收尾礦井在復雜地質條件下如何實現精采細收

薛龍

摘要：利用平頂山大莊礦實業有限公司使用懸移液壓支架以來積累的寶貴經驗，發揮好ZH1600/16/24ZL型懸移液壓支架便于操作、整體穩定性好、小巧靈活、適應性強等優點，采用90°旋轉回采的施工方法，解決收尾礦井孤島煤柱工作面兩巷布置不規則、頻繁拆安支架等困難，從而降低回采成本、提高工效，對大莊礦收尾期間的安全、穩定發展有著十分重要的現實意義。

關鍵詞：收尾礦井；孤島煤柱；旋轉回采

一、立項背景、目的意義和任務

（一）立項的背景、目的和意義

平頂山大莊礦實業有限公司屬資源枯竭礦井，已步入收尾階段，、主要以回采殘留煤柱為主。大莊礦使用懸移支架已有7年之久，之間積累了大量的技術資料和豐富的經驗。發揮好ZH1600/16/24ZL型懸移液壓支架便于操作、整體穩定性好、小巧靈活、適應性強等優點，采用90°旋轉回采的施工方法，解決收尾礦井孤島煤柱工作面兩巷布置不規則、頻繁拆安支架等困難，從而降低回采成本、提高工效，對大莊礦收尾期間的安全、穩定發展有著十分重要的現實意義。

（二）主要任務

該項目所研究的是收尾礦井利用懸移液壓支架回采大巷孤島煤柱工作面，采用大幅度扇形旋轉回采，以達到降低回采成本和安全高效回采之目的。該項目的實施為大莊礦鍛煉了干部、職工隊伍，夯實了安全基礎，為懸移液壓支架在復雜地質條件下安全高效回采提供了可借鑒的經驗與依據。

二、煤柱Ⅴ采煤工作面概況

煤柱采煤工作面位于二水平己三采區。該工作面位于原己三煤柱Ⅴ采面下分層，東側為己四風井、西側為己三煤柱Ⅳ下采面（已回采），南側為24022采面（已回采）和23073采面（已回采），北側為23023采面（已回采）。該采面回采區域存在薄煤帶，對回采有一定影響。

三、成立課題攻關領導小組及成員分工

1）攻關小組組長、副組長對攻關課題負有協調、督導、組織的責任，技術科科長及施工單位采煤一隊隊長、書記負責該工作面的組織施工并及時向攻關小組匯報施工中遇到的技術難題和困難。

2）生產管理部人員和施工單位技術員負責收集現場第一手資料，并及時匯總、整理、總結，為施工單位提供技術支持和幫助。

3）全體成員對組長和副組長負責，及時匯報項目進展情況和施工過程中遇到的問題。

4）攻關領導小組成員必須嚴肅認真的態度對待這一課題，堅持每天下午17：30的碰頭會制度，對項目實施過程中出現的問題進行及時匯報、分析、研究，統一思想、統一認識。

5）攻關小組應積極深入作業現場收集第一手資料，結合相關圖紙和地質資料針對所遇問題認真分析研究最終達成解決遇到問題的共識。該工作面在施工中必須遵循以下幾方面原則：

①從培訓職工安全的操作行為著手，加強職工對新技術、新工藝的培訓工作。由施工單位技術員負責對全隊干部職工進行全面系統的業務技能培訓，從而提高全隊職工的安全技術操作技能。

②及時出臺完善各項規章制度。結合《煤礦安全規程》、《操作規程》先后編制了煤柱V懸移支架采煤工作面作業規程、工程質量驗收制度、班驗收制度、安全操作制度、工作面質量標準化評分細則、懸移支架檢修制度和安全管理制度，為項目提供技術支撐。

③在沿空留巷、系統調整、旋轉回采期間，小組成員與隊跟班干部深入作業現場，一是檢查落實各項安全措施和規章制度在現場的執行情況，二是實時掌握懸移支架的使用情況和工作面的回采動態，做到心中有數，從而采取針對性強的安全技術措施。

④堅持“一工程一措施”，施工工藝的改變和特殊地段的施工，分別制定專項措施，確保施工安全。

⑤充分利用懸移支架的整體穩定性好、支護強度大、小巧靈活便于操作等優勢，順利實現工作面旋轉90°扇形回采，確保安全生產。

⑥及時收集整理懸移液壓支架在旋轉回采過程的各項技術數據，為推廣應用做好技術準備。

四、技術和安全管理配合小組

在確定上述回采方案后，攻關小組又組織相關人員成立了技術管理和安全管理兩個小組進行配合。

技術管理組由生產技術科人員和施工單位技術員組成。主要負責該工作面的回采方法和回采工藝研究落實工作，制定可行性措施，以保證回采方法和施工工藝的安全性和科學性，同時經常與公司生產處等有關處室領導溝通，及時請教解決生產技術難題。

