單一特厚傾斜煤層采準同時布置的探討

摘要：本文以平莊煤業（集團）有限責任公司五家煤礦為研究雛形，探討單一特厚傾斜煤層采準巷道布置原則，并全面闡述煤層防滅火的處理方法，旨在以單一特厚傾斜煤層開采實踐豐富采煤理論，在采煤技術研究方面實現質的飛躍。

關鍵詞：單一特厚傾斜煤層 采準巷道 煤層防滅火

1 概況

平莊煤業（集團）有限責任公司五家煤礦位于赤峰市東南60公里處，座落在老哈河畔，隸屬于平莊煤業（集團）有限責任公司。礦區內有葉赤鐵路通過，北至赤峰市60公里與京通鐵路相接。緊鄰赤朝公路和平雙公路。

五家煤礦四井坐落在西露天礦南端，它的開采范圍是西露天礦南區三角煤，待后期擴建后開采西露天深部區，目前仍在開拓延深。

所采煤種為老年褐煤，節理較為發育，煤的普氏系統f=2-3，為單一特厚傾斜煤層，煤層平均厚度20米（14米-28米），傾斜角為35°-45°，靠井筒側煤層厚度為28米。傾斜角為35°，在井田邊界部分煤層厚度為14米，煤層傾斜角為45°，由煤質、煤層厚度及傾角等諸因素，煤的發火期較短，一般為20天-2個月。

2 原采準巷道的布置

由于井田東部為西露天坑下掘場，目前在短期內還不能進行開采，可采區在井筒西部。而且可采區內煤層走向長度唯有200米左右，所以是單翼開采。傾斜煤層單翼開采首先要解決的是采場的接續問題，原來我們采取是分區段，布置走向沿層自滑工作面進行開采，以分區段的方式來解決工作面的接續問題，我們在開采的過程中，遇到如下幾方面的問題：

2.1 安全條件不好，自滑工作面傾角大，在35°-45°之間，人員上下、材料運輸、回收等方面，都存在安全隱患。

2.2 工作面上三角自燃發火問題，由于自滑工作面傾角大，工作面風流有一部分是從采空區中繞行，加上工作面上三角不易落嚴（落垮的貨滑向工作面下部），所以在工作面的上三角就極易產生煤層自燃發火，在我們采

過的兩個自滑面，在回采過程中都發生了上三角發火問題。

2.3 發生冒頂不易處理，丟煤嚴重回采率低。由于自滑工作面傾角大，一旦工作面發生冒頂，工作面就向一個溜煤眼、冒落的煤、矸將工作面的下部堵住，或在工作面中間插住，從下部處理不安全，從上部處理通風又不良，處理起來極為困難，如果冒頂嚴重造成工作面堵嚴、工作面不通風。這種情況下就得另送切眼，我們采的一個自滑工作面，補切眼就有三次之多。由于丟煤嚴重，勢必造成回采率低。

2.4 生產能力低，不能進行機械化開采。平均月產5000噸，最多也只有6000噸左右。

3 新采準巷道的布置

我們初步定為把沿層布置的自滑工作面，改成斜切分層布置，這就有一個工作面接續問題，由于沒有倒段地塊，如進行斜切分層布置工作面，就得在上層回采的同時，掘下層工作面的巷道，形成在上層采動影響的條件下，下層直接送準備工作面局面（分幅6-8米）。這在采礦上是比較忌諱的，這樣搞行不行，針對巷道是否能保住、維修量大小等問題，進行了全面分析和試驗，首先對有利的方面逐項進行了分析。

