靈活應用“樹枝狀”采煤法 延長礦井服務年限

江日生

（福建省永安煤業公司加福煤礦福建三明 366019）

靈活應用“樹枝狀”采煤法 延長礦井服務年限

江日生

（福建省永安煤業公司加福煤礦福建三明 366019）

本文指出“樹枝狀采煤法”在極薄煤層特殊塊段開采中的靈活應用，為衰老礦井增加表外煤量延長礦井服務年限起到積極的作用；全文著重分析了“樹枝狀采煤法”在多種特殊塊段布置回采巷道的具體做法及其注意事項，揭示了靈活應用“樹枝狀”采煤法對延長礦井服務年限的重要意義。

靈活應用；樹枝狀采煤法

0 引言

自2001年起，由于“樹枝狀”采煤法在極薄煤層開采中得到應用和推廣，復采礦井加福礦在社會經濟大潮中迎來了十二年的生機。隨著開采的進一步深入，加福礦的表內儲量急劇減少，再次顯現出衰老的跡象。為緩解生產接替緊張的局面，必須在構造帶、斷層帶、邊角塊段等特殊塊段開發表外儲量，延長礦井服務年限，同時也對“樹枝狀”采煤法的靈活應用提出了新的挑戰。

“樹枝狀”采煤法的靈活應用增加礦井表外儲量，對復采礦井加福礦來說具有重要的意義。按傳統的“樹枝狀”采煤法布置回采巷道，其做法是在運巷每隔40至60米（構造簡單取大值，復雜取小值）沿正傾向掘一回采上山，作為“樹干”，而后拉南北分斜坡作為“樹枝”至壓薄帶或回采邊界后退采。

特殊塊段的回采，準備巷道掘進過程中應組織技術力量，對巷道揭露的地質情況進行有效的跟蹤監控，巷道掘進至采區邊界后，對回采塊段地質構造進行全面分析，結合巷道揭露的構造情況對采煤方法進行合理選擇，靈活應用“樹枝狀”采煤法，合理布置回采巷道。具體做法及注意事項如下：

1 遇走向背向斜構造，“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置

1.1 走向背向斜構造“樹枝狀”采煤法回采巷道布置的誤區

按上述傳統方法布置回采巷道會造成兩種不良結果，一是當“樹干”掘切在背向斜的兩翼時，只能采出單翼向上的煤層而所在翼下插的煤層及另一翼的煤層就很難采出；二是當“樹干”布置在背斜軸時只能采出軸部的煤層而兩翼的煤層基本上無法采出，如此一來就造成了煤量的丟失，給生產接替帶來被動的局面。因此，必須采取一種合理的回采巷道布置方法將“樹枝狀”采煤法靈活地應用在走向背向斜構造極薄煤層的開采中。

1.2 走向背向斜構造回采巷道布置的基本原則

多年的井下生產實踐表明，采煤工作面遇走向背向斜構造時，不能一味的生搬硬套“樹枝狀”采煤方法布置回采巷道，而應根據現場實際加以靈活應用，首先將“樹干”布置在向斜軸部，再將“樹枝”往向斜軸兩翼伸展，完成對兩翼煤量的采出，如遇單一的背斜構造時則將“樹干”布置在兩翼的底部，“樹枝”向上伸展實現單翼開采，以期盡可能多地采出煤量，提高煤炭資源回收率。回采范圍賦存煤量少時，采取全煤眼布置回采巷道降低生產成本。

1.3 走向背向斜構造“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置實例

以加福礦230C6S采面為例：“230C6S采面下運巷跟煤掘進揭露33線北91米至33線以北56米走向長35米區間存在一走向背向斜構造，該塊段煤層節理發育，平均煤厚0.4米，向斜軸部弦長2米，兩翼下部伸展舒緩上部收窄，煤層平均傾角32度，兩翼走向坡度18度，單翼長25米，回采范圍+230水平～+260水平。布置回采巷道時充分考慮到背向斜構造的特點，將“樹干”以掘進破眼的方式，沿向斜軸掘切一條長約40米切眼作為回采上山，切眼要求裝車口往上10米眼寬2米，再往上眼寬1.8米，眼高1.4米的切眼，切眼跟煤施工破底板留頂板，掘切眼時必須沿切眼中柱釘設擋煤板將行人和溜煤分開防止煤矸傷人。回采上山掘切到位后按“樹枝狀”采煤法的相關要求，從切眼迎頭往下分別在“樹干”兩側開采煤眼，朝兩翼布置“樹枝”（分斜坡眼）到煤層壓薄不可采或背斜軸時往上頂直眼形成采面后退采，分斜坡要求眼寬3.5米，采用四排柱戴帽點柱支護，拉分斜坡眼時必須注意同向分斜坡間距控制在15至20米，異向分斜坡開口位置錯開5到8米嚴禁對開。以上回采巷道布置充分結合井下采煤工作面的實際，巧妙地結合背向斜構造的特點，通過對“樹枝狀”采煤法的靈活應用有效地采出了該背向斜構造塊段賦存的煤量，共采出煤量1030噸。”（走向背向斜構造回采巷道布置見附圖一）

2 遇傾向褶曲構造，“樹枝狀”采煤法回采巷道的布置

煤層賦存條件正常時（煤層為單斜構造，傾角25度到35度之間，頂底板完好），“樹枝狀”采煤法的“樹干”沿正傾向破底板留頂板跟煤掘切。遇傾向褶曲構造時如按上述方法布置回采上山，回采上山一段穿煤一段穿煤層頂板一段穿煤層底板，如此一來跟煤缺失不具備連續性布置分斜坡有較大的難度不說且煤層頂板將受到較大程度的破壞，支護困難不利于采場頂板管理，那樣布置回采巷道不但不能有效地采出煤炭資源還會給生產帶來安全威脅。遇走向褶曲構造，巷道方位的控制是前提，回采上山的布置是關鍵，分斜坡的布置是輔助，應根據煤層的賦存情況，褶曲構造的大小從以下幾方面著手合理布置回采巷道。