安全管理組由業務保安部室人員和安檢人員組成，主要負責現場的安全監督檢查，采取“事前預防、事中控制、事后糾正”的閉合式安全管理模式，從安全措施的落實、安全隱患的排查和安全信息的反饋等方面進行有效的監督，確保安全生產。

五、回采過程中問題評估和初步對策研究

攻關領導小組成員以嚴肅認真的態度對待這一攻關項目，非常重視ZH1600/16/24ZL型整體頂梁組合懸移支架在旋轉90°扇形回采工作，統一思想、統一認識，積極深入現場，結合懸移支架正確使用的有關要求和施工圖紙資料，在施工中遇到如下問題，及時研究討論，并制定針對性措施。

1）煤柱V采煤工作面，四周都是采空區，老巷多且復雜，機、風兩巷動壓區壓力明顯、應力集中，尤其是斷開部位使用單體柱配鉸接頂梁支護，旋轉回采過程中控頂面積大，受周邊采空區疊加應力影響，造成機頭控頂區壓力明顯。

對策：一是提前在己四總回風巷和己四皮帶巷內打設木垛，減少疊加應力的影響；二是將單體柱支護段控頂面積適當縮小，支柱穿柱鞋增強支撐強度，堅持正確使用好三銷；三是把單體柱支護段和己四總回風老巷下方作為礦壓監測工作的重點，重點監測及時補液。

2）煤柱V采煤工作面旋轉回采是以采面運輸機機頭為中心，在施工過程中會遇到運輸機機頭與機尾推進度不一樣的時候，為了解決這個難題，我們經過開會論證，決定在運輸機機頭二節處、采面邊走邊延長的地段采用了單體柱配金屬鉸接梁混合支護，有效解決了這一難題，由于機頭二脖5m段單體柱支護段便于調斜，可有效解決工作面旋轉回采過程中下半段由于懸移支架推進步距小不利于懸移支架調斜工作。

3）在工作面90°旋轉回采中，支架可能會出現咬架、擠架的現象。針對這一個可能會出現的問題，我們決定從班前會抓起，對支架工嚴格要求，嚴格驗收考核，在施工中嚴格按順序移駕，即移架時從運輸機機頭位置開始，按順序往機尾方向移架，及時調整煤墻側立柱角度，促使支架統一向機頭方向移動，保證足夠的支架間距；若懸移支架支架間距過大時，工作面推一整排進行調整。

該項目的實施將原有設計方案進行優化實現工作面90°旋轉回采的方法，解決收尾礦井大巷孤島煤柱工作面頻繁拆安支架，從而降低了巷道掘進任務量65m，減少煤柱損失多回收煤炭資源4.14萬噸，實現了安全、高效回采目標。在復雜地質條件下實現精采細收方面取得了實破和技術創新。具體為：

主要科技創新之一：利用懸移支架整體穩定性好、操作靈活、適應性強等優越性能，實現工作面90度旋轉回采。

主要科技創新之二：在工作面中段斷開拆除4架懸移支架替換為單體柱配金屬鉸接梁棚子與懸移支架混合支護，有效解決了機頭與機尾步距不一致問題，由于運輸機機頭二節5m段單體柱支護段便于調斜，可有效解決工作面旋轉回采過程中下半段由于懸移支架推進步距小不利于懸移支架調斜工作。

主要科技創新之三：克服了沿空留巷期間工作面的防自燃工作。

“資源枯竭礦井在復雜地質條件下實現精采細收的研究與實施”從開始實施到結束，共經歷了7個月的時間，在這段時間里，我們圓滿完成了采煤工作面防自燃發火的管理、單體柱配鉸接頂梁替換懸移支架、沿空留巷段的安全管理、運輸系統調整、工作面90度旋轉回采、工作面延長縮短等等這些困難的任務，我們在施工中學習，在施工中探索，認識到懸移液壓支架在旋轉回采中創造的先進技術，以安全措施為保證，以高效生產為目的，該項目取得了良好的經濟效益和社會效益。

該項目對國內外煤礦企業，特別是中小型礦井、收尾礦井邊角煤柱及區段大巷煤柱資源的安全回收提供了較好的技術管理和安全管理經驗，解決了繁拆安支架、緩解了采掘接替緊張問題，提高了資源回收率、降低了噸煤成本、減少了職工勞動強度、鍛煉了職工隊伍，杜絕了輕傷和三級以上非傷亡事故的發生，實現了安全生產。

參考文獻：

[1]王志強，趙景禮，張文超，等.巷道布置對易燃厚煤層自然發火危險性的影響[J].煤炭科技，2007，35（10）.

[2]萬軍，劉斌.淺談煤礦職工安全教育培訓[J].煤礦現代化，2008（1）.

[3]劉成強.煤礦安全管理方法研究[D].青島：山東科技大學，2006.