護(hù)巷煤柱回收工作面跨立井井筒開采的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

摘要:石圪節(jié)煤礦良才風(fēng)井于2009年通過對(duì)一下山通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整后停止使用。為了提高煤炭資源的回收率，該礦成功解決了跨井筒回采過程中通風(fēng)、涌水和頂板控制問題，充分回收了井筒煤柱，提高了礦井回采率，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:煤柱 跨立井 特殊開采

1 工作面概況

石圪節(jié)煤礦是一座有近80余年開采歷史的礦井，3號(hào)煤剩余儲(chǔ)量已近枯竭，由于下組煤接續(xù)首采工作面還有待時(shí)間形成，所以石圪節(jié)煤礦3號(hào)煤開采、回收保護(hù)巷道煤柱、邊角煤、含地質(zhì)構(gòu)造的保護(hù)煤柱就顯得尤為重要。2128工作面正是一組3號(hào)煤一下山采區(qū)護(hù)巷煤柱工作面，工作面回采長度969米，寬82～61米，兩側(cè)為已采工作面的采空區(qū)，且由于已采工作面停采線參差不齊，工作面被縱橫73條老巷切割成100多個(gè)小塊，其中在距切眼665米處有一個(gè)一下山采區(qū)專用回風(fēng)立井——良才回風(fēng)立井。如圖1所示。

■

圖1 2128工作面與井筒相對(duì)位置圖

良才回風(fēng)立井為石圪節(jié)礦三號(hào)煤一下山采區(qū)專用回風(fēng)立井，位于該采區(qū)中南部，北為219工作面采空區(qū)，南部為一下山軌道巷。該井筒始建于上世紀(jì)，自建成至今一直擔(dān)負(fù)著我礦一下山的回風(fēng)，井筒直徑4m，井壁采用料石砌筑，支護(hù)層厚度0.5m。井口標(biāo)高+1027.05m，井底標(biāo)高+741m，井筒深286m，井筒落底于三號(hào)煤層。2009年7月6日通過對(duì)一下山通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整后停止使用。

2 主要技術(shù)問題

為了實(shí)現(xiàn)資源回收最大化，緩解石圪節(jié)礦井資源采掘銜接緊張局面，2128工作面仍采用走向長壁后退式放頂煤一次采全高采煤方法，全部垮落法管理頂板的綜合機(jī)械化采煤。開采煤層3號(hào)煤賦存較穩(wěn)定。該工作面該工作面水文地質(zhì)條件較簡單，老頂Ⅶ含水層水及采空區(qū)巷道積水是主要有水源，最大涌水量為20m3/min，正常涌水量為10m3/min。工作面在通過良才回風(fēng)立井井筒過程中，立井井筒淋水也是工作面階段回采的主要水源之一。

因?yàn)樵诨夭芍皩?duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整，廢棄了該立井的通風(fēng)功能，所以在回采時(shí)不存在通風(fēng)問題。工作面回采跨立井井筒時(shí)主要存在的是涌水問題及頂板問題。

將立井井底打木垛堆積密實(shí)，上面適當(dāng)充填一層廢棄木料及柔性材料，以緩沖上覆巖石跨落經(jīng)井筒對(duì)井底的沖擊力，依據(jù)礦壓原理，通過壓力作用致使上覆巖石自然跨落充填井筒下口，保證工作面通過井筒時(shí)支架接頂，避免矸石塌落對(duì)井底支架的沖擊破壞；并封閉井筒地表以防止采動(dòng)影響導(dǎo)致地表下沉引起的地表積水流入井下，造成對(duì)井下作業(yè)空間涌水量及礦井防治水帶來的不利影響。

3 跨立井井筒開采的主要技術(shù)措施：

3.1 風(fēng)井井底加固

在通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整后將立井井底打木垛堆積密實(shí)，并用圓木或枕木將巷道頂、幫背緊剎死，在井筒下口內(nèi)適當(dāng)充填一層300～500mm厚的廢棄木料及柔性材料，以緩沖上覆巖石跨落經(jīng)井筒對(duì)井底的沖擊力，當(dāng)工作面回采接近立井井筒時(shí)，依據(jù)礦壓原理，通過壓力作用致使上覆巖石自然跨落充填井筒下口，保證工作面通過井筒時(shí)支架接頂，避免矸石塌落對(duì)井底支架的沖擊破壞。

