近距離煤層回采巷道合理位置的布置方法研究

摘 要：近距離煤層的開采是非常常見的開采環境，對于煤礦企業來說，這種近距離的煤層開采有時不但會給井巷工程布置帶來較大難度，而且會因為回采巷道中位置布置的不合理而影響到安全生產，文章結合八連城煤礦219-201工作面回采巷道布置形式，針對幾種巷道布置位置的方法提出了相關見解，為類似條件下巷道圍巖控制提供了借鑒和參考。

關鍵詞：近距離煤層；回采巷道；合理位置；布置方法

近距離下煤層回采巷道位置地選擇是一項非常重要的內容，回采巷道的合理布置能夠有效地提升回采的資源率，為煤炭生產企業創造更大的經濟效益，但是如何能夠正確選擇合理的布置方法也是一個選擇的難題，每種布置方法都有各自的優點和缺點，在選擇的過程中需要綜合考慮礦井開采的各種因素，只有在遵循客觀規律的基礎上，才能選擇出合理的回采巷道布置位置。

1 工程地質概況

八連城煤礦西二采區目前主要開采煤層為19號煤層和19-2號煤層，兩煤層之間的平均間距為13m，利用聯合布置法進行開采。目前19號煤層21901工作面已經回采結束，現階段主要是針對19-2號煤層219-201工作面進行開采。19-2號煤層平均埋深為520m-560m，煤層厚度為0.80m-2.20m，平均厚度1.44m。

219-201工作面東為西二軌道上山，南為DF105斷層及采區邊界線，西為DF107斷層及21902工作面，南為沙坨子受保護邊界，上部為21901采空區。219-201工作面走向長度900m，傾斜長度156m。煤層傾角1°-5°，平均2°。該煤層層理、節理均較發育。煤層頂板局部有偽頂，隨采隨冒。直接頂為泥巖，平均厚度3.4m，褐色，破碎，具較多擠壓滑面。老頂為粉砂巖，灰白色，分選差，膠結中等，平均厚度4.9m。煤層底板為鈣質粗砂巖，灰白色，堅硬，分選差，成分以石英、長石為主。

219-201運輸順槽內錯21901運輸順槽10m，219-201回風順槽外錯21901回風順槽0.8m-4.0m，見圖1。

2 底層煤巷道的布置方法與礦壓的產生

煤層的巷道布置一定要根據煤層中實際的情況進行科學合理的方法布置，有利于提高開采質量，保證開采過程的安全性以及開采效率地提升。在選擇19-2號煤層進行布置回采工作面時，要考慮到19號煤層中采空區的煤柱所產生的壓力，類似這種近距離的煤層進行聯合開采的工作面，主要進行回采巷道的布置方法分為外錯、內錯、重疊三種方式。

以八連城煤礦回采巷道為例，利用外錯式布置也就是在19號煤層采空區中，將采空區的煤柱邊緣進行水平方向移動，移動方向要向煤層中工作面的外部進行移動，并要錯開一定的距離，一般情況下錯開的距離為10m，利用這種外錯式的布置方法所采出的資源率比較高。如果利用內錯式進行布置，也是按照上述提到的方法進行水平移動，但是所移動的方向要向煤層中工作面的內部進行移動，也要保持錯開的距離，距離標準同為10m，這種布置方法比較方便維護，但是所留的保護煤柱的尺寸比較大，浪費一定資源。利用重疊式的方法進行布置，也就是使19號回采巷道與19-2號回采巷道保持垂直，讓19-2號回采巷道在前者的正下方位置處，這種布局方式可以有效地簡化底煤層工作面中的運輸系統，并減少了煤層之間回采巷道的掘進率。

在回采期間回采巷道很容易受到礦壓的影響，礦壓的產生存在著一定的規律性，如果不能針對回采時產生的礦壓規律采取有效的防護措施，那么就會導致開采進程中斷，嚴重的還會威脅到開采人員的生命安全。例如在使用外錯式進行布置巷道的時候，對于煤柱的保護尺寸是最小的，但這個時候底層回采巷道所受到的壓力卻是最大的，針對巷道周圍的巖石控制非常地困難；如果利用內錯式的方法進行布置巷道，那么針對煤柱的保護尺寸相對來說是最大的，但是對于底層的回采巷道的受力情況來講，卻是最小的；重疊式的布置方法所受到的巖石壓力數值在以上兩種數值之間，對于煤柱的受力情況比較集中而且很大，增加了維護巷道工作的難度。

