淺談黃陵一號煤礦八盤區大巷煤柱回收方法

劉 洋

（陜西陜煤黃陵礦業有限公司一號煤礦，陜西 黃陵 727307）

0 前 言

近些年，雖然煤炭在我國能源結構中的主導地位有所下降，但仍占有70%的比列，尤其作為不可再生能源，合理開發和利用煤炭資源具有重要的戰略意義，因此各煤炭企業都把提高資源回收率作為礦井的一項生產經營方針，不斷提高資源回收開發利用水平，減少資源損失浪費。

黃陵一號煤礦是陜西陜煤黃陵礦業有限公司主力生產礦井之一，2010年礦井核定年生產能力為600萬t，屬高瓦斯礦井；礦井井田面積184km2，單水平盤區式開采，井田共劃分14個盤區。

八盤區位于井田西南部，北接西一大巷，西、南、東均為井田邊界。八盤區目前現有四條大巷：八盤區回風巷、八盤區進風巷、八盤區輔助運輸巷、八盤區皮帶巷，大巷煤柱為25m。

我礦盤區大巷均留有20～25m寬度的保安煤柱，在以前，采區回采結束后，未對大巷煤柱進行回收，資源浪費較嚴重。近幾來，公司、礦領導對煤柱的回收有了新的認識，并對此進行了認真的分析和研究，包括煤柱的寬度和長度、煤層厚度、煤層產狀、頂底板巖性、瓦斯情況、采煤方法、通風方式、運輸條件等，然后決定對大巷煤柱按正規工作面進行圈定和回采。

1 回收煤柱方案

由于八盤區802、804、806工作面已經開采完畢，留設的大巷保安煤柱比較完整，且具備回收條件。

1.1 煤柱回收可行性

1）2#煤層穩定，煤層厚度均在3m以上，資源可靠。

2）煤層傾角平緩，1～3°之間，可采用傾向短壁采煤法。

3）八盤區已回采的幾個工作面采空區頂板已全部跨落，無懸空不垮落現象，大巷煤柱無集中壓力；已回采的各工作面均采用一次采全高綜合機械化采煤法，煤炭回收率達到95%以上，采空區遺留少，無自燃發火跡象；采空區積水通過密閉上留設的泄水孔入大巷臨時水倉；保留的四條大巷支護可靠，無片幫、冒頂現象。

1.2 工作面布置

在確保安全且不影響礦井生產系統完整性、不影響設施安全的前提下對八盤區H11聯巷以里大巷煤柱進行回收。盡量利用原有巷道和采煤設備，減少巷道掘進工程量，盡可能提高煤炭資源回收率，減少資源損失浪費。

保留現有八盤區進風巷、八盤區回風巷、八盤區皮帶巷、八盤區輔助運輸巷，新掘一條順槽作為大巷煤柱工作面運輸順槽，掘進延伸H15聯巷作為工作面新切眼。

本次煤柱回收工作面暫定為800工作面，為圈成工作面，需掘進施工切眼88m（切眼總長117m）、，800運輸（回風）順槽942m、800回順聯絡巷68m、800機頭硐室70m（溜煤眼使用806工作面），800進風順槽采用八盤區輔助運輸巷，800工作面布置見圖1。

