淺析殘采礦井的采掘接替

摘要：殘采礦井生產條件十分復雜，嚴重影響儲量圈定和巷道工期，采掘接替緊張。通過分析采掘接替影響因素，采取改進工作面布置和回采工藝、增加儲量、加大采面采高及推進速度、延長生產時間、合理調整采掘接替順序等措施，實現了正常接替和安全生產，為資源枯竭礦井提供了一條采掘接替的新途徑。

關鍵詞：殘采礦井 采掘接替 合理調整 增加儲量 圈定儲量

韓王礦煤炭資源枯竭，截止到2004年底，礦井剩余儲量398.7萬噸，可采儲量129.3萬噸，占原始可采儲量的9.3%，礦井進入殘采階段，該階段正規的采區布置已基本開采完畢，主要開采軌道、斷層煤柱及上、中、下分層遺留下來的面積損失的煤柱，工作面圈定的儲量少，生產時間較短，再生頂板控制難度大及斷層破碎帶附近壓力大，過老巷、老空區較多。煤層厚度極不穩定，煤層結構復雜，含上分層垮落頂板夾矸。水文地質條件復雜，老空水嚴重影響采掘生產。復雜的開采條件和零星的儲量分布，導致采掘接替緊張，甚至脫節。為了保證采掘接替正常，一方面在老空區里布置探巷，圈定可采儲量；另一方面工作面布置靈活，在主采面附近圈定副采面，聯合開采，盡可能延長回采工作面生產時間。

1 影響因素分析

殘采礦井采掘接替影響因素很多，主要因素為工作面圈定儲量。2004年以來，通過6年來采掘工作面接替分析，發現工作面儲量、產量、生產時間變化較大，接替順序調整次數多，巷道月進尺極不穩定。產生這些不穩定因素的原因有：

1.1 開采條件發生變化 25泵房進風巷由于受上部采空區水的影響，施工速度較慢；12073工作面受當時開采條件的影響，煤源不清，進行巷探；12101工作面受斷層及采空區的影響，運輸巷壓力大，變化快，嚴重影響工作面的回采出煤。

1.2 工作面儲量發生變化 21021工作面設計圈定儲量2.5萬噸，實際圈定儲量4萬噸，21022設計工作面儲量4萬噸，實際圈定6萬噸。

1.3 開采高度的調整 礦井煤層平均6米，正常采高2米，分三層工作面進行開采，經過改變使用2.5米的單體液壓支柱配合π型鋼梁的合理使用，把原來的三分層改為二層進行開采，頂層沿頂板進行送巷，采高2.3米，煤厚剩余3.7米，二層沿底板進行送巷，采高2.3米，上部剩余1.4米煤厚，采用放頂煤進行回采，減少了巷道的掘進工程量，提高了工作面單產。

1.4 掘進工作面機械化程度的提高 韓王礦2008年以前，掘進工作面均為小絞車提升礦車運輸，后改為SGW-30型刮板輸送機進行運輸，月進尺由180米提高到270米，縮短了施工工期。

1.5 優化工作面設計 25軌道煤柱回收原設計三個工作面，運輸系統相對復雜，后經過優化設計改為了兩個工作面，簡化了生產系統，延長了單個工作面的生產時間及工作面的接替周期，緩和了接替緊張的局面。

1.6 生產系統的調整 隨著礦井資源的逐漸萎縮，2008年底已無工作面可布，剩余的可采儲量就是21和25軌道煤柱，對21和25軌道煤柱回采必須改變礦井的原有回風系統，設計了三段共90米的巖巷，把原來的25皮帶運輸大巷作為二水平的總回風巷，解放了21和25軌道煤柱21.8萬噸可采儲量，可以在2010年、2011年使礦井正常接替和穩產，直至順利關井。

1.7 瓦斯和水問題的解決 技術人員和上級科研機構共同進行瓦斯突出危險區域效果評價，確定21和25軌道煤柱為無煤與瓦斯突出危險區域，在施工和技術管理上減化了程序、減少了投入。25采區排水系統原來從25回風和皮帶下山排出，回采25軌道煤柱必須改變此排水系統，經過設計和比較，把排水管路改到25泵房進風巷中，解決了25泵房的排水問題，25軌道煤柱也能順利地開采。