3.2 風(fēng)井聯(lián)巷加固

①首先要對(duì)巷道進(jìn)行敲幫問頂，及時(shí)處理浮矸活石。

②在聯(lián)巷整個(gè)巷道內(nèi)每隔5m擺設(shè)一組木垛，木垛層與層之間必須用斜板背緊并用鐵絲鉸鏈在一起，木垛要打直并與底板垂直。頂部要與巷道頂板背緊剎死。

3.3 風(fēng)井段工作面兩巷加強(qiáng)支護(hù)

①由于良才風(fēng)井往里，壓力顯現(xiàn)大，工作面變形嚴(yán)重，需提前進(jìn)行拉底作業(yè)，拉底后保證巷道的高度不低于2.0m。

②良才風(fēng)井往里采用套密棚管理，套棚采用“一梁四柱”，具體為架大板棚，距離兩端200mm各打設(shè)一顆單體柱，單體柱往里各打一顆木柱。具體維護(hù)方式為：伴隨著工作面的推進(jìn)，當(dāng)工作面距離良才風(fēng)井80m時(shí)保證良才風(fēng)井往里30m架密棚管理；當(dāng)工作面距離良才風(fēng)井70m時(shí)，保證良才風(fēng)井往里40m架密棚管理；當(dāng)工作面距離良才風(fēng)井60m時(shí)，保證良才風(fēng)井往里50m架密棚管理；當(dāng)工作面距離良才風(fēng)井50m時(shí)，將密棚延伸至良才風(fēng)井往外20m。

3.4 井口封閉措施

將井筒上部原有2米高的井壁用混凝土筑砌加固，在井壁上面加蓋鋼筋混凝土蓋板，并將蓋板及井壁進(jìn)行密封，這樣可以有效防止采動(dòng)影響導(dǎo)致地表下沉引起的地表積水流入井下，造成對(duì)井下作業(yè)空間涌水量及礦井防治水帶來的不利影響。

3.5 回采過井底專項(xiàng)措施

①工作面過風(fēng)井底時(shí)要確保工作面采直采平。

②支架必須達(dá)到初撐力要求，確保接頂嚴(yán)密。

③在過風(fēng)井段前工作面必須先進(jìn)行調(diào)斜，保證在過風(fēng)井井底時(shí)工作面不平行于風(fēng)井聯(lián)巷。

④在回采工作面過風(fēng)井井底過程中，應(yīng)加強(qiáng)工作面支架支護(hù)質(zhì)量管理，特別是過井底段，要隨時(shí)觀察工作面頂板壓力及兩巷支護(hù)情況，出現(xiàn)失修棚及時(shí)更換，有異常現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)匯報(bào)。

4 取得的效果和結(jié)論

開采新技術(shù)、新工藝的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，給礦井生產(chǎn)特殊條件下的施工提供了技術(shù)支持。2128工作面跨立井井筒回采取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了預(yù)期的效果，減少了工作面重新開切眼及搬家的麻煩，使得在高效率回收煤柱的基礎(chǔ)上又多回收了煤炭資源17萬t，減少了成本投入，通過方案的實(shí)施，對(duì)工作面中底層的開采創(chuàng)造了一個(gè)較好的開采條件，同時(shí)還為其積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

跨立井井筒開采主要是使用木垛加固井筒底部及聯(lián)巷，工序簡單、操作方便、工程造價(jià)低，項(xiàng)目成本投入很小。2128工作面跨立井井筒開采的順利完成，為我公司在高效率回收煤柱的基礎(chǔ)上又多回收了煤炭資源17萬t，根據(jù)本年度的銷售和成本核算，僅該工作面跨立井回采所實(shí)現(xiàn)的原煤產(chǎn)值：17萬t×680元/t=11560萬元，取得的經(jīng)濟(jì)效益：17萬t×330元/t=5610萬元，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了預(yù)期的效果。

通過后期對(duì)井筒地表下沉現(xiàn)象的觀察，井筒附近地表略微下沉后基本趨于穩(wěn)定，筑砌井壁雖然有小縫隙裂痕，但影響不大。實(shí)踐證明，2128工作面跨立井井筒回收采區(qū)煤柱技術(shù)取得了良好的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地表及礦井涌水沒有造成大的影響。