3 回采巷道支護、礦壓顯現、控制措施及原因分析

3.1 回采巷道支護

設計219-201上、下兩順掘進巷道斷面規格（荒）：寬×高=4.4m×2.7m。巷道支護方式為錨網索聯合支護，頂板選用直徑φ=20mm，長度2.2m，HRB335左螺旋等強度錨桿。兩幫采用選用直徑φ=20mm，長度2.0m，HRB335左螺旋等強度錨桿。巷道幫、頂錨桿間排距為0.8m×1.0m，利用金屬網進行護頂。錨索與錨索托盤選擇高強度的材料，每排設置的錨索為兩根，錨索間距2.1m，排距3m。

3.2 礦壓顯現

219-201運輸順槽掘進期間、回采礦壓顯現較小，僅局部地段巷道有少量頂板下沉和底鼓，而219-201回風順槽整條巷道在掘進、回采過程中巷道礦壓顯現較為強烈，具體表現為巷道頂板壓力大，局部地段巷道頂板下沉0.3-0.5m，底板嚴重鼓起，平均底鼓近1.0m-1.5m不等，巷道荒高由2.7m降低至1.4-2.3m不等；此外巷道兩幫膨脹、收斂現象明顯，幫部錨桿出現壓脫、網斷裂等現象，導致巷道寬度由4.4m降低至3.0-3.5m不等，見圖2。

3.3 控制措施

基于以上不利因素限制給219-201工作面正常回采帶來極大困難，為加強頂板管理，自219-201自開切眼上出口至219-201聯巷上口670m范圍內區備由2.5m（超高段采用2.8m）單體液壓支柱配合2.6m長π鋼梁或礦工字鋼梁組成一梁二柱（一梁三柱）抬棚支護，棚距達到1m，頂板破碎或壓力大地段棚距達到0.5m。

采煤班組每班均需對219-201回風順槽超前支護段拉底擴巷施工，超前支護外段由巷修區多次拉底擴巷，以保證采煤工作面正常回采。

隨著采煤工作面逐漸外推，219-201回風順槽底鼓現象愈來愈嚴重，不得不投入正規掘進隊組對該順槽進行整條巷道全斷面拉底擴巷施工，投入大量人力、物力，以保證該面安全生產。

3.4 原因分析

根據公式S≥Z/sin（α+θ） sinβ

式中，α-煤層傾角；β-煤體影響角，其值可在25°-55°之間變化，通常支承壓力越大和煤柱尺寸越小，β角越大；θ-β角的余角，θ=90°-β；Z-巷道至煤層底板的垂距；S-巷道至煤體邊緣的水平距離。

對于水平煤層上述公式則可簡化為S≥Z·tanβ。

巖性較好的底板，S>7～10m；巖性中等的底板，S>10～15m；巖性較差的底板，S>15～25m；見圖3。

219-201運輸順槽內錯21901運輸順槽10m，布置于應力降低區，219-201回風順槽外錯21901回風順槽0.8m～4.0m，布置于應力增高區，巷道翻修量巨大，生產投入高。

通過以上分析，作者總結了在近距離的煤層中如何確定合理回采巷道的布置方法，煤層中的工作面巷道布置標準一般必須遵循以減少底層巷道因上層巷道采空區的影響和提升相應采出率的原則為標準。

在布置回采巷道的位置時，必須嚴格遵循科學規律，同時要綜合考慮回采巷道中受力的特征以及回采過程中的各項因素，比如巷道的橫截面尺寸、巷道內是否含有不利的地質元素、回采巷道是否含有采空區等等，只有綜合考慮了開采中的各項要點和影響因素，才能選擇出合理的布置方法，從而確定回采巷道的合理位置。

4 結束語

綜上所述，在近距離煤層回采過程中，相關人員要根據礦井地質的實際情況，綜合煤層實際賦存情況及巖體結構進行綜合的分析，選擇合理的布置方法進行回采巷道的位置選擇，只有在遵循客觀規律和實際因素的基礎上，才能對礦井的實際情況進行合理布局，為企業和社會創造出更多的經濟效益和價值。

參考文獻

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作者簡介：唐中偉，工程師，2007年7月畢業于黑龍江科技學院，采礦工程專業，現任琿春礦業（集團）有限責任公司八連城煤業有限公司生產技術科副科長。