進行回采，且回收率低下。為了保證三角煤柱能夠最大限度回采，長春興煤礦決定對工作面結采后三角煤柱回采方案進行優化。

2 三角煤柱回采方案

從“一巷多用”考慮，簡化巷道，降低井巷工程量，利用已有巷道或必要巷道構成盤尾聯巷，形成負壓回風系統，以釋放盤區末端盤區大巷系統壓力，保證其可直接被工作面回收。

2.1 巷道布置方式

（1）601工作面回采至原停采位置時停止回采，延伸602回風順槽至井田邊界，施工進風巷Ⅰ，同時從南回風大巷二段施工回風巷Ⅱ并與進風巷Ⅰ貫通，如圖2所示。

圖2 優化后601工作面布置平面示意圖

（2）延伸601 回風順槽至井田邊界并按設計拐彎，施工回風巷Ⅰ，施工到位后與回風巷Ⅱ貫通；延伸601運輸順槽施工進風巷Ⅱ，并施工進風聯絡巷與進風巷Ⅰ貫通。從回風巷Ⅱ施工一條運料斜巷并與輔助運輸大巷二段貫通。

2.2 運輸系統調整

（1）主運輸系統：601運輸順槽在盤區大巷前，工作面回采后利用原南帶式輸送機大巷二段作為運輸系統；當工作面與盤區大巷貫通前50m 及時調整運輸系統，將原運輸順槽內帶式輸送機延伸至進風巷Ⅱ內，同時在進風聯絡巷、進風巷Ⅰ內各安裝一部帶式輸送機并與南帶式輸送機大巷二段內輸送機搭接進行聯合出煤。

（2）輔助運輸系統：工作面物料及人員從輔助運輸大巷二段經運料斜巷進入回風巷二段、回風巷Ⅰ段，最后進入工作面。

2.3 通風系統調整

（1）601 工作面與盤區大巷貫通前，新鮮風流從南帶式輸送機大巷二段、南輔助運輸大巷二段進入601運輸順槽并流經工作面；回風風流從601回風順槽進入南回風大巷二段。

（2）當601 工作面回采距盤區巷50m 處時，在盤尾聯巷安裝調節，并對601運輸順槽與602運輸順槽之間的南盤區帶式輸送機大巷二段進行密閉；新鮮風流從南帶式輸送機大巷二段、南輔助運輸大巷二段進入進風巷Ⅰ、進風聯絡巷、進風巷Ⅱ以及601運輸順槽，最后進入工作面。

（3）工作面回風風流進入601 回風順槽，然后經過回風巷Ⅰ、回風巷Ⅱ，最后進入南回風大巷二段。

3 回采方案優化后優缺點及應用效果

3.1 回采方案優化后優缺點

3.1.1 回采方案優化后優點

（1）優化后的回采方案無需新開切巷，回采時只需過空巷即可，減少了工作面搬家次數。

（2）回采優化后實現了對末端三角煤柱回采，解決了傳統回采時三角煤柱回采難度大、回采率低等技術難題。

（3）優化后的回采方案利用補充巷道實現通風、運輸系統調整，對西翼整個盤區三角煤柱回采均可適用，實用性強。

3.1.2 主要缺點

（1）優化后的回采方案需施工進風巷Ⅰ、進風巷Ⅱ、回風巷Ⅰ、回風巷Ⅱ以及進風聯絡巷、運料斜巷等，共需掘進巷道長度達1552m，巷道掘進工程量大，增加了巷道掘進費用及勞動作業強度。

（2）601工作面回采在過盤區大巷前需對巷道內設備進行回撤，同時受回采應力影響在過空巷時圍巖破碎嚴重，很可能出現頂板破碎垮落現象，需對空巷內圍巖進行提前支護，支護成本費用高、支護強度大。

3.2 實際應用效果

南盤區二段末端巷道通過巷道布置優化后，通風、主運、輔運、各類系統管路等生產系統均滿足正常生產要求，不存在安全隱患；與原設計相比，利用必要巷道形成盤區尾巷，重新建立工作面順槽巷道，減少一次工作面安裝，增加了工作面回采周期，緩解了礦井采掘接續，預計可回收煤炭資源278×104t。

4 結束語

長春興煤礦針對單翼盤區601、602 工作面末端三角煤柱回采難度大等技術難題，通過優化巷道布置，調整工作面通風、運輸等系統實現了三角煤柱回采，將傳統的新開切巷優化為直接過空巷，大大提高了工作面回采效率，簡化了三角煤柱回采工序，取得了顯著應用成效。