①我井煤層硬度大，F=2-3，這是主要的一點。

②因煤層傾角大。采動影響的礦壓將由煤體自身沿煤層形成一個斜支撐而會減小對下層巷道的壓力。

③根據觀測，本層工作面回采時，兩道及上、下出口附近礦壓顯現很小，這一實踐數據，初步認為此方案可行。

但這只是在分析的基礎上，本層工作面巷道礦壓顯現情況，真正實行上邊回采，下層送道還不能說有十分把握，為穩當起見，進行了開采實踐，在設計011回風巷時，有意將回風巷與011溜子進行重疊布置（巷道頂底相距4米），在011工作面回采的同時，從其底下順利地送出了011工作面的回風巷掘至距011工作面前20米至25米處，巷道開始出現局部片幫及抽頂現象，但巷道木支護棚子基本完好。在工作面推過后回風巷的礦壓顯現仍然很小，只需清理一下片幫掉下來的碎貨，剎一下即可，一直到011采終都無任何問題，巷道維修量小，通過理論分析和實踐驗證，完全可以在上層回采時，送下層工作面巷道。我井徹底改變了自滑工作面布置，全部改為斜切分層工作面布置，這種布置目前已開采了兩個工作面。附圖：

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特厚傾斜煤層斜切分層采準同時布置示意圖

將自滑工作面改成斜切分層工作面后取得了如下效果：

①解決了工作面的接續問題，在上層回采時，下層可直接送各工作面的巷道。

②安全得到了保障。工作面為近水平，人員的上、下、材料運輸等問題得到了解決，工作面安溜子回采，成為正規的炮采工作面。

③工作面生產能力得到了大幅的提高，從原來月產5000噸，提高到平均月產8000噸，最高達1萬噸，經濟效益顯著。

④提高了采區回采率，采區回采率由原來的50%提高到目前的81%，提高的主要因素：A：去掉了原分區段開采需留設的區段煤柱；B：增加頂煤的回收；C：回風巷沿底板掘進，溜子道靠頂板掘進。回風巷為內錯，溜子道為外錯，溜子道頂部的2米護頂煤，在下層回采時，可以回收。

⑤為上采掘機械化打下了良好的基礎。工作面為近水平，適應各種采掘設備，目前我井正計劃上滑移回采工藝。

4 煤層防滅火的處理

在防止煤層自然發火的問題上，過去是采取采后對采空區進行預防性灌漿，來防止煤層自然發火。這在有倒段工作面的情況下，是一種非常有效的防止煤層自然發火措施。但由于我井為單翼開采，外加煤層厚傾角大的因素，在進行了斜切分層開采后，防止煤層自然發火問題就更為突出，如按常規上層采過后，打閉對采空區進行灌漿，就會造成上層采空區在灌漿，下層進行回采的局面，這不但因滲水會影響下層的開采，而且灌漿水會全部涌入采空區，對正在回采的下分層是極不安全的，也是絕對不可取的，針對這種情況，對煤層自然發火進行了全面分析。

①在自滑工作面時，工作面傾角大，采空區冒落后的碎貨大部都涌向工作面下部，造成上三角落頂不嚴，由于部分風流從采空區繞行，造成上三角發火，現在采取斜切分層開采上三角可全部落嚴，此問題得到了解決。

②煤層的自然發火，主要是由漏風造成的。對所有漏風渠道進行了逐個研究。在我礦的其它進口，其煤層為緩傾斜煤層，是分區段開采，在上、下就得設有保護煤柱，區段保護煤柱在礦壓的作用下，煤柱就會產生微小裂隙。這個工作面雖已采空但相鄰工作面正在回采，在風壓的作用下，就勢必產生漏風，造成采空區內碎煤的自燃，我們認為這是主要的漏風渠道，另一個漏風渠道是從采空區到地面的漏風，引起的煤層自燃。一般來講在密閉處的漏風很小，從以上分析來看，漏風主要是以上三個渠道，即：上下兩道保護煤柱和地面。鑒于其它井口，又對我井的漏風具體情況進行了分析。從我井看，采取斜切分層開采后，溜子道和回風道都緊靠煤層的頂底板，它沒有煤體保護煤柱，兩道兩側為頂底板巖石，也沒有回采工作面、所以從上下兩道的兩側來看，不存在漏風渠道，只有采空區與地面塌隱區之間的一條漏風渠道。三條主要漏風渠道，我井只有一條，通過綜合分析，認為只要堵住地面漏風，就可減小煤層自然發火的可能，所以，決定采用灌堵門漿的方法來防止煤層自燃，又可防止大量灌漿水進入上層采空區。

所以采取在上、下兩道各打兩道密閉，兩道密閉的位置，掏槽深度等，必須達到設計要求。

參考文獻：

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