資源枯竭礦井回收采區大巷煤柱跨大巷布置與回采技術

曹興懂

摘 要：大莊礦由于資源枯竭，礦井已進入收尾階段，剩余可采資源主要為采區大巷煤柱及局部殘留資源，為延長資源枯竭礦井服務年限，需要對采區大巷煤柱進行優化布置，采取合理的回采方法，提高煤炭資源回收率，實現礦井可持續發展。

關鍵詞：采區煤柱；跨大巷布置；回采技術

1 概述

大莊礦經過40余年的開采，礦井資源已近枯竭，戰場逐步萎縮，生產能力受到限制，產量呈逐年大幅下降趨勢。為此，礦提出了“走老礦收尾新路，創持續發展業績”和“精采細收，惜煤如金”的號召，對現有資源進行優化組合，從一定程度上增加原煤產量，提高煤炭回采率，降低煤炭生產成本，延長資源枯竭礦井的服務年限。礦井剩余可采資源主要為采區大巷煤柱及局部殘留資源，由于這些資源分布相對不規則，在采面布置與回采時要解決過溜煤眼、上下山穿煤層巷道、老巷及薄煤帶等問題。為做到精采細收，走好老礦收尾新路，實現礦井可持續發展的戰略目標，有必要對礦井大巷煤柱及局部殘留資源進行優化布置，合理開采。為此，我們對礦井己四采區大巷煤柱跨大巷布置與回采技術進行了研究與實施。

2 跨大巷布置與回采方案研究

礦井己四采區大巷煤柱最寬達220m，分布形狀不規則，臨近停采線、采空區，煤柱內存在溜煤眼、上下山穿煤層巷道、多條平行斜交老巷、薄煤帶等，回采難度大。加強礦井資源管理，減少煤炭損失，提高煤炭回收率，降低煤炭生產成本，延長礦井服務年限，對于資源枯竭礦井來說都有重要的意義。為此，礦成立了以主要領導為組長的資源管理領導小組，成立了資源管理辦公室，對礦井現有資源進行了認真的調查研究，經過反復論證，將大巷煤柱做為礦井資源開發的開發點。2008年以來，礦井采煤工作面支護形式均采用整體組合托梁懸移液壓支架，該支架適應性強，整體性和穩定性好，支護及時，安全可靠，對地質構造復雜、頂板較破碎地段也可正常開采。在回采采區大巷煤柱資源時，采區大巷已沒有了保留價值，因此，在布置已四大巷煤柱采面時不再考慮對已四采區大巷進行保護。通過對已四大巷煤柱的地質資料進行認真分析、研究，方案對比，決定在回采己四采區大巷煤柱時采用跨大巷及上下山巷道進行布置回采，即：已四大巷保護煤柱布置一個采面，在回采這部分資源時，采區大巷隨之報廢。考慮到已四大巷保護煤柱最寬處有220m，布置一個采面采長超長，不便于安全生產管理，因此，利用大巷煤柱兩翼巷道在煤柱中間施工一條中機巷，將一個大面分為兩個小面形成對拉采面進行回采。該方案在實施過程中施工巷道少，萬噸掘進率低，最大限度的對煤柱資源進行回收利用，避免了資源的丟失，延長了礦井服務年限，但在回采過程中要解決采面過溜煤眼、上下山穿煤層巷道、老巷等問題。

3 跨大巷布置與回采方案實施

3.1 過溜煤眼回采

采取提前在溜煤眼內充填老塘矸石，硬過的方式安全快速過溜煤眼。提前組織人員在己四皮帶巷內對已經廢棄的溜煤眼放煤口周圍20m范圍內打木垛加固，加強對溜煤眼保護工作，防止溜煤眼提前垮塌。將老塘冒落的矸石找出利用輸送機對溜煤眼進行充填，再將溜煤眼上口用6根廢舊道軌“#”字形鋪設，每層3根鋪2層，而后鋪設木板、廢舊皮帶進行掩蓋。當工作面回采至溜煤眼上方時，及時降低采高至2.2～2.3m，在懸移支架立柱柱鞋下墊方木加強支護強度，同時加強此段礦壓監測。加快工作面推進度，快速推過溜煤眼，減少支架在溜煤眼上部的滯留時間。

