復(fù)雜地質(zhì)條件下上山煤柱回收技術(shù)

摘 要:本文以石臺(tái)煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件下上山煤柱回收技術(shù)為對(duì)象，開展了現(xiàn)場實(shí)踐研究，提出了切實(shí)可行的回收技術(shù)，應(yīng)用此技術(shù)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(guān)鍵詞:復(fù)雜條件上山煤柱蹬空沿空留巷仰采

中圖分類號(hào):TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(c)-0037-01

淮北區(qū)石臺(tái)煤礦為了減少煤柱損失，根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件，積極研究復(fù)雜地質(zhì)條件下上山煤柱的回收技術(shù)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(qū)下段，上為Ⅰ4軌道巷保護(hù)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(nèi)最大傾角達(dá)到25°。該工作面煤層賦存穩(wěn)定，平均厚度1.8m。可采儲(chǔ)量7萬余噸。該工作面直接頂為粉-細(xì)砂巖，厚1.66m。老頂為細(xì)砂巖，厚度10m，灰白色，厚層狀。直接底為砂質(zhì)泥巖，厚11m，深灰色，微含炭質(zhì)。老底為細(xì)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(duì)該上山煤柱進(jìn)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(jìn)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(yù)定收作線時(shí)沿空留巷，外段安裝工作面再采取傾向長壁采煤法將能實(shí)現(xiàn)上山煤柱的安全回收。

3技術(shù)難度分析

(1)3420中工作面沿走向推進(jìn)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(jìn)到預(yù)定位置后，需沿空留巷，沿空留巷段長度較大，達(dá)到180m，此段作為后期進(jìn)風(fēng)巷道使用，維護(hù)時(shí)間較長，支護(hù)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(jìn)的過程中過Ⅰ4軌道巷，根據(jù)石臺(tái)礦的地質(zhì)條件及蹬空段的現(xiàn)場管理經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤層底板下的巖柱留設(shè)高度不小于3m時(shí)，才能安全順利的通過。經(jīng)計(jì)算及現(xiàn)場測量，確定了蹬空段管理的范圍。現(xiàn)場采取在需管理的范圍內(nèi)打聯(lián)鎖木垛的方式進(jìn)行管理，這樣能保證工作面采煤時(shí)底板不至于陷落。蹬空采煤的關(guān)鍵是頂?shù)装骞芾砑巴咚构芾恚瑫r(shí)還要加強(qiáng)現(xiàn)場勞動(dòng)組織管理。關(guān)鍵在于以下幾點(diǎn):

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

4.2 沿空留巷段的頂板管理

工作面采至預(yù)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(jié)合的方式，作為后期的進(jìn)風(fēng)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(diǎn)。沿空留巷段的頂板管理方法如下:

(1)工作面推進(jìn)至預(yù)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(shí)，煤壁側(cè)用竹芭背嚴(yán)背實(shí)幫。采用塑料網(wǎng)過嚴(yán)頂板。

(3)工作面正常回采時(shí)采用四、五排管理，當(dāng)推進(jìn)至停采位置時(shí)，停采前回掉第五排支架，回掉的支柱帶壓支設(shè)在放頂線之間，作為沿空留巷老塘側(cè)點(diǎn)柱加強(qiáng)支護(hù)，并與老塘側(cè)保持一定的夾角，用于抵抗老塘側(cè)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(shè)木垛加強(qiáng)支護(hù)，走向沿空留巷段每隔5m在老塘側(cè)架設(shè)一木垛加強(qiáng)支護(hù)。

5 外段裝面及仰采安全開采技術(shù)

工作面在采至預(yù)定收作線位置時(shí)，原來的機(jī)巷作為切眼進(jìn)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(duì)工作面的復(fù)雜條件和具體情況，回采前制定了詳細(xì)的安全技術(shù)管理措施，充分保證工作面回采的安全。

(1)支護(hù)管理。工作面采用單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)，回采過程中加強(qiáng)基本支架管理，支架支設(shè)要垂直頂?shù)装澹接袆牛浇强刂圃?°～5°。確保單體支柱的初撐力及工作阻力符合要求，采煤應(yīng)自上而下進(jìn)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(shí)行“三封閉”管理，防止工作面出現(xiàn)抽頂和煤壁片幫。若端面距大于300mm時(shí)，必須進(jìn)行超前管理;大于500mm時(shí)必須進(jìn)行超前采煤、掛梁、補(bǔ)柱。

(2)放炮管理，回采過程中加強(qiáng)防炮管理，炮眼深度和封孔長度必需嚴(yán)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(yè)，若遇火成巖侵蝕或煤體較硬，使用手鎬無法落煤時(shí)，要嚴(yán)格控制放炮，可采取放松動(dòng)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(yán)禁“糊炮”。(3)其它安全技術(shù)措施，工作面加強(qiáng)現(xiàn)場管理，機(jī)道、人行道、采空區(qū)側(cè)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(tái)階，機(jī)道設(shè)置擋煤板，增加工作面的裝煤效果，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

6 應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

通過一系列的安全技術(shù)措施和現(xiàn)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(shù)難題下取得了成功，工作面月產(chǎn)2萬余噸，多回收煤炭資源7萬余噸，創(chuàng)效6000余萬元。

7 結(jié)語

在極復(fù)雜地質(zhì)條件下對(duì)上山煤柱進(jìn)行回收是完全可行的，工作面采取的措施科學(xué)合理，能夠有效的解決在回采過程中的一系列技術(shù)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(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]馮立彥.沿空留巷在富強(qiáng)煤礦中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2004.

[2]徐永圻.采礦學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.