1.8 煤炭市場的變化 隨著國民經濟的增長，煤炭市場需求旺盛，煤炭價格上漲，原來經濟上不可采的資源，采用先進的技術手段可以開采利用，增加了可采儲量。

2 延長礦井正常采掘接替所采取的方法

2.1 增加工作面圈定儲量

2.1.1 進行工作面優化設計，從而解放了資源儲量。23031回采工作面（里）為早期23033工作面回采時留設的斷層保護煤柱，從23033切眼到C-98斷層走向長40米，傾斜長110米，經過對23031工作面里段C-98斷層的進一步打鉆探測，確定了此斷層的準確位置，按規定留設斷層煤柱后，設計了23031（里）工作面，走向長平均32米長，傾斜長110米，儲量1.0萬噸，經過認真地研究和分析此處的頂底板巖性和頂板實際的狀態（23031工作面的直接頂板為29米厚的砂巖，屬極堅硬頂板，極不容易垮落）采用后退式采煤方法，工作面上方就像有一塊巨大的懸石浮在頭上，工作面推進時頂板為倒懸臂梁，并且工作面回采過程中和鄰近結束時極有可能大頂來壓摧垮整個工作面，時刻威脅施工人員的生命安全。但如果在23033工作面采空區邊緣送切眼，采用前進式開采頂板較容易垮落，但在回采過程中，從進風巷進入的新鮮風流大部分都從老塘內通過，工作面通風難以解決，通過認真分析，設計在23033采空區邊緣改造開切眼，在回風巷、運輸巷各送一條巷道進行進、回風，頂板又進行了強制性放頂，回采期間，工作面按照正常的后退式采煤方法進行回采，確保了安全生產。工作面圈定可采儲量約1.0萬噸（合計共3萬噸），給礦井增加了良好的經濟效益。

2.1.2 加大采高，減少送巷工程量，提高單進水平。殘采期間，為了提高巷道掘進率，把工作面原來的采高2.0米增加到2.3米進行開采，使原來的三分層開采變為兩個分層開采，即：頂層工作面沿煤層頂板送巷，回采期間使用2.5米單體液壓支柱；二層工作面沿煤層底板進行送巷，進行放頂煤進行開采，有效地提高了煤炭產量。

2.1.3 利用主采面生產系統，圈定附近可利用資源。工作面按照正規布置貫通后，經過對工作面周圍遺留的邊角煤柱進一步勘察分析，工作面附近的可采煤量，利用主采面生產系統布置副工作面，將工作面周圍的遺留煤圈定出來。21022工作面回風巷與開切眼貫通后，經過分析巷探，在回風巷下段西部有走向長180米，傾斜長度25米的遺留煤柱，此工作面利用主工作面的進風系統使副工作面形成獨立的運輸、回風系統順利地進行了回采，增加儲量約1.5萬噸。

2.1.4 布置探煤巷，提高資源回收率。衰老礦井有很多采空區，對采空區的煤厚和開采年代等進行分析對比，判斷某些采空區可能存在有厚度1.4～1.8米的殘煤，對原1207采空區進行分析后，認定其可能有復采煤，并于2006年9～12月對其進行巷探，事實表明，其仍有可采儲量約1.25萬噸。

2.2 延長采面生產時間 控制工作面推進速度。礦從2010年初改變了采煤工藝，工作面采用了2.5米的單體液壓支柱，加大采高，為了延長工作面的生產時間，在保證安全生產的前提下，采取了控制工作面的推進速度，提高工作面的循環產量，減少了循環次數，余更多的時間搞好質量標準化。礦25煤柱2-1工作面傾斜長度62米，循環進度1.2米，采高按照原來的1.8米，循環產量214噸，采高按照現在的2.3米，循環產量273噸，每天1個循環，該方案實施后，經計算能夠滿足礦井的生產需求，提高了經濟效益。

2.3 合理調整采掘接替順序 掘進工作面的機械化程度、過老乏區、巷道壓力大進行維修、工作面設計優化、生產系統的調整等都有影響巷道的施工工期。因此，及時合理地調整工作面接替順序是保證接替正常的必要條件。每月小調整，季度或半年大調整，年度對礦井的資源儲量重新進行規劃，以適應殘采期間原煤生產的需要，延長礦井壽命。

3 結語

資源枯竭礦井、增加可采儲量，合理安全開采增加資源回收研究，在韓王成功實施，取得了較好的經濟效益、安全效益和社會效益，是現有地質分析和采煤方法一個重要補充，對資源枯竭礦井，加大資源回收，延長礦井壽命具有重要的指導意義。

參考文獻：

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