2.1 遇傾向褶曲構造時應及時做好巷道施工方案的調整

為避免無效進尺的產生薄煤層開采在運巷跟煤掘進過程中每隔一段距離必須沿傾向上施工切眼及時探明傾向上的煤層賦存情況，為下一步的采掘工作提供技術指導。如果傾向上的切眼揭露煤層存在傾向褶曲構造，則應及時調整巷道施工方位，將巷道迎頭往底板方向靠以揭露褶曲構造中煤層的褶曲底部所在，跟煤運巷揭露出傾向上褶曲構造煤層底端位置后應拉抬跟煤高度將煤線的最低高度（即煤層褶曲底部高度）控制在軌道面往上1.3米至1.5米之間，為后期布置回采巷道確保有足夠的裝車高度提供先決條件。

2.2 遇傾向褶曲構造時“樹枝狀”采煤法回采上山的布設

布置回采巷道回采上山（“樹干”）時，必須將“樹干”布在煤層的底板上，小眼開口位置為運巷煤線的最低位置，采用風鉆破底板留頂板的方式沿正傾向施工掘進（切眼坡度大時采用偽斜施工切眼坡度控制在30度左右）。掘進切眼要求剛好穿過褶曲構造煤層的最底端但又不破壞煤層頂板，其余非跟煤段則沿底板掘進，非跟煤段的切眼煤層的底板則成了切眼的頂板，該頂板是一個穹隆狀的巖塊必須加強小眼頂板管理，確保足夠的支撐強度否則有垮落的危險。走向上褶曲構造的“樹干”切眼在掘切過程中必須加強支護管理，支護方式要求頂板巖性好且完整時，跟煤段切眼采用戴帽點柱支護，頂板變差時（頂板不完整、節理發育、裂隙、破碎等）必須采用架棚支護，非跟煤段切眼煤層底板遭破壞后形成的危矸必須及時撬干凈，穹隆頂必須采用大材徑材料并采取架棚支護，頂邦過實背緊，防止掉頂事故的發生。（回采上山的布置見附圖二）

2.3 遇傾向褶曲構造時“樹枝狀”采煤法分斜坡的布設

采煤工作面回采上山布到位以后，在回采上山的每個見煤點以全煤眼的方式分別往南北方向拉分斜坡，回采上山跟煤長度較長的情況下南北分斜坡開口位置必須錯開3-5米的間距，不能對開，如受條件限制回采上山見煤點跟煤長度不足，切實需對開的話必須縮小分斜坡的開口斷面以減小分斜坡開口后開口位置空頂面積過大，從而降低上覆巖層對開口處頂板的壓力，便于頂板的支撐維護與管理。分斜坡開口后應視褶曲軸向坡度情況合理布置分斜坡施工方位，如褶曲軸上有坡度的情況下，將分斜坡布置在底軸部推進到壓薄不可采處后往東西向（傾向上）頂直眼至褶曲頂軸后退采，底軸坡度平時要做好助推工作，如底軸坡度太平確實無法助推時可考慮將分斜坡往東西方向（傾向上）偽斜延伸至褶曲頂軸后退采，此法布置分斜坡可增加溜煤坡度，降低工人勞動強度，但會造成一定煤量的損失。（分斜坡的布置見附圖三）

3 斷層邊找煤時，“樹枝狀”回采巷道的布置

受地質運動的作用，一塊完整連續的巖（煤）層受擠壓、扭曲、剪切后發生斷裂、錯位就形成了斷層，斷層帶的特殊性使得煤炭賦存較為復雜，斷層帶的煤層儲量可靠性較差，其煤量一般不計入表內。在斷層邊找煤，采區內區段運巷揭露斷層后，應沿著斷層面布置回采主干，掘切回采主干時應盡可能保護好頂板，做好特殊支護工作，如采用大材徑木支架架棚支護，頂邦危矸撬干凈并用半圓木或厚板皮過實背緊，支架及時跟到迎頭，回采主干見煤后跟煤掘進。主干眼掘到位后按“樹枝狀”采煤法相關規定布置分斜坡到煤層壓薄等不可采塊段后退采，斷層帶附近易伴生小構造，可能存在小范圍的孤頂，回采過程中必須加強敲邦問頂把危頂放掉，對有裂隙面積較大的老頂應采用叢柱、木垛、密集等特殊支護方式，強化采場頂板管理。

4 邊角塊段找煤，“樹枝狀”回采巷道的布置

邊角塊段煤層（采區邊界煤、三角煤柱、地質構造復雜可采性差塊段）賦存煤量較小走向上和傾向上連續性也較差，采用“樹枝狀”采煤法回采邊角塊段煤層時，為避免產生無效進尺原則上不安排掘進工程量，一般采用采煤小眼施工回采上山，而后施工分斜坡至遇煤壓薄則沿著煤厚的方向拉回采眼像樹枝一樣伸展到切實無法拉進后盡可能多地采出煤量。

5 結束語

綜上所述，靈活應用“樹枝狀”采煤法對薄煤層的復采礦井來說有著更加廣泛的應用范圍和前景，在構造帶、斷層帶、采區邊界等特殊塊段找煤效果更為理想，能夠有效地增加礦井表外儲量延長礦井服務年限，創造一定的經濟效益和社會效益，讓資源枯竭的礦井再次煥發生機。

《“樹枝狀”采煤法在極薄煤層開采中的應用》—2007年04月《煤炭技術》

江日生（1968.7—）男，漢，福建清流人，本科，工程師。研究方向：采礦。