800工作面切眼，矩形斷面，設計寬度7.2m，高度3m，頂板采用錨索梁+錨桿+塑鋼網聯合支護。

800回風順槽，矩形斷面，設計寬度5m，高度3m，頂板采用錨索梁+錨桿+塑鋼網聯合支護。

圖1 800工作面布置平面圖

1.2.1 工作面系統

1）主運輸系統。工作面運輸機→順槽皮帶→800皮帶機頭硐室?八盤區皮帶巷

2）輔助運輸系統。進風順槽：利用八盤區輔助運輸巷。回風順槽：八盤區回風巷→800回順聯絡巷?800回風順槽

3）通風系統。U型通風：八盤區輔助運輸巷→800工作面→800回風順槽→800回順聯絡巷→八盤區回風巷

2 采煤方法

2.1 回收方法

采用壁式機械化后退式采煤，利用新掘順槽作為工作面運輸巷（回風巷），全部跨落法處理采空區頂板。

2.2 采煤工藝

2.2.1 割煤方式

采用MG650/1630-WD型電牽引采煤機割煤，每次割煤深度（截深）為0.8m，采煤機前進方向的滾筒始終為上行割煤，另一個則為下行割煤。

2.2.2 移架方式

配置ZY6400/17/35型掩護式液壓支架，順序移架，移架遵循收回護幫板——收回側護板——降柱——提架——拉架——升柱——伸出側護板——伸出護幫板的原則。

2.2.3 正規循環生產能力核算

工作面平均采高3m，循環進度為0.8m。

W=L×S×h×γ×C=(117×0.8×3×1.35×0.98)t=371t

式中：W為工作面正規循環生產能力，t；L為工作面平均長度，m；S為工作面循環進尺，m；h為工作面設計采高，m；γ為煤的容重，t/m3；C為回采率，98%。

2.3 支護設備

工作面采用兩柱掩護式液壓支架支護頂板，端頭支架支護兩端頭，兩超前采用超前支架支護頂板，支護設備型號及數量見表1。

表1 工作面支護設備型號及數量

3 頂板管理

3.1 兩超前管理

進順超前支護長度不少于50m，回順超前支護長度不少于35m，在切頂柱和超前支架間的控頂范圍內，采用液壓單體支柱配合鉸接頂梁支撐頂板，進、回風超前應根據頂板實際情況加強支護。

超前支架移架步驟為：前架降柱—伸推移（推前架）—前架升柱—后架降柱—縮推移（拉后架）—后架升柱。

3.2 兩端頭管理

工作面兩端頭采用切頂單體支柱配合ZYT6400/17/35型端頭支架支護頂板，切頂柱要求打三排，兩排切頂柱，一排戧柱，切頂柱交替支設，柱間距為500mm，排距為400mm，每排切頂柱上方必須架設半圓木，穿好柱鞋，掛牢防倒繩。

3.3 過聯巷、機頭硐室頂板管理

1）本次圈定區域有 H12、H13、H14 聯絡巷，與工作面平行，工作面距聯絡巷30m前對老巷提前支護木朵，不能有空頂。

2）為保證過聯絡巷安全，過巷前適當調整運輸機機頭或機尾，使工作面與聯絡巷成一定夾角，實現斜交過巷。

3）過802、804機頭硐室時，支架上方背道木，擦頂不帶壓過，確保橋面安全。

4）工作面推至804等工作面密閉附近時應提前對密閉口加強支護，防止壓垮密閉使采空區可能集聚的有毒有害氣體泄露至工作面產生危害。

3.4 其他注意事項

1）加強技術管理，做好支護設計，確定合理的支護方式，合理的端面距。

2）加強現場管理，實行緊盯制，密切關注頂底板煤層的變化趨勢，尤其機道弱面及頂板巖性的變化。

3）加強初采初放、過構造帶等薄弱環節的管理。

4）出現懸頂面積大于規定時，積極采取退錨、預裂爆破等方式。

5）加強職工的教育培訓，提高觀察頂板、處理頂板的能力，尤其頂板冐落征兆的捕捉，以及威脅人身安全時，迅速逃離現場的能力。

4 一通三防及防滅火

4.1 調風系統調整方案

800工作面生產前需對目前八盤區H11聯巷以里通風系統進行調整，確保800工作面回采期間通風系統穩定可靠，保證煤柱回收工作面有足夠的風量。通風系統調整見圖2。

做好煤柱回收期間各用風地點的風量分配工作，完善通風系統及設施。在806回順風橋與808進順支架設控風風門一組，八盤區回風巷H11聯巷口砌筑閉墻一處，調整后八盤區回風巷、皮帶巷、輔運巷均為進風巷。800工作面配風量本次不做討論。

圖2 800工作面通風系統圖

4.2 防滅火注意事項

1）加強工作面通風系統管理，減少采空區漏風，各種擋風設施必須設置齊全并及時調整。

2）工作面盡可能減少丟頂、底煤現象，浮煤要回收清理干凈。

3）加強井下放炮管理，杜絕不正確的爆破作業所形成的爆破火焰。

4）加強電纜設備和油脂管理，杜絕失爆現象的發生。

5）容易發生火災事故的場所要備足防火用沙和必要的消防器材。

5 其他事項

1）一號煤礦屬于水文地質復雜類型礦井，八盤區H15聯巷附近臨近小煤窯采空區，回采期間需隨時觀察工作面的出水情況，在工作面涌水量驟然增大時及時分析出水原因，及時采取必要措施。

2）工作面生產過程中要備足排水設備和管路，并加強對排水設備的維修和保養。

3）加強工作面的水害分析預報。

6 效益分析

1）經濟效益。800采面可采長度821m，可采儲量（回收煤柱）38萬t，按照目前噸煤300元利潤計算，可帶來1.14億元利潤，具有顯著經濟效益。

2）社會效益。對大巷煤柱進行回收，提高煤炭資源回收率,減少了煤炭資源的損失浪費，增加了礦井服務年限,實現了礦井的可持續發展，社會效益非常顯著。

國內在煤柱回收方面的實踐和理論都比較少，目前我礦對于煤柱回收技術研究還處于起步階段，在同等開采條件下可借鑒的煤柱回收成功實例太少，只有不斷探討、摸索、實踐、總結，才能不斷完善并建立一套適合我礦煤柱回收的技術體系。