3.2 過上下山巷道回采

上下山巷道為穿層巷道，巷道為錨噴支護，由于受工作面采動影響，巷道內多處片幫嚴重，巷道上半段分別與工作面穿層通過。提前上山中間部位靠上半段打設木垛，打木垛前先清凈巷道內的浮渣、雜物，水管鐵道提前回收，處理頂幫松動的巖體，防止打木垛時出現掉矸傷人事故。打木垛時堅持自下而上的順序，人員站在上山方向，防止圓木滾落傷人，確保后路的安全暢通。采用“#”型方法打設木垛，打木垛時圓木接合面墊上楔子，每個木垛打設完畢后均需用大錘將楔子打緊，并有爪丁將木垛固定，確保木垛穩固可靠。絞架時巷道底板要清平到實底，木垛架設至巷道頂部時，要確保木梁與巷道頂部接觸嚴實、牢固，回采時工作面沿木垛上部通過。相鄰木垛間進行聯鎖，搭接長度不小于200mm，確保木垛的整體穩定性。過上下山巷道時工作面上下5m要適當降低采高，采高控制在2.1m～2.2m左右，支架升緊升牢，過木垛時采用墊雙平面木梁，防止支柱鉆底，以增強支護質量。施工期間堅持超前維護措施，提前打開翻轉梁護頂或超前移架，支架上方不得出現接頂不實現象，并加快采面推進速度。

3.3 過老巷回采

3.3.1 過同層位老巷

由于老巷與工作面同層位，工字鋼梯形支護，巷道受動壓影響底鼓嚴重，多處幫頂背板壓斷，巷道失修嚴重。提前對老巷進行拉底維修加固，使用單體液壓支柱在工字鋼頂梁打設雙排點柱加固，點柱打設在距工字鋼梁兩端300～400mm處，并用防倒繩連鎖。在回采至老巷附近時，在原工字鋼棚檔中間套圓木配單體液壓支柱，將工字鋼頂梁替掉。工作面與老巷貫透時及時打開翻轉梁托實圓木頂梁，并及時將工作面側棚腿去除、外運。移架時，采用帶壓移架的方式，用懸移支架頂梁托緊圓木控制頂板，及時去掉單體液壓支柱并外運。當懸移支架的翻轉梁收回緊貼煤壁后，開始去除老巷煤墻側腿子，并及時外運。在過老巷期間，要加快采面推進速度，適當降低采高，嚴禁空頂或支柱超高使用。

3.3.2 過穿層老巷

在距老巷20m時，提前對老巷進行打點柱加固，對穿層段提前打設木垛加固。根據老巷內煤層頂板層位暴露情況，確定木垛位置，用圓木打設“#”字型木垛。木垛上下層接觸點必須垂直，木垛要用楔子打緊打牢。沿煤層頂板層位的木梁要沿采面傾斜方向鋪設，每500mm一根。過老巷期間加快采面推進速度，適當降低采高，嚴禁空頂作業。加強過老巷期間的爆破管理，臨近老巷時要堅持多動稿、放小炮的原則。當采面與老巷貫透后，要及時利用懸移支架翻轉梁或單體柱托住木垛，移架時采用帶壓移架控制頂板，托實、托牢木垛。

3.4 過薄煤區回采

利用懸移支架翻轉梁超前護頂的優點對薄煤帶進行分采分運，對薄煤帶區域范圍內煤層進行爆破回采，爆破后及時打開翻轉梁控制頂板，而后攉煤清理浮煤。工作面通采面回煤結束后，對薄煤帶區域范圍內巖石進行爆破回采，待溜煤眼內原煤放出后，再對巖石進行外運。爆破巖石作業時采用在支架前柱煤壁側吊掛廢舊皮帶對支架進行保護，同時又減少了爆破后人工攉矸的工作量。對于崩落的大塊巖石要掀入老塘，分采分運期間原煤及矸石的運輸由礦調度室合理調配。

4 結論

該項目對于實現資源枯竭礦井跨大巷布置回收采區大巷煤柱提供成功經驗，具有很好的應用推廣前景。從一定程度上增加了原煤產量，提高了煤炭資源回收率，降低了生產成本，延長了資源枯竭礦井的服務。對資源枯竭礦井提高企業經濟效益，保持企業的持續、穩定、健康發展具有重